Введение. Молоко как сырье для производства огромного количества и ассортимента продуктов питания характеризуется высоким содержанием питательных веществ и витаминов, которые необходимы человеку в его ежедневном рационе, так как способствует лучшему усвоению других пищевых компонентов. Ежегодно отмечается расширение ассортимента молочных продуктов из числа сгущенных, в которых содержится только 2 основных компонента – молоко и сахар. Наилучшими сгущенными продуктами являются продукты, произведенные по ГОСТ 2903-78 [1] с жирностью 8,5 %.
Необходимо отметить, что производители сгущенной продукции, например, формируют не только требования к качеству сырья, но и внедряют современные технологи переработки молока.
Впервые сгущенный продукт был произведен в Англии в 1848 г., впервые технология выпаривания влаги из молочного сырья была запатентована американцем Гейлом Брденом в 1856 г. Американский ученый запатентовал технологию производства «сгущенки», популярность готового продукта с этого времени увеличилась на всех континентах мира [2].
Согласно определению Л.И. Святкиной и др. [3], cгущенные молочные консервы с сахаром – пищевые продукты, полученные из пастеризованного коровьего цельного или обезжиренного молока, пахты или молока с добавлением сливок путем выпаривания некоторой части воды и консервирования сахарозой (свекловичным или тростниковым сахаром).
Сегодня вопрос о качестве сырья является актуальным ввиду его многообразия, ведь в качестве сырья на этикетке часто наблюдается надпись «изготовлено из молочного жира и белка», часто используют ингредиенты немолочного происхождения или сухие смеси. При приготовлении сгущенных консервов часто для удешевления готового продукта в качестве сырья используют обезжиренное молоко, сливки и пахту, как отход производства сладкосливочного масла, качество готового продукта, полученного из традиционного сырья, практически не отличается от полученного, например, из обезжиренного молока.
Альтернативные способы переработки молока в сгущенные продукты совершенствуются путем замены сырьевой базы и реконструкции технологического процесса по нескольким причинам: возросший дефицит и высокая себестоимость молочного сырья, сезонность в производстве молока [4].
Также установлено, что недостатком традиционного способа приготовления сгущенного молока являются энергозатраты на процесс выпаривания влаги – сгущение продукта, а соответственно, рост себестоимости готового продукта и низкая его биологическая и пищевая ценность.
Молочные сгущенные консервы, отвечающие ГОСТ2903-78 [1], получают из цельного коровьего молока с кислотностью не более 20 °Т и высокой степенью термоустойчивости.
Молочное скотоводство в мире является видом экономической деятельности ввиду перехода населения на правильное питание и разведение коз как продуктивных и неприхотливых к зоотехническим показателям животных.
Молочное скотоводство сегодня характеризуется невысокими темпами роста показателей во многих регионах. По данным Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, в России общая численность коз по состоянию на 31.12.2022 в хозяйствах всех категорий составила 1 млн 748,2 тыс. гол. на предприятиях разного юридического статуса [5]. Ежегодно количество поголовья варьирует, но не изменяется [6].
Самой многочисленной среди молочных пород коз является зааненская, численность которой составила 42,7 тыс. гол. (83,7 % от численности молочных коз). В племенных хозяйствах по зааненской породе отмечен удой молока в расчете на одну козоматку 875 кг [7].
Наибольшее количество хозяйств, которые занимаются развитием козоводства и выращиванием коз породы зааненская, отмечено в Краснодарском крае и Ленинградской области, здесь козоводство имеет промышленные масштабы. На территории Ярославской области козоводство и разведение зааненской породы (молочной) сконцентрировано в основном в частном секторе в форме малых ферм [8].
Вопрос о замене сырья для производства молочных сгущенных продуктов с повышенной биологической ценностью, например, на козье молоко, произведенное на территории Ярославской области, является сегодня актуальным. Комплексных исследований качества козьего молока в качестве сырья для сгущенных продуктов на территории Ярославкой области не проводилось, чем обусловлена актуальность исследований.
Цель исследований – изучить основные химико-биологические показатели козьего молока как нового сырья при производстве сгущенных продуктов с повышенной биологической ценностью, производимого на миниферме «Данирины козы» Ярославской области.
Задачи: провести сравнительный химический анализ коровьего и козьего молока в качестве сырьевой базы для производства сгущенных продуктов; определить основные технологические свойства козьего молока: термоустойчивость и кислотность; выявить наилучшие показатели содержания жира и влаги в молоке коз разного периода лактации.
Объекты и методы. Исследования проводились в фермерском хозяйстве «Данирины козы», расположенном по адресу: Ярославская область, Ярославский муниципальный район, поселок Нагорный, ул. Советская, дом 3.
Форма организации – семейная мини-ферма с полным производственным циклом: от разведения коз и производства сырого козьего молока до его переработки и реализации готовой продукции под торговой маркой «Данирины козы». Объект исследования – дойное стадо коз зааненской породы, возраст – 2–5 лет.
В исследовании использовался метод ежедневного учета молока (удоев). Контрольные дойки проводились в период с 01.06.2023 по 31.08.2023. Единица измерения – литры, ввиду небольших объемов молока и поголовья. Для учета проводился суточный удой, суммарный по 3 дойкам (утром, днем и вечером). Учет количества молока производился в мерной таре по каждой козе отдельно [9].
Определение термоустойчивости, кислотности, микробиологической обсемененности сырья проводилось в филиале ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса – на базе химико-аналитической лаборатории отдела технологий животноводства Ярославского НИИЖК.
Использование прибора «Лактан 1-4» позволило провести исследование молока на содержание жира, белка и СОМО. Работа проведена на базе Ярославского государственного аграрного университета студентами и сотрудниками кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции.
Отбор и подготовку проб осуществляли по ГОСТ 26809-86 [10].
Результаты и их обсуждение. Производить сгущенный продукт можно из определенных видов молока. Считается, что наиболее пригодным молочным сырьем является то, что характеризуется наличием мелких молекул (мицелл) казеина и низким содержанием сывороточных белков, так как это позволяет избежать процесса расслоения продукта при тепловых обработках и характеризует его стойкость. Молочное сырье с такими характеристиками получают от здоровых коров в пастбищный летний период (апрель – август). Анализ литературы показывает, что химический состав коровьего молока представлен более 250 истинными компонентами, находящимися в форме раствора, взвеси или водной эмульсии [9].
На первом этапе наших исследований был проведен химический анализ коровьего молока (содержание белков жиров, углеводов, влаги) и определена энергетическая ценность контрольного образца исходного сырья, предоставленного ООО «Красный Октябрь» Ярославской области.
Показатели химического состава коровьего молока как сырья, пригодного для производства сгущенных продуктов, представлены в таблице 1.
Содержание витаминов и минералов в коровьем молоке представлено на рисунке 1, согласно литературным данным [11, 12].
Таблица 1
Химический состав коровьего молока, произведенного
в ООО «Красный Октябрь» Ярославской области
|
Показатели |
Содержание, % |
|
1 |
2 |
|
Жир |
3,6 |
|
Белки: |
3,2 |
|
казеин |
2,7 |
|
альбумин |
0,5 |
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
|
глобулин |
0,1 |
|
Углеводы |
4,8 |
|
Лактоза |
4,55 |
|
Минеральные вещества |
0,8 |
|
Вода |
87,5 |
|
Пищевые волокна |
0 |
|
Энергетическая ценность |
274,2 кдж |
Рис. 1. Содержание витаминов и минеральных веществ в коровьем молоке [13]
Согласно проведенному анализу научных работ, можно заключить, что основные показатели химического состава коровьего молока находятся в зависимости от породы, возраста, региона скотоводства, кормовой базы [6, 8].
Среднее значение основных химических показателей козьего молока в сравнении с коровьим, представлено в таблице 2.
Таблица 2
Среднее значение основных химических показателей козьего
и коровьего молока (сост. по [14])
|
Вещество |
Козье молоко |
Коровье молоко |
|
1 |
2 |
3 |
|
Сухое вещество, г |
19 |
12 |
|
Белок, г |
5,2 |
3 |
|
Жиры, г |
До 8 |
3–3,9 |
|
Углеводы, г |
44 |
47 |
|
Лактоза, г |
3 |
4,7 |
|
Тиамин, мкг |
55 |
49 |
|
Рибофлавин, мкг |
150 |
190 |
|
Ниацин, мкг |
190 |
80 |
|
Пиридоксин, мкг |
41 |
40 |
|
Цианокобаламин, мкг |
0,1 |
0,8 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
|
А, мкг |
250 |
80 |
|
D, мкг |
0,06 |
0,03 |
|
Е, мг |
0,16 |
0,15 |
|
С, мг |
20 |
15 |
|
Кальций, мг |
143 |
122 |
|
Калий, мг |
150 |
148 |
|
Фосфор, мг |
93 |
92 |
|
Натрий, мг |
56 |
50 |
|
Железо, мг |
0,1 |
0,06 |
|
Медь, мг |
0,02 |
0,01 |
|
Марганец, мкг |
0,01 |
0,006 |
|
Плотность при 20 °С, кг/м3 |
1030 |
1027–1030 |
|
Кислотность, °Т |
17,0 |
16,0–21,0 |
Согласно представленным данным, содержание в козьем молоке жиров и белков выше, чем в коровьем молоке в 1,5–2 раза. Содержание кальция калия и железа несколько выше по сравнению с коровьим молоком [15, 16].
В козьем молоке содержание лактозы меньше, чем в коровьем, что является подтверждением о низкоаллергенных свойствах продукта при его употреблении людьми с недостатком фермента лактазы. Козье молоко не вызывает аллергических реакций у детей в виду отсутствия в его составе белка коровьего молока (БКМ).
Ввиду биологических особенностей, зоотехнических условий содержания коз, экономических затрат мы предположили, что такое направление как козоводство в Ярославской области и в других регионах России наиболее выгодно как вид молочного скотоводства, а соответственно, и источник перспективного сырьевого элемента.
Средний удой коз, отмеченный на мини-ферме в период лактации, находился в пределах от 1,8 до 5,6 л, при этом в июле отмечен надой от 4,9 до 5,5 л/с (среднее значение составило ((5,2 ± 0,03) л), с начала периода до конца удои равномерно увеличивались (за вторую и третью декады на 3 % соответственно) [8].
На втором этапе исследований был проведен физико-химический анализ козьего молока – определение массовой доли воды, массовой доли жира в молоке коз зааненской породы.
Козье молоко исследуемого предприятия представлено однородной жидкостью белого цвета, не имеет примесей и хлопьев и посторонних запахов, что подтверждает качество сырья.
Данные физико-химического анализа козьего молока представлены в таблице 3.
Таблица 3
Химический состав и питательность козьего молока,
произведенного на мини-ферме «Данирины козы» Ярославской области
|
Показатель |
Количество |
|
Сухое вещество, % |
13,20 |
|
Белок, % |
4,67 |
|
Мочевина, мг% |
12,80 |
|
Кетоновые тела, мг% |
1,32 |
|
Сырой жир, % |
4,20 |
|
Витамин А, мкг/л |
327,04 |
|
Кислотность, % |
24,00 |
|
Плотность, г/см3 |
1,031 |
|
Каротин, мкг/л |
14,37 |
|
рН |
6,71 |
Согласно полученным данным, представленным в таблице 3, можно заключить, что исследуемые партии козьего молока содержат более 13 % сухого вещества и мочевины. Такие показатели говорят о высоком проценте выхода продукции, например сыра и творога, а соответственно, являются хорошим сырьем для процесса выпаривания влаги. Согласно исследованиям А.Б. Оспанова с соавторами [16], козье молоко должно характеризоваться показателями активной кислотности, близкими к нейтральным значениям.
Важным составляющим элементом козьего молока является содержание в нем золы, макро- и микроэлементов (табл. 4).
Таблица 4
Содержание золы, макро- и микроэлементов в козьем молоке,
произведенном на мини-ферме «Данирины козы» Ярославской области
|
Показатель |
Содержание |
|
Зола, % |
0,86 |
|
Кальций, г/кг |
1,57 |
|
Фосфор, г/кг |
1,23 |
|
Цинк, мг/л |
5,74 |
|
Медь, мг/л |
1,80 |
|
Марганец, мг/л |
0,12 |
|
Железо, мг/л |
0,54 |
|
Магний, мг/л |
0,28 |
Количественные показатели веществ в исследуемом молоке указывают на их повышенное содержание в сравнении, с данными исследований А.Б. Оспанова с соавторами (2021) [16].
В ходе исследований нами также проведен анализ козьего молока на содержание жира, белка и СОМО. Перечень этих показателей характеризует натуральность и полноценность сырья (табл. 5).
Таблица 5
Содержание жира, белка и СОМО в козьем молоке, произведенном
на мини-ферме «Данирины козы» Ярославской области
|
Проба |
Жир, % |
Белок, % |
СОМО |
Плотность, °А |
|
1 |
4,13 |
3,48 |
9,36 |
31,73 |
|
2 |
4,11 |
3,45 |
9,3 |
31,52 |
|
3 |
3,92 |
3,25 |
8,85 |
30 |
|
Среднее значение ± ошибка |
4,05±0,08 |
3,39±0,09 |
9,17±0,20 |
31,08±0,67 |
В целом представленный химический анализ исследуемого молочного сырья позволяет заключить, что козье молоко обладает достаточной жирностью, белковой молочностью, содержит полезные макро- и микроэлементы.
В исследовании особое внимание было уделено таким показателям, как содержание жира и воды, так как они являются важными для промышленного процесса производства сгущенных продуктов с целью удешевления их себестоимости за счет содержания поголовья и энергозатрат производства. Для этого дополнительно проведены исследования, связанные с выявлением зависимости периода лактации коз с содержанием жира и влаги в молоке (табл. 6).
Таблица 6
Зависимость содержания жира и влаги в молоке коз породы зааненская
от периода их лактации
|
Год лактации |
Содержание, % |
||
|
белка |
жира |
воды |
|
|
Первый |
3,0±0,22 |
3,8±0,98 |
93,2 |
|
Второй |
2,9±0,21 |
3,7±0,52 |
94,4 |
|
Третий |
2,8±0,23 |
3,3±0,58 |
94,9 |
|
Четвертый |
2,1±0,23 |
3,3±0,53 |
95,6 |
По данным Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, средний удой с 1 козы зааненской породы в племенных хозяйствах за первую лактацию составляет 776 кг (содержание жира – 4,12 %, белка – 3,18 %), за вторую – 842 кг (3,94 и 3,16 %), за третью лактацию и старше – 949 кг (3,73 и 3,17 %, соответственно) [8].
Средние значения основных показателей по годам лактации коз исследуемого предприятия составили для белка (2,7 ± 0,22) %, жира – (3,5 ± 0,65) %. Нами также установлено, что показатели жирности молока выше у коз первого и второго года лактации, содержание воды также в пределах от 93,2 до 94,4 %. Такие показатели дают возможность утверждать, что процесс технологического выпаривания излишней воды сокращается не только по времени, но и менее энергозатратен.
Козье молоко по сравнению с коровьим является термоустойчивым, что является важным показателем при производственном цикле выпаривания излишней влаги под действием высоких температур.
Для приготовления 1 кг готового сгущенного продукта используют 2,5 кг нормализованного молока с содержанием жира, белка и лактозы в соотношении 1 : 1 : 1,32 и добавлением 5,1 части углеводов – безводного сахара с целью повышения калорийности. Содержание воды, согласно ГОСТ Р 53436-2009, должно составлять 26,2–25,8 % по массе [17].
Таким образом, в ходе проведенного исследования выявлено, что козье молоко с высоким содержанием жира и наименьшим содержанием влаги является перспективным сырьем для производства сгущенных продуктов, обеспечивает не только их высокое качество, но и снижает их себестоимость за счет затрат на содержание поголовья и энергозатрат в ходе технологического процесса.
Заключение. Увеличение пищевой ценности сгущенных молочных консервов с сахаром можно осуществлять путем замены коровьего молока на козье.
В ходе проведенных исследований химического анализа состава коровьего и козьего молока установлено, что по содержанию белка, жира, кальция, витаминов группы РР и А козье молоко превосходит коровье, является низкоаллергенным продуктом за счет отсутствия в нем белка коровьего молока (БКМ).
Козье молоко, полученное от коз породы зааненская первого и второго года лактации на предприятии «Данирины козы» Ярославской области, является перспективным сырьем для производства сгущенных продуктов, ввиду высокого содержания жира и низкого содержания влаги, что позволяет сократить время на процедуру выпаривания и снизить энергозатраты в промышленной технологии изготовления «сгущенки».
Производство сгущенных продуктов из козьего молока в целом снижает себестоимость готового продукта за счет экономии содержания поголовья коз и расширения направления козоводства во многих регионах России, в т. ч. и в Ярославской области.
Исследования, связанные с изучением качества козьего молока в качестве сырья для производства сгущенных продуктов и расширения их ассортимента, являются перспективными и требуют более детального изучения в рамках научно-исследовательских работ студентов и осуществления стартап-проектов.
