Что такое гомогенизированное детское пюре
КОНСЕРВЫ ГОМОГЕНИЗИРОВАННЫЕ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ
Метод определения качества измельчения
Homogenized canned food for infants. Method for determination the degree of milling
Дата введения 2016-01-01
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Некоммерческой организацией «Российский союз производителей соков» (РСПС)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2014 г. N 70-П)
За принятие голосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 февраля 2015 г. N 82-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24283-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2016 г.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ OIML R 76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия*
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 «Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия».
ГОСТ 19808-86 Стекло медицинское. Марки
ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы. Основные параметры и размеры
ГОСТ 26313-2014 Продукты переработки плодов и овощей. Правила приемки, методы отбора проб
ГОСТ 26671-2014 Продукты переработки плодов и овощей, консервы мясные и мясорастительные. Подготовка проб для лабораторных анализов
ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования
3 Сущность метода
Сущность метода заключается в определении среднего размера частиц мякоти и их распределения по размерам в суспензии продукта с применением оптической микроскопии визуально или автоматически с помощью программного обеспечения.
4 Отбор и подготовка проб
Приготовление суспензии пробы продукта для микроскопии (диспергирование в воде) следует проводить таким образом, чтобы сохранить фактический размер всех частиц (в качественном и количественном соотношении), свойственный продукту.
5 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда, реактивы и материалы
Весы неавтоматического действия по ГОСТ OIML R 76-1 среднего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 2000 г, пределами допускаемой абсолютной погрешности ±0,01 г.
Микроскоп оптический проходящего света со следующими техническими характеристиками:
или стереомикроскоп цифровой, снабженный компьютерной системой сбора и обработки информации и видеокамерой.
Осветитель для биологических люминесцентных микроскопов, обеспечивающий световой поток мощностью не менее 90 лм.
Микрометр окулярный винтовой, обеспечивающий погрешность измерения линейных размеров не более 0,015 мм.
Объект-микрометр проходящего света с ценой деления 0,01 мм для калибровки системы окуляр-микрометр.
Камера счетная проточная.
Трубка внутренним диаметром 5 или 7 мм из стекла марки НС-3 по ГОСТ 19808.
Шланги гибкие резиновые или силиконовые внутренним диаметром 5 мм.
Зажимы Мора или Кохера.
Мешалка магнитная любой конструкции.
Метиленовый синий, индикатор, ч.д.а., водный раствор массовой долей 1%.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Допускается применение других средств измерений, вспомогательного оборудования, не уступающих вышеуказанным по метрологическим и техническим характеристикам, а также реактивов, посуды и материалов, по качеству не хуже вышеуказанных.
6 Подготовка к проведению определения
6.1 Подготовка суспензии пробы продукта для микроскопирования
6.2 Подготовка установки
Собирают установку для проведения испытаний как показано на рисунке 1. Соединяют с помощью гибких шлангов счетную камеру со склянкой с краном, в которую наливают суспензию, подготовленную по 6.1, и со сливной чашкой. На шлангах устанавливают зажимы. Настройку оптической системы микроскопа, состоящую из окуляр-микрометра и объективов, фокусировку и калибровку проводят согласно инструкции по его эксплуатации, и как описано в 6.3.
6.3 Настройка оптической системы
Окуляр-микрометр представляет собой линейную шкалу с делениями, нанесенную на стеклянную пластинку, вставленную в окуляр.
Перед началом работы определяют цену одного деления шкалы окуляр-микрометра, которая зависит от длины тубуса микроскопа и увеличения объектива (см. рисунок 2).
Далее считают, какому количеству делений окуляр-микрометра соответствует определенное число делений объект-микрометра и составляют пропорцию.
Это определение проводят один раз для определенного микроскопа, с помощью которого в дальнейшем проводят измерения.
РЕКОМЕНДАЦИИ по вскармливанию здорового ребенка первого года жизни
РЕКОМЕНДАЦИИ
по вскармливанию здорового ребенка первого года жизни
Автор – врач-педиатр, доцент, кандидат медицинских наук Бовбель И.Э.
ДОРОГИЕ РОДИТЕЛИ!
В вашей семье растет малыш. Для гармоничного роста и оптимального здоровья ему необходимы ваша любовь и забота, а также рациональное вскармливание и правильный уход. Полноценное питание детей раннего возраста способствует развитию головного мозга и интеллекта, формированию иммунитета, других органов и систем.
КОРМЛЕНИЕ ГРУДНЫМ МОЛОКОМ
Известно, что грудное молоко – лучшее питание для младенца. Оно содержит все пищевые вещества в оптимальных количествах, а их качество соответствует возможностям пищеварительного тракта маленького ребенка и поэтому легко усваиваются. Содержащиеся в женском молоке иммунологические факторы защищают малыша от инфекций. Естественное вскармливание благоприятно влияет на баланс микробиоты кишечника.
Кормление грудью полезно не только для малыша, но и для здоровья матери: снижает риск послеродовых осложнений и заболеваний, позволяет избежать новой беременности, уменьшает риск развития рака молочной железы и яичников.
Ученые установили, что дети, вскармливаемые материнским молоком, растут приветливыми и спокойными, во взрослом возрасте они реже болеют сахарным диабетом, ожирением, атеросклерозом, онкологическими заболеваниями.
Дорогие мамы, постарайтесь сохранить грудное вскармливание на протяжении первого года жизни Вашего малыша.
КОРМЯЩЕЙ МАМЕ НА ЗАМЕТКУ:
Режим «свободного» вскармливания
После рождения младенца прикладывают к груди с такой частотой, сколько раз он активно требует кормления – вплоть до 12-20 раз в сутки. Интервалы между кормлениями длятся от 1 до 4 часов. Такой режим вскармливания называется «свободным». Длительность прикладывания к груди ребенка в первые две недели жизни составляет 20 минут и более.
Однако по окончании первых 1,5 месяцев необходимо устанавливать режим с частотой кормлений до 6 раз в сутки через 3,5 часа и с ночным перерывом 6-6,5 часов. Продолжительность кормления сокращается до 10-15 минут. А после введения первого прикорма число кормлений обычно уменьшается на одно, т.е. вместо 6 раз ребенок ест 5 раз в день.
Признаки, указывающие на достаточное количество материнского молока: спокойное поведение ребенка, глубокий длительный сон, хорошая прибавка массы тела, мочеиспускание 8-20 раз в сутки, мягкий регулярный стул.
КАК ОРГАНИЗОВАТЬ ПИТАНИЕ МЛАДЕНЦА ПРИ НЕВОЗМОЖНОСТИ ГРУДНОГО ВСКАРМЛИВАНИЯ. Смешанное и искусственное вскармливание
Если, несмотря на все усилия, грудного молока у мамы не хватает, его приходится частично или полностью заменять детскими молочными смесями. К вскармливанию «заменителями грудного молока» специалисты относятся как к «экологической» катастрофе для ребенка. Такой переход нужно осуществлять постепенно. По правилам смешанного вскармливания, сначала ребенку дают грудь, и только в случае, если он высосет недостаточно молока, докармливают смесью. Сколько молока малыш съедает за одно грудное кормление, определяется путем взвешивания.
Какую смесь лучше выбрать для вашего малыша, посоветуйтесь с врачом-педиатром.
Для вскармливания здоровых младенцев применяются смеси на основе как коровьего, так и козьего молока. Смеси бывают сладкими молочными и кисломолочными. Их дают ребёнку стерильными и подогретыми до 35-40ºС. Детские молочные смеси маркированы по возрасту:
Детские молочные смеси от 0 до 12 месяцев предназначены для вскармливание детей от рождения до одного года.
По показаниям врач-педиатр может порекомендовать смесь для детей с особыми диетическими потребностями, например, антирефлюксную при срыгиваниях, или гипоаллергенную при риске развития аллергии.
Как рассчитать суточный объем питания ребенка до года?
РОДИТЕЛЯМ НА ЗАМЕТКУ
Следует ли допаивать грудного ребенка водой?
Детей первого года жизни, находящихся на грудном вскармливании, рекомендуется допаивать водой в следующих случаях:
«Грудничков» можно допаивать только специализированной высококачественной «детской водой с рождения». Кипятить ее не нужно.
РАСШИРЯЕМ РАЦИОН: вводим прикорм
Ваш малыш растет, периоды его бодрствования увеличиваются, он активно познает окружающий мир. Значит, ему требуется больше энергии и сил, и маминого молока (или его искусственного заменителя) становится недостаточно. Растет потребность не только в калориях, но также в пищевых веществах, витаминах и минералах. Кроме того, пришло время учиться воспринимать вкусы и текстуры продуктов.
Именно поэтому малышам в возрасте не ранее 4 и не позже 6 месяцев педиатры рекомендуют вводить прикорм. Индивидуальные сроки введения прикорма определяются врачом-педиатром.
Прикорм – это дополнительно введение к молочному кормлению продуктов и блюд из круп, овощей и фруктов, мяса, рыбы. Каша, овощное пюре в итоге полностью заменяют одно молочное кормление.
Основные признаки готовности ребенка к введению прикорма:
В питании детей первого года жизни необходимо использовать питание промышленного производства. Это важно, так как они изготавливаются из сырья высокого качества, имеют стабильный состав, гарантированную химическую и микробиологическую безопасность.
Как правильно ввести прикорм
Прикорм дают перед кормлением молочным кормлением в тёплом виде, начиная с 1-2 чайных ложечек. Прикорм всегда дается с ложки, чтобы он проходил обработку слюной. При хорошей переносимости (нет нарушения стула, сыпи на коже) его объём увеличивайте постепенно, за несколько дней до возрастной нормы (см. таблицу). Большинству младенцев не нравятся новые вкусы, поэтому терпеливо приучайте Вашего малыша к прикорму. Часто для этого требуется как минимум 8-10, а иногда и 15 повторных попыток.
Приучая ребенка к разнообразному и здоровому питанию, вы формируете вкусовые пристрастия, которые пригодятся ему на протяжении всей жизни.
Педиатрами разработаны ПРАВИЛА ВВЕДЕНИЯ ПРИКОРМА
Последовательность введения прикорма
Последовательность введения блюд и продуктов прикорма может меняться и определяется особенностями развития Вашего малыша. Поэтому индивидуальные сроки прикорма назначит врач-педиатр.
Первый прикорм – безглютеновая безмолочная каша промышленного производства: не ранее 4-х месяцев – рисовая или гречневая, а с 5 месяцев – кукурузная. Кашей заменяют одно молочное кормление, как правило, второе после утреннего. Безмолочные каши можно развести грудным молоком или смесью, которую получает ребенок. С 5 месяцев в рацион расширяют за счет овсяной, пшеничной, толокняной каш, с 6 месяцев – каши из трех и более зерновых компонентов. Детям старше 9 месяцев можно давать каши типа мюсли с добавлением фруктов и овощей.
Второй прикорм – пюре из одного вида овощей (кабачок, брокколи, цветная капуста), вводится через 2-3 недели после каши. Если у ребенка имеется избыток веса или склонность к запорам, овощное пюре вводят первым прикормом, но не ранее 4-х месяцев. Пюре из моркови, тыквы можно давать с 5 месяцев, в дальнейшем постепенно включаются другие виды овощей. Каждый овощ уникален по своему составу, поэтому в рационе малыша используйте самые разные виды овощей.
Третий прикорм – мясо. Начинают прикорм с мясного пюре в возрасте ребенка 6-7 месяцев, а к 8-9 месяцам заменяется фрикадельками. Для детского питания используют диетические сорта мяса – кролика, цыпленка, индейки, говядины, нежирной свинины, конины. Как правило, мясо дается в сочетании с овощами. Следует учитывать, мясо составляет 40-50% в мясных консервах, 22-30% – в мясорастительных и не более 10-15% в растительно-мясных консервах. Пюре с добавлением субпродуктов (печень сердце, язык) можно давать детям старше 7 месяцев 1-2 раза в неделю.
По степени измельчения овощные и/или мясные пюре подразделяются на консервы для трех ступеней развития ребенка:
I ступень – 6-8 месяцев (гомогенизированные),
II ступень – 8-12 месяцев (пюреобразные),
В настоящее время фруктовые соки и пюре вводятся в рацион после каши, овощного пюре и мяса. Однако по показаниям педиатр вашему малышу может порекомендовать их введение в более ранние сроки – с 4 месяцев. Детский сок лучше давать в первой половине дня, начиная с ½-1 чайной ложки через 15 минут после кормления. При хорошей переносимости его количество увеличивают на 5 мл в день. Начинают с осветленного яблочного или грушевого соков без мякоти. Соки с мякотью можно давать через две недели после привыкания к осветленным сокам. Поликомпонентные соки, а также черешневый, малиновый рекомендуются детям старше 5 месяцев, Соки и нектары из экзотических фруктов, клубники, земляники можно давать с 8 месяцев, однако их применение следует ограничить до 1-2 раз в неделю. Детям, подверженным аллергии, на первом году жизни их лучше не давать. Необходимый объем фруктового пюре лучше разделить на два приема.
Не злоупотребляйте соками. Они богаты сахарами, чрезмерное потребление которых нарушает обмен веществ и ведет к раннему ожирению.
Творог дают с учетом индивидуальной переносимости, начиная с 5 г в день.
Желток куриного яйца, сваренного вкрутую, вводится, начиная с 1/10 части. Желток можно давать с кашей или овощным пюре.
Кисломолочные продукты детского питания: кефир, биокефир, детский йогурт можно давать с 9 месяцев.
Цельное молоко в качестве самостоятельного продукта в связи с высокой аллергенностью в питании детей первого года жизни не используется.
Примерный объем продуктов и блюд прикорма детям первого года жизни
Гомогенизаторы
Технология разрушения жировых шариков
Гомогенизация стала стандартным производственным процессом, повсеместно практикуемым в качестве средства удерживания жировой эмульсии от разделения под действием силы тяжести. Голен (Gaulin), который разработал этот процесс в 1899 г., дал ему следующее определение на французском языке:»Fixer la composition des liquides».
Сначала гомогенизация приводит к расщеплению жировых шариков на гораздо более мелкие (см. рис.1). В результате уменьшается образование сливок и может также быть снижена тенденция шариков к слипанию или образованию крупных агломератов. В основном гомогенизированное молоко производится механическим способом. Оно на высокой скорости прогоняется сквозь узкий канал.
Разрушение жировых шариков достигается сочетанием таких факторов, как турбулентность и кавитация. В результате диаметр шариков уменьшается до 1 мкм, и эго сопровождается четырех — шестикратным увеличением площади промежуточной поверхности между жиром и плазмой. В результате перераспределения оболочечного вещества, полностью покрывавшего жировые шарики до их разрушения, вновь образованные шарики имеют недостаточно прочные и толстые оболочки. В состав этих оболочек также входят адсорбированные белки плазмы молока.
Фокс вместе со своими коллегами исследовал жиропротеиновый комплекс, полученный в результате гомогенизации молока. Он доказал, что казеин является протеиновым слагаемым комплекса и что он, возможно, связан с жировой фракцией через полярные силы притяжения. Он также установил, что казеиновые мицеллы активизируются в момент прохождения сквозь клапан гомогенизатора, вызывая предрасположенность к взаимодействию с жировой фазой.
Рис.1. В процессе гомогенизации шарики жира разбиваются на гораздо более мелкие.
Требования к процессу
Физическое состояние и концентрация жировой фракции во время гомогенизации влияют на размеры жировых шариков. Гомогенизация холодного молока, в котором жир в основном присутствует в затвердевшем состоянии, практически неосуществима. Обработка молока при температуре 30 — 35°С приводит к неполной дисперсии жировой фракции. Гомогенизация по-настоящему эффективна, когда вся жировая фаза находится в жидком состоянии, причем в концентрациях, нормальных для молока. Продукты с повышенной массовой долей жира имеют тенденцию к образованию крупных скоплений жировых шариков, особенно при низкой концентрации протеинов сыворотки на фоне высокого содержания жира. Сливки с жирностью выше 12% не могут быть успешно гомогенизированы при стандартном повышенном давлении, потому что из-за недостатка мембранного материала (казеина) шарики жира слипаются в гроздья. Для достаточно эффективной гомогенизации на один грамм жира должно приходиться 0,2 грамма казеина.
Процессы гомогенизации, проводящиеся под высоким давлением, приводят к образованию маленьких жировых шариков. С ростом температуры гомогенизации возрастает дисперсность жировой фазы — соразмерно с уменьшением вязкости молока при повышенных температурах.
Обычно гомогенизацию проводят при температуре от 55 до 80°С, под давлением от 10 до 25 МПа (100-250 бар), в зависимости от типа обрабатываемого продукта.
Характеристики потока
При прохождении потока по узкому каналу его скорость возрастает (см. рис.2). Скорость будет расти до тех пор, пока статическое давление не снизится до такого уровня, при котором жидкость закипает. Максимальная скорость главным образом зависит от давления на входе. Когда жидкость покидает щель, скорость снижается, а давление начинает расти. Кипение жидкости прекращается, и паровые пузырьки взрываются.
Рис.2. В процессе гомогенизации молоко проталкивается через узкую щель, в которой происходит разрушение жировых шариков.
Теории гомогенизации
Теория разрушения шариков турбулентными водоворотами («микровихрями») основана на том, что в жидкости, движущейся с высокой скоростью, возникает большое количество турбулентных микропотоков.
Если турбулентный микропоток сталкивается с соразмерной ему каплей, последняя разрушается. Данная теория позволяет предвидеть изменения результатов гомогенизации при изменении применяемого давления. Эта связь была обнаружена во многих исследованиях.
С другой стороны, теория кавитации гласит, что капельки жира разрушаются ударными волнами, возникающими при взрывах паровых пузырьков. Согласно этой теории, гомогенизация происходит при покидании жидкостью щели. Таким образом, противодавление, необходимое для кавитации, имеет в этом случае большую значимость. Это было подтверждено на практике. Однако гомогенизация возможна и без кавитации, но в таком случае она менее эффективна.
Рис.3 Разрушение жировых шариков на первой и второй ступенях гомогенизации.
1 После первой ступени
2 После второй ступени
Одноступенчатая и двухступенчатая гомогенизация
Гомогенизаторы могут быть оснащены одной гомогенизирующей головкой или двумя, последовательно соединенными. Отсюда название: одноступенчатая гомогенизация и двухступенчатая гомогенизация. Обе системы показаны на рис.5 и 6. При одноступенчатой гомогенизации весь перепад давления используется
в единственной ступени. При двухступенчатой гомогенизации суммарное
давление замеряется перед первой ступенью Р1, и перед второй ступенью Р2.
Для достижения оптимальной эффективности гомогенизации обычно используется двухступенчатый вариант. Но желаемые результаты удается получить, если соотношение Р2 : Р1 равняется примерно 0,2. Одноступенчатый вариант используется для гомогенизации
На рис.3 показано образование и разрушение скоплений жировых шариков на второй ступени гомогенизации.
Влияние гомогенизации на структуру и свойства молока
Эффект гомогенизации оказывает положительное воздействие на физическую структуру
и свойства молока и проявляется в следующем:
Однако гомогенизации свойственны и определенные недостатки. В их числе:
Гомогенизатор
Для обеспечения максимальной эффективности гомогенизации обычно требуются гомогенизаторы высокого давления.
Продукт поступает в насосный блок, где его давление повышается поршневым насосом. Уровень возникшего давления зависит от противодавления, определяемого расстоянием между поршнем и седлом в гомогенизирующей головке. Давление Р1 всегда означает давление гомогенизации. Р2 — это противодавление первой ступени гомогенизации или давление на входе во вторую ступень.
Рис.4 Гомогенизатор — это большой насос высокого давления с устройством противодавления.
1 Главный двигатель привода
2 Клиноременная передача
3 Указатель давления
4 Кривошипношатунный механизм
5 Поршень
6 Уплотнение поршня
7 Литой насосный блок из нержавеющей стали
8 Клапаны
9 Гомогенизирующая головка
10 Гидравлическая система
Рис.5 Одноступенчатая гомогенизация. Схема гомогенизирующей головки:
1 Клапан
2 Ударное кольцо
3 Седло
4 Гидравлический привод
Насос высокого давления
Поршневой насос приводится в движение мощным электродвигателем (поз. 1 на рис.4) через коленчатый вал и шатуны — эта передача преобразует вращение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней насоса.
Поршни (поз. 5) перемещаются в блоке цилиндров высокого давления.
Они изготовлены из высокопрочного материала. Поршни оснащены двойными уплотнениями. В пространство между уплотнениями подается вода для охлаждения поршней. Туда же может подаваться горячий конденсат для предотвращения повторного обсеменения микроорганизмами продукта при работе гомогенизатора. Также возможно использование горячего конденсата для сохранения условий асептического производства продукта при работе гомогенизатора.
Гомогенизирующая головка
На рис.5 и 6 показаны гомогенизирующая головка и ее гидравлическая система. Поршневой насос поднимает давление молока с 300 кПа (3 бара) на входе до давления гомогенизации 10-15 МПа (100-240 бар), в зависимости от вида продукции. Давление на входе в первую ступень перед механизмом (давление гомогенизации) автоматически поддерживается неизменным. Давление масла на гидравлический поршень и давление гомогенизации на клапан уравновешивают друг друга. Гомогенизатор оборудован одним общим масляным баком, независимо от того, одноступенчатый это вариант или двухступенчатый. Однако в двухступенчатом гомогенизаторе есть две гидросистемы, и у каждой свой насос. Новое давление гомогенизации устанавливается изменением давления масла. Давление гомогенизации указывается на манометре высокого давления.
Процесс гомогенизации происходит на первой ступени. Вторая главным образом служит двум целям:
• Созданию постоянного и управляемого противодавления в направлении первой ступени, обеспечивая тем самым оптимальные условия гомогенизации
• Разрушению слипшихся гроздьев жировых шариков, образующихся сразу после гомогенизации (см. рис.3).
Обратите внимание, что давление гомогенизации — это давление перед первой ступенью, а не перепад давлений.
Детали гомогенизирующей головки обработаны на прецизионном шлифовальном станке. Ударное кольцо посажено на свое место таким образом, что его внутренняя поверхность перпендикулярна выходу из щели. Седло скошено под углом 5 градусов, чтобы продукт получал контролируемое ускорение, предотвращая таким образом ускоренный износ, неизбежный в ином случае.
Молоко под высоким давлением проникает между седлом и клапаном. Ширина щели составляет примерно 0,1 мм, что в 100 раз превышает диаметр жировых давления, произведенного поршневым насосом, преобразуется в кинетическую энергию. Часть этой энергии после прохождения через механизм снова преобразуется в давление. Другая часть высвобождается в виде тепла; каждые 40 бар падения давления после прохождения через механизм поднимают температуру на 1°С. На гомогенизацию затрачивается менее 1% всей этой энергии, и все же гомогенизация с помощью высокого давления пока остается наиболее эффективным методом из всех имеющихся на сегодняшний день.
Рис.6
Двухступенчатая гомогенизация.
1 Первая ступень
2 Вторая ступень
Эффективность гомогенизации
Цель гомогенизации зависит от способа её применения. Соответственно меняются и методы оценки эффективности.
В соответствии с законом Стокса, растущая скорость частицы определяется по следующей формуле, где: v — скорость
q — ускорение свободного падения p — размер частицы ηhp — плотность жидкости ηip — плотность частицы t — вязкость
Или v = константа х р 2
Из формулы следует, что уменьшение размера частицы является эффективным способом уменьшения возрастания скорости. Следовательно, уменьшение размера частиц в молоке приводит к замедлению скорости отстаивания сливок.
Рис.7 Анализ частиц методом лазерной дифракции.
Аналитические методы
Аналитические методы определения эффективности гомогенизации можно
разделить на две группы:
I. Определение скорости отстаивания сливок
Самый старый способ определения времени отстаивания сливок — это взять образец, выдержать его определенное время и затем проанализировать содержание жира в различных его слоях. На этом принципе построен метод USPH. Например, образец объемом в один литр выдерживается 48 часов, после чего определяется содержание жира в верхнем слое (100 мл), а также и во всем остальном молоке. Гомогенизация считается удовлетворительной, если массовой доли жира в нижнем слое в 0,9 раза меньше, чем в верхнем слое.
На этом же принципе построен метод NIZO. В соответствии с этим методом образец объемом, скажем, в 25 мл подвергается центрифугированию в течение 30 минут на скорости 1000 об/мин при температуре 40°С и радиусе 250 мм. После этого жирность 20 мл нижнего слоя делится на жирность всего образца и полученный результат умножается на 100. Это соотношение называется значением NIZO. Для пастеризованного молока оно обычно составляет 50-80%.
II. Фракционный анализ
Распределение размеров частиц или капель в образце можно определить хорошо разработанным методом с применением установки лазерной дифракции (см. рис.7), которая посылает лазерный луч в образец, находящийся в кювете. Степень рассеивания света будет находиться в зависимости от размеров и количества частиц, содержащихся в исследуемом молоке.
Результат приведен в виде графиков гранулометрического состава. Процент массовой доли жира представлен как функция размера частицы (размер жирового шарика). На рис.8 показаны три типовых графика распределения размеров жировых шариков. Обратите внимание на то, что при повышении давления гомогенизации график смещается влево.
Рис.9 Пример параметров гомогенизации (энергия, температура, давление).
Расход энергии и его влияние на температуру
Подводимая электрическая мощность, необходимая для гомогенизации, выражается следующей формулой:
Гомогенизатор в технологической линии
Обычно гомогенизатор устанавливается в начале линии, то есть до секции окончательного нагрева в теплообменнике. В большинстве пастеризационных установок по производству питьевого молока для потребительского рынка гомогенизатор стоит после первой регенеративной секции.
При производстве стерилизованного молока гомогенизатор обычно помещается в начале процесса высокотемпературной обработки, протекающей в системе с косвенным нагревом продукта, и всегда в конце процесса, проходящего в системе с прямым нагревом продукта, т.е. в асептической части установки после участка стерилизации продукта. В таком случае используется асептический вариант гомогенизатора, оснащенный специальными поршневыми уплотнениями, прокладками, стерильным конденсатором и специальными асептическими демпферами.
Асептический гомогенизатор устанавливается после секции стерилизации установок с прямым обогревом продукта в случаях производства молочных продуктов с массовой долей жира более 6 10% и/или с повышенным содержанием белка. Дело в том, что при очень высоких температурах обработки в молоке с высоким содержанием жира и/или протеинов образуются скопления жировых шариков и мицелл казеина. Расположенный после секции стерилизации асептический гомогенизатор разрушает эти агломерированные частицы.
Полная гомогенизация
Полная гомогенизация — наиболее распространенный способ гомогенизации питьевого молока и молока, предназначенного для производства кисломолочных продуктов. Жирность молока, а иногда и содержание
сухого обезжиренного остатка (при производстве йогурта, например) нормализуются до гомогенизации.
Раздельная гомогенизация
Раздельная гомогенизация означает, что основная часть обезжиренного молока ей не подвергается. Гомогенизируются сливки и небольшое количество обезжиренного молока. Этот способ гомогенизации обычно используется для пастеризованного питьевого молока. Основное достоинство раздельной гомогенизации — ее относительная экономичность. Общий расход энергии снижается примерно до 65% вследствие меньшего количества молока, проходящего через гомогенизатор.
Поскольку наибольшая эффективность гомогенизации может быть достигнута в случае, если в молоке содержится не менее 0,2 г казеина на 1 г жира, рекомендуемая максимальная жирность составляет 12%. Часовая производительность установки, в которой проводится раздельная гомогенизация, может быть определена по далее приведенной формуле.
Производство пастеризованною нормализованного молока (Qsm) в час составит приблизительно 9690 л. Если мы подставим эту цифру в формулу 2, то получим,
что часовая производительность гомогенизатора равняется примерно 2900 л.,
то есть около трети его полной производительности.
Схема потоков в установке для частично гомогенизированного молока приведена на рис.10.
Влияние гомогенизированных молочных продуктов на организм человека
В начале 1970-х годов американский ученый К. Остер (К. Oster) выступил с гипотезой о том, что гомогенизация молока позволяет ферменту ксантиноксидаза проникать через кишечник в кровеносную систему. (Оксидаза — это фермент, который катализирует присоединение кислорода к субстрату вещества или отщепление от него водорода.) По утверждению Остера, оксидаза ксантина способствует процессу повреждения кровеносных сосудов и ведет к атеросклерозу.
Эта гипотеза была отвергнута учеными на том основании, что человеческий организм сам вырабатывает в тысячи раз большие количества этого фермента, чем теоретически могло бы привнести в него гомогенизированное молоко.
Итак, никакого вреда от гомогенизации молока быть не может. С точки зрения питательности гомогенизация никаких особых изменений не привносит, за исключением, пожалуй, того, что в гомогенизированных продуктах жир и протеин расщепляются быстрее и легче.
Тем не менее Остер прав в том, что процессы окисления могут приносить вред человеческому организму и что диета важна для здоровья.
