LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Tautvydas Jasinskas
Pieno baltymų koncentrato kokybinė analizė ir jo
panaudojimas maisto produktų gamyboje
Qualitative analysis of milk protein concentrate and its
application in food industry
Veterinarinės maisto saugos ištęstinių studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBASDarbo vadovas: Prof. Dalia Sekmokienė Maisto saugos ir kokybės Katedra
2
DARBAS ATLIKTAS LSMU MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Pieno baltymų koncentrato kokybinė analizė ir jo panaudojimas maisto produktų gamyboje“
1. Yra atliktas mano paties.
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą. 2018-04-26 Tautvydas Jasinskas
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe. 2018-04-26 Tautvydas Jasinskas
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO
2018-04-26 Prof. Dalia Sekmokienė
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE
2018-04-26
(aprobacijos data) (katedros vedėjo vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentai 1)
2)
(vardas, pavardė) (parašai)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
3
TURINYS
SANTRAUKA ... 4 SUMMARY ... 5 SANTRUMPOS ... 6 ĮVADAS ... 71. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBĖS IR PANAUDOJIMO TEORINĖ ANALIZĖ ... 8
1.1. Pieno baltymų koncentrato gamybos procesų ir sudėties apžvalga ... 8
1.2. Pieno baltymų koncentrato fizikinių, cheminių bei mikrobiologinių savybių apžvalga ... 12
1.3. Pieno baltymų koncentrato panaudojimo maisto produktų gamyboje apžvalga ... 15
1.4. Pieno baltymų koncentrato reglamentavimo apžvalga ... 17
1.5. Pieno baltymų koncentrato ankstesnių tyrimų apžvalga ... 18
2. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBINĖS ANALIZĖS IR JO PANAUDOJIMO MAISTO PRODUKTŲ GAMYBOJE TYRIMO METODIKA ... 22
2.1. Pieno baltymų koncentrato cheminių rodiklių tyrimų metodika ... 22
2.2. Pieno baltymų koncentrato mikrobiologinių tyrimų metodika ... 23
2.3. Statistinė ir palyginamoji duomenų analizės ... 24
3. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBINĖS ANALIZĖS IR JO PANAUDOJIMO MAISTO PRODUKTŲ GAMYBOJE TYRIMO REZULTATAI ... 27
3.1. Pieno baltymų koncentrato cheminių rodiklių tyrimų rezultatai ... 27
3.2. Pieno baltymų koncentrato mikrobiologinių tyrimų rezultatai ... 32
3.3. Pieno baltymų koncentrato cheminių ir mikrobiologinių rodiklių statistinės duomenų analizės rezultatai... 35
3.4. Pieno baltymų koncentrato panaudojimo gamybos pramonėje palyginamosios analizės rezultatai ... 36
4. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBINĖS ANALIZĖS IR JO PANAUDOJIMO MAISTO PRODUKTŲ GAMYBOJE TYRIMO REZULTATŲ APTARIMAS ... 40
IŠVADOS ... 42
LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 44
4
SANTRAUKA
Pieno baltymų koncentrato kokybinė analizė ir jo panaudojimas maisto produktų gamyboje
Tautvydas Jasinskas Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovas: Prof. Dalia Sekmokienė
Darbas atliktas: 2017 – 2018 metais, Lietuvos sveikatos mokslų universitete, Maisto saugos ir kokybės katedroje ir pieno perdirbimo įmonės „X“ laboratorijoje.
Darbą sudaro: 46 puslapiai, 20 paveikslų, 14 lentelių.
Darbo tikslas - atlikti pieno baltymų koncentrato kokybinę analizę ir nustatyti galimą pieno baltymų koncentrato panaudojimą maisto produktų gamyboje.
Tyrimo objektas: 70 proc. ir 85 proc. pieno baltymų koncentratai. Tyrimo imtis sudarė 10 partijų 70 proc. ir 10 partijų 85 proc. pieno baltymų koncentratų kurios buvo tirtos 3 kartus ir buvo tiriami cheminiai kokybės rodikliai (baltymai, riebalai, drėgmė, pH, laktozė) ir mikrobiologiniai rodikliai (bendras bakterijų skaičius).
Tyrimo rezultatai ir išvados.
Cheminių rodiklių tyrimai atskleidė, kad pagaminti 85-ių proc. pieno baltymų koncentratai yra tinkamos sudėties, t.y. atitinka baltymų ir sausų medžiagų santykį lygų 85-iems procentams. 70-ies proc. pieno baltymų koncentratai mažiau atitiko reikalingą baltymų kiekį, palyginus su 85-ių proc. koncentratu t.y. partijose jis svyravo nuo 69.74 iki 72.35 proc. Mikrobiologinių rodiklių tyrimai atskleidė, kad maksimalus mikroorganizmų kiekis rastas 85-ių proc. koncentrato vienoje partijoje yra 3000 KSV/g. 70-ies proc. koncentrato vienoje partijoje daugiausiai rasta 1314 KSV/g, leistina norma (30000 KSV/g), todėl produktai yra tinkami vartoti. Vertinant pieno baltymų koncentratų panaudojimą maisto pramonėje, paaiškėjo, kad žemą baltymų kiekį (42 proc.) turintys koncentratai daugiausiai naudojami kaip sauso lieso pieno ir nugriebto pieno miltelių pakaitalai, vidutinio lygio (42-70 proc.) - sūrio ir jogurto gamyboje, aukšto lygio (80 proc. ir daugiau) - mitybos ir dietiniuose mišiniuose, klinikiniuose preparatuose, kūdikių mišinėliuose ir batonėliuose.
5
SUMMARY
Qualitative analysis of milk protein concentrate and its application in food industry Tautvydas Jasinskas
Master‘s Thesis
Diploma paper advisor: Prof. Dalia Sekmokienė
Diploma is prepared in the Department of Food Safety and Quality of Lithuanian University of Health Sciences and in the laboratory of food processing company “X“ during 2017-2018 period. Diploma consists of 46 pages, 20 pictures and 14 tables.
The aim of diploma is to prepare a qualitative analysis of milk protein concentrates and evaluate its application in food industry.
The object of the research is milk protein concentrate with 70 and 85 percent of protein content. 10 samples of milk protein concentrate with 70 percent of protein content and 10 samples of milk protein concentrate with 85 percent of protein content were produced 3 times each. The average results of chemical indicators (proteins, lactose, fat, moisture, pH) and microbiological indicators are analysed in the research.
The results of the research. The analysis of chemical indicators revealed that milk protein concentrates with 85 percent of protein content have qualitative composition which means that the ratio of protein and dry materials is 85 percent. Milk protein concentrates with 70 percent of protein content were not that high qualitative as 85 percent – the protein content of all samples has a variation from 69.74 to 72.35 percent. The analysis of microbiological indicators revealed that the maximum number of bacteria found in one sample with 85 percent of protein content is 3000 cfu/g. As the acceptable rate is 30000 cfu/g, all samples have high quality. The evaluation of milk protein concentrate application in food industry revealed that the product is mostly used as a nonfat dried milk and skim milk powder replacer (concentrates with 42 percent of protein content); used in cheese and yogurt manufacture (concentrates with 42 and 70 percent of protein content); used in nutritional, dietetic, clinical formulations, infant formula and protein bars (concentrates with 80 percent and higher).
6
SANTRUMPOS
MPC – pieno baltymų koncentratas (ang. milk protein concentrate).
Ankstesni tyrimai – kitų mokslininkų tyrimai atlikti 2004-2017 metais apie pieno baltymų koncentratą.
ES – Europos sajunga.
ksv/g – kolonijas sudarantys vienetai grame. g/l – gramai litre.
7
ĮVADAS
Pieno baltymų koncentratai yra palyginus naujas produktas, kuris sparčiai populiarėja. Šiandien produktas yra naudojamas dėl savo savybių, tokių kaip skonis, funkcionalumas ir savo sudėties ypatumų - didelio baltymų kiekio ir mažo laktozės kiekio (7). Maisto pramonėje dažniausiai pieno baltymų koncentrato pridedama norima pagerinti baltymų kiekį ir tekstūros savybes produktuose, koncentratų taikymas gali skirtis priklausomai nuo baltymų kiekio. Baltymų koncentratai naudojimas pagal jų baltymų kiekį: 42-50 proc. koncentratai yra naudojami kaip sūrio, jogurto ir sriubų ingredientas, o 70 proc. ir daugiau koncentratai yra naudojami gėrimuose, medicininiuose maisto produktuose, baltyminiuose kokteiliuose (21).
Per pastarąjį dešimtmetį, pieno baltymų koncentrato paklausa ir gamybos kiekiai pasaulyje sparčiai išaugo (8). Tačiau pieno baltymų koncentratą apibūdinančio standarto pasaulinėje maisto pramonėje nėra (7).
2014-iais metais Amerikos Pieno Produktų institutas (ang. American Dairy Products Institute) ir JAV Pieno eksporto Taryba (ang. U.S. Dairy Export Council) teikė paraišką dėl pieno baltymų koncentrato ir izoliato pripažinimo saugiu produktu (7,8). Tais pačiais metais Amerikos Pieno Produktų institutas išleido leidinį su taikomais pieno baltymų koncentrato standartais (29). O 2017-iais metais Indija pateikė pasiūlymą Pasaulio Prekybos organizacijai dėl pieno baltymų koncentratų ir išrūgų baltymų koncentratų standartų priėmimo (26). Lietuva būdama pasaulio prekybos organizacijos nare, taip pat tūrėtų laikytis šių standartų jei jie būtų patvirtinti.
Ankstesni tyrimai parodo kad, pieno baltymų koncentrato dydis nėra aiškiai apibrėžtas, vienur jis matuojamas kaip baltymai sausoje medžiagoje, kitur jis apibūdinamas remiantis baltymų kiekiu. Pieno baltymų koncentratas pasižymi prastesnėmis funkcinėmis savybėmis nei kiti aukštą baltymų kiekį turintys koncentratai, todėl yra plačiai analizuojami būdai kaip pagerinti šio produkto savybes, kad jis galėtų būti dar plačiau naudojamas. Dėl produkto naujumo rinkoje, pastebėta, kad Lietuvoje tyrimų susijusiu su šiuo produktu praktiškai nėra.
Darbo tikslas - atlikti pieno baltymų koncentrato kokybinę analizę ir nustatyti galimą pieno baltymų koncentrato panaudojimą maisto produktų gamyboje.
Darbo uždaviniai:
1. Apžvelgti mokslinę literatūrą apie pieno baltymų koncentratus ir jų panaudojimą maisto produktų gamyboje;
2. Parengti pieno baltymų koncentrato kokybinės analizės ir panaudojimo metodiką;
3. Ištirti pieno baltymų koncentrato kokybę ir atlikti panaudojimo maisto produktų gamyboje analizę;
8
1. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBĖS IR
PANAUDOJIMO TEORINĖ ANALIZĖ
1.1. Pieno baltymų koncentrato gamybos procesų ir sudėties apžvalga
Pieno baltymai yra plačiausiai naudojami maisto baltymai dėl jų esminio vaidmens žmonių mityboje (1). Jie pasižymi didele biologine verte ir savo sudėtyje turi nepakeičiamų, gerai subalansuotų, gyvybiškai būtinų aminorūgščių, iš kurių lengvai ir greitai pasigamina žmogaus organizmo baltymai. Baltymai jauniems žmonėms skatina naujų ląstelių statybą, o vyresniems – pasenusių atsinaujinimą (2).
Dėl baltymų svarbaus vaidmens mityboje ir jų gerųjų savybių, iš baltymų gaunami įvairūs produktai yra plačiai analizuojami mokslinėje literatūroje. Vienas jų - pieno baltymų koncentratas, apibūdinamas remiantis dviem pagrindiniais aspektais – įvardijama jo sudėtis arba gamybos būdas. Literatūroje teigiama, kad pieno baltymų koncentratas yra laikomas antrosios kartos pieno produktu, kurio sudėtyje yra nuo 40 iki 89 proc. baltymų sausoje medžiagoje (8,13). H. Eshpari (3) bei X. Qian (4) akcentuoja pieno baltymų koncentrato gamyboje naudojamą pagrindinį išteklių - nugriebtą pieną. Dauguma autorių - H. Eshpari (3), X. Qian (4), X. Luo (5), V. Sikand (6) įvardija pieno baltymų koncentrato gamybos būdus: membraninis filtravimas (3,5), džiovinimas (3,5,6), ultrafiltracija ir diafiltracija (4,6). S. Agarval (7), G. S. Meena (8) ir H. Singh (9) pateikė plačiai taikomą pieno baltymų koncentrato gamybos procesų grandinę (žr. 1 pav.).
Pieno baltymų koncentratas yra pagaminamas taikant toliau įvardytus gamybos procesus. Pirmiausia, pienas yra apdorojamas separavimo būdu, kad būtų išgaunamas pagrindinis pieno baltymų koncentrato išteklius – nugriebtas pienas. Antra, atliekama pasterizacija, kurios metu nugriebtas pienas yra termiškai apdorojamas. Šio procesu metu produkto kaitinimas (10-20 sekundžių 70-75°C temperatūroje (7) arba 15 sekundžių 72°C temperatūroje (8)) neutralizuoja nepageidaujamus mikroorganizmus ir fermentus. Toliau pienas apdorojamas ultrafiltracijos būdu. Šio procesu metu kazeinai, išrūgų baltymai, mielės druskos ir liekamieji riebalai yra koncentruojami, o vanduo, tirpios druskos ir baltymų neturinčios azoto medžiagos praeina per membraną ir yra pašalinamos. Siekiant išgauti didelį baltymų kiekį (dažniausiai virš 70 proc. baltymų), pieno baltymų koncentratams gali neužtekti tik ultrafiltracijos. Tam, kad pasiekti tinkamą baltymų ir sausų medžiagų santykį, dažnai, tačiau nevisada, naudojama diafiltracija. Šio proceso metu pašalinama papildoma laktozė ir tirpūs mineralai. Po ultrafiltracijos ir diafiltracijos produktas nėra daugiau kaitinamas, todėl sudėtyje esantys išrūgų baltymai išlaiko savo pradinę būseną. Pasiekus pageidaujamą baltymų ir sausų medžiagų santykį, baltymai yra išgarinami, pašalinant
9 papildomai apie 5 proc. vandens. Galiausiai produktas yra išdžiovinamas iki sausos būsenos - miltelių. (7-9).
1 pav. Pieno baltymų koncentrato gamybos grandinė (7-9)
Pieno baltymų koncentratuose gali būti skirtingas baltymų kiekis. Dėl plačios dydžių amplitudės, pieno baltymų koncentratai gali būti skaidomi į keletą grupių: žemą (iki 40 proc.), vidutinišką (60-70 proc.) ir aukštą (virš 80 proc.) baltymų kiekį turintys koncentratai (19). Jei baltymų kiekis sausoje medžiagoje lygus 90 proc. ar daugiau tuomet tai bus laikoma pieno baltymų izoliatu (8).
1 lentelė. Pieno baltymų koncentrato tipų sudėtis (proc.) (7-9)
*Baltymų sausoje medžiagoje rodiklis apskaičiuotas autoriaus remiantis G.S. Meena (8) ir C. Marella (13); MPC – pieno baltymų koncentratas (ang. milk protein concentrate)
Pienas
Separavimas (ang. separation ) Nugriebtas pienas (ang. skim milk )
Pasterizacija (ang. pasteurization ) Ultrafiltracija (ang. ultrafiltration ) Diafiltracija (ang. diafiltration )
Garinimas (ang. evaporation ) Džiovinimas (ang. spray drying )
Pieno baltymų koncentratas (ang. milk protein concentrate MPC )
Tipas Baltymai Laktozė Riebalai Mineralai (pelenai) Baltymai sausoje medžiagoje* Šaltinis
MPC35 35,4 49,6 0,5 8,06 37,84 (10) MPC42 42 46 1 7,5 43,52 (12) MPC50 49,9 35,8 0,8 7,75 52,94 (10) MPC60 60,8 24,5 1,5 7,74 64,31 (10) MPC65 65,45 19,5 2,38 8,1 68,58 (3) MPC68 68,5 18,2 2 - 77,23 (4) MPC70 70; 68,3; 70 16,5; 18; 16,2 1,5; 1,2; 1,4 7,7; 7,99; 8,2 73,15; 71,53; 73,07 (11,10,12) MPC75 75 10,9 1,5 7,6 78,95 (12) MPC80 79,1; 76,98; 81; 80 6,36; 9,89; 6; 4,1 1,7; 2,51; 2; 1,8 7,69; 6,94; 4,5;7,4 83,39; 79,92; 86,63; 85,74 (10, 13, 14, 12) MPC85 82,4; 84; 85 4; 1,81; 1 1,6; 1,2; 1,6 7,3; 7,54; 7,1 86,41; 88,84; 89,76 (15-16, 10, 12) MPC90 85,9 0,37 1,6 7,59 89,99 (10)
10 Atlikus literatūros analizę galima išskirti skirtingą sudėtį turinčių tyrinėjamų pieno baltymų koncentrato tipų. Paprastai užsienio literatūroje pieno baltymų kocentrato tipo pavadinimas turi atitinkamus skaičius, kurie parodo baltymų kiekį sausoje medžiagoje. Šiuo atveju MPC85 (ang.
MPC - milk protein concentrate)savo sudėtyje turi apie 85 proc. baltymų. Atsižvelgiant į tyrimų
skaičių, daugiausiai tyrinėjami pieno baltymų koncentratai yra MPC70, MPC80 ir MPC85 (žr. 1 lentelę).
Remiantis tyrimuose pateikta pieno baltymų koncentrato sudėtimi, pastebėta, kad tik dviejuose tyrimuose – G.S. Meena ir kt. (8) ir C. Marella (13) buvo akcentuotas baltymų sausoje medžiagoje rodiklis. Visi kiti autoriai (3-4,10-12, 14-16) pateikę koncentrato sudėtį iššskyrė tik bendrą baltymų kiekį. Skirtingos pieno baltymų koncentrato išraiškos tyrimuose rodo, kad nėra vieningai priimto standarto, kaip turėtų būti įvertinamas pieno baltymų koncentrato rodiklis.
Daugelyje tyrimų (3,4,10-16) yra įvardijamos pagrindinės pieno baltymų koncentrato sudedamosios dalys ir jų procentinė dalis koncentrate: baltymai, laktozė, riebalai ir mineralai (žr. 1 lentelę). 2-ame paveiksle esanti diagrama rodo, kad tarp baltymų ir laktozės dydžių yra atvirštinė priklausomybė, t.y. didėjant baltymų kiekiui proporcingai mažėja laktozės kiekis (8).
2 pav. Baltymų ir laktozės dydis esant skirtingam pieno baltymų koncentrato tipui (3,4,10-16)
H. Eshpari (3), X. Qian (4), X. Luo (5) S. Agarval (7), V. Sikand (19) išskiria baltymų rūšis esančias koncentrate: apie 75-80 proc. kazeino ir apie 20-25 proc. išrūgų baltymų. Kazeinas yra žinomas kaip turintis gerą maistinę vertę dėl savo vertingų aminorūgščių, kalcio, fosfato ir mikroelementų (17). Kazeinas susideda iš šių pagrindinių elementų: κ-kazeinas, αS2-kazeinas, αS1
-kazeinas, β-kazeinas ir α-laktalbuminas (žr. 2 lentelę) (19). Išrūgų baltymai yra labai maistingi. Dažniausiai išskiriamos dvi jų formos: išrūgų baltymų koncentratas ir išrūgų baltymų izoliatas. Išrūgų baltymų koncentratas turi 34-89 proc. baltymų, o išrūgų baltymų izoliato sudėtyje yra bent 90 proc. baltymų (18). Išrūgų baltymai susideda iš šių pagrindinių elementų: α-laktalbuminas ir β-laktoglubinas (žr. 2 lentelę) (19). Nors literatūroje teigiama, kad baltymus sudaro apie 20 proc.
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Baltymai (Proc.) Laktozė (Proc.)
11 išrūgų baltymų ir 80 proc. kazeinų, tačiau 2 lentelėje duomenys galis skirtis dėl tyrime taikyto papildomo koncentrato kaitinimo, kurio metu išrūgų baltymų dalelės susijungė su kazeinais (19).
2 lentelė. Kazeinų ir išrūgų baltymų dalis pieno baltymų koncentrate (proc.) (19)
Kazeinai ir išrūgų baltymai yra biologiškai aktyvūs ir yra geri skirtingų biologiškai aktyvių peptidų šaltinis (17). Daugelis jų pasižymi naudingomis medicininėmis savybėmis, pateiktomis 3-ioje lentelėje.
3 lentelė.Pagrindiniai biologiškai aktyvūs pieno komponentai ir jų funkcijos (28)
V. Sikand (8) tyrinėjo pieno baltymų koncentratų mineralų sudėtį, kuri parodė, kad koncentratą sudaro šeši pagrindiniai mineralai: kalcis, magnis, kalis, natris, fosforas ir chloridas. Remiantis 4 lentele, palyginus MPC40 ir MPC80 koncentrato tipus, didesnį bendrą mineralinių medžiagų kiekį turi MPC40. Galima išskirti mineralus, kurių sudėtis reikšmingai sumažėjo didinant
Tipas κ-kazeinas αS2 -kazeinas αS1 -kazeinas β-kazeinas α-laktalbuminas β-laktoglubinas A β-laktoglubinas B Viso kazeinų Viso išrūgų baltymų MPC40 11,40 7,14 37,79 32,25 2,32 4,35 4,73 88,67 11,32 MPC80 10,24 6,67 38,35 34,07 0,95 5,61 4,09 89,34 10,65 MPC80 10,98 6,94 38,31 33,27 0,89 5,88 3,72 89,50 10,49 MPC80 9,93 7,76 38,15 31,98 1,84 5,51 4,82 87,82 12,17
Pieno komponentai Bioaktyvūs junginiai Bioaktyvaus junginio nauda
α -kazeinas , β - kazeinas Kasomorfinai Padidina amino rugščių ir elektrolitų įsisisavinimą, pagreitina skrandžio ištuštinimą - virškinimą
α -kazeinas, β - kazeinas Kazokinai Mažina kraujospūdį
α -kazeinas, β - kazeinas Fosfopeptidai Padidina mineralų Ca, P, Zn absorbciją α -kazeinas, β - kazeinas
Imunopeptidai Kasomorfinai Kasokininai
Padidina imuninį atsaką ir fagocitinį aktyvumą αs1 - kazeinas Isracidinas Pasižymi antimikrobiniu poveikiu
αs2 - kazeinas Kasocidinas Pasižymi antimikrobiniu poveikiu
κ - kazeinas Kazoksinai Opioidų antagonistas
κ - kazeinas Kasoplatelinai Pasižymi antitromboziniu poveikiu κ - kazeinas κ - kazeino gliko -
makropeptidas Pasižymi probiotiniu poveikiu α - laktalbuminas,
β-laktoglobulinas Laktorfinai Opioidų antagonistas Imunoglobulinai Imunoglobulinas A,
Imunoglobulinas G Imunomoduliatorius (pasyvus imunitetas)
12 pieno baltymų koncentraciją: chloridas sumažėjo apie 83 proc., kalis ir natris sumažėjo apie 75 proc. Vienintelis mineralas, kuris reikšmingai padidėjo, t.y. apie 59 proc. yra kalcis. Likusieji mineralai beveik nesikeitė: magnis sumažėjo apie 15 proc., o fosforas padidėjo apie 8 proc.
4 lentelė. Mineralų dalis pieno baltymų koncentrate (19)
Pieno baltymų koncentratas yra laikomas antrosios kartos pieno produktu, kurio sudėtyje yra nuo 40 iki 89 proc. baltymų sausoje medžiagoje. Koncentratas pagaminamas naudojant šiuos dažniausiai taikomus gamybos etapus: pieno separavimas, nugriebto pieno pasterizacija, ultrafiltracija, diafiltracija, garinimas ir džiovinimas. Koncentratai yra skaidomi į žemą (iki 40 proc.), vidutinišką (60-70 proc.) ir aukštą (virš 80 proc.) baltymų kiekį turinčius produktus. Baltymus sudaro kazeinai ir išrūgų baltymai, kurie pasižymi bioaktyviomis savybėmis. Pieno baltymų koncentrate didžiausią mineralų kiekį sudaro Kalcis.
1.2. Pieno baltymų koncentrato fizikinių, cheminių bei mikrobiologinių
savybių apžvalga
Pieno baltymų koncentrato gamyboje naudojamas ultrafiltracijos būdas nenaudojant kaitinimo aukštoje temperatūroje ir nekeičiant pH lygio leidžia produktui išlaikyti tokį patį kazeinų ir išrūgų baltymų santykį kaip ir nugriebtame piene todėl koncentratas gali pasiekti norimas funkcines savybes. (8)
Lyginant pieno baltymų koncentrato funkcinių savybių stiprumą su kitais koncentratais turinčiais didelį baltymų kiekį, galima teikti, kad kazeinatai ir išrūgų baltymų koncentratai paprastai pasižymi aukštesnio lygio savybėmis (žr. 5 lentelę). Pieno baltymų koncentrato miltelių tirpumo didinimas yra išskiriama kaip viena didžiausia problema, lyginant su kitais baltymais, tokiais kaip išrūgų baltymų koncentratai. Tirpumas gali būti pagerintas gamybos metu kontroliuojant tam tikrus parametrus tokius kaip: temperatūra, pH, ultrafiltracijos koncentracijos santykis, diafiltracija ir išgarinimas. Vienas iš metodų siekiant pagerinti pieno baltymų koncentrato tirpumą, yra retentato pH sumažinimas iki 5,8 naudojant sieros rūgštį ir diafiltracijos metu naudojant demineralizuotą vandenį. Sekantis būdas yra aukšto slėgio taikymas apdorojant pieno baltymų koncentratą. Prieš
Kalcis Magnis Kalis Natris Fosforas Chloridas Viso mineralų Šaltinis
(mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) MPC40 903 83 1 134 284 816 1 059 4 279 (19) MPC40 956 89 1 177 303 882 1 049 4 456 (19) MPC80 1 423 80 350 100 375 286 2 614 (19) MPC80 1 486 76 217 50 1 085 136 3 050 (19) MPC80 1 496 68 226 45 1 085 70 2 990 (19) MPC80 1 493 69 366 89 1 109 213 3 339 (19) Tipas
13 džiovinimą koncentratas yra apdorojamas su 200 Mpa slėgio diapazonu 40 °C temperatūroje ir tokiu būdu tirpumas gali būti padidinamas iki 77 proc. Koncentrato tirpumas taip pat pagerinamas pridedant natrio chlorido (NaCl) į koncentratą (8). Tirpumas yra pagrindinė didelį kiekį baltymų turinčių koncentratų savybė. Jis tarpusavyje susijęs ir su kitomis finkcinėmis savybėmis, tokiomis kaip emulsavimas, putojimas ir sutirštėjimas (9).
Emulsavimo savybė pasireiškia kai baltymai veikiantys aliejaus ir vandens sąsajoje sudaro ir stabilizuoja riebalų emulsijas mėsos gaminiuose, pieno gėrimuose, sriubose, padažuose ir kepiniuose. Plakimo metu putojantys baltymai ore ar vandenyje formuoja stabilią oro burbulų plėvelę, kuri padeda stabilizuoti morengus, putėsius, tortus, ledus ir plaktą grietinėlę. Vandens jungimasis ir klampumas pastebimas kai pieno baltymų koncentrato vidinė baltymų struktūra sugauna vandenį ir padidina maisto produkto klampumą. Tokia technika yra taikoma sūriams, tvirtiems jogurtams, padažams, pieno pagrindu pagamintiems kremams ir kepiniams gaminti (27).
5 lentelė. Pieno baltymų koncentrato funkcinių savybių palyginimas su kitais koncentratais (x-žemiausias, xx-vidutinis, xxx-aukščiausias lygis) (8)
Pieno baltymų koncentrato funkcinių savybių skirtingas pasireiškimas yra svarbus norint pritaikyti koncentratus įvairiems produktams. Koncentratas turintis įvairias funkcines savybes, bet mikrobiologiškai užterštas negali būti naudojamas maisto pramonėje, todėl svarbu, kad pieno baltymų koncentratas atitiktų mikrobiologinius kriterijus.
Mikrobiologiniai rodikliai yra naudojami maisto saugai ir sanitarijai įvertinti. Indikatoriniai mikroorganizmai gali būti naudojami, kad atspindėtų maisto produktų mikrobiologinę kokybę, ir nurodytų galimą produkto galiojimo laiką. Pavyzdžiui E.coli bakterijos nustatymas vandenyje ar produktuose yra indikatorinis mikrobiologinio užteršimo rodiklis. Mezofilinių aerobinių bakterijų skaičius taip pat gali būti naudojamas kaip mikrobiologinio užterštumo rodiklis, kuris tai pat parodo kiek produktas dar gali būti tinkamas vartoti, laikyti. Bendras bakterijų skaičius - mezofilinių
Natrio Kalcio Išrūgų baltymų koncentratas
Išrūgų baltymų izoliatas
Tirpumas (ang. Solubility ) xx xxx x xxx xxx
Emulsavimas (ang. Emulsification ) x xxx x xx xx
Putojimas (ang. Foaming ) x xxx x xx xx
Vandens jungimasis (ang. Water binding ) x xxx x x x
Klampumas (ang. Viscosity ) x xxx x x x
Sutirštėjimas (ang. Gelation ) - - - xxx x
Šilumos stabilumas (ang. Heat stability ) x xxx x x x
Rūgščių stabilumas (ang. Acid stability ) x x x xxx xxx
Užšaldymo-atšildymo stabilumas (ang.
Freeze–thaw stability ) x xxx x x x
Kazeinatai Išrūgų baltymų produktai Pieno baltymų
14 aerobinių bakterijų skaičius taip pat yra naudojamas norint įvertinti maisto produktų sanitarijos kokybę (23).
Termofilinės bakterijos yra visur aplinkoje ir pasižymi plačia įvairove, todėl jų natūralus paplitimas maisto produktuose yra nemažas. Šios bakterijos yra dažniausiai sporinės, kurios į maisto produktus patenka nuo nešvarių įrengimų, įrangos perdirbimo įmonėse. Jos greitai pradeda daugintis, kuomet pieno produktai ar pienas yra laikomas aukštesnėje temperatūroje. Termofilinėms bakterijoms augti optimali temperatūra yra nuo 40 °C iki 60 °C, o galutiniame produkte jų gali būti randama iki 106 ksv/g. Bakterijos turi dar viena privalumą, jos gali daugintis maisto produktuose, kurie yra apdoroti aukšta temperatūra – pasterizacija, ar vakuminiuose išgarinimo įrenginiuose, kuriuose yra taikoma aukšta temperatūra ir išlaikymo laikas yra trumpas, o įranga dirba ilgą laiką be sustojimo (24). Miltelius laikant sausai, mikroorganizmų mažėja, dalis jų apmiršta, greičiau žūva vegetatyvinės formos, o sporos gali išsilaikyti ilgiau. Bakterijų 105 ksv/g ir didesnis skaičius rodo technologinio proceso bei sanitarijos ir higienos pažeidimus (25).
Pieno milteliai paprastai laikomi geros mikrobiologinės kokybės produktas. Skirtingi mokslininkai sutaria, kad higieninės sąlygos, kuriomis gaminamas žalias pienas, yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos miltelių mikrobiologiniai kokybei. Gaminamas produktas turi atitikti mikrobiologinius parametrus, tokius kaip bendras bakterijų skaičius, patogeninų bakterijų neturi būti. Todėl kai kurios pieno pramonės įmonės nusistato savo perdirbimui įsigyjamo žalio pieno kokybės standartus.
Miltelių mikrobiologinę kokybę nusako kiek ir kokia koncentracija mikroorganizmų yra rasta tokių kaip mezofilinės bakterijos, koliforminės bakterijos, bendas mikroorganizmų skaičius (30 ir 45 ° C) temperatūroje, koagulazę gaminančių stafilokokų, salmonelių aptikimas (24).
6 lentelė. Reglamentuojami pieno baltymų koncentrato mikriobiologiniai rodikliai (27) Mikrobiologiniai rodikliai Standartas
Aerobinių mikroorganizmų skaičius, ksv/g <30 000 Mielių ir pelėsinių grybų skaičius, ksv/g <50 Koliforminių bakterijų skaičius, ksv/g <10
Salmonelės, ksv/g Nėra
Listerijos, ksv/g Nėra
Mažas drėgmės kiekis reiškia maisto stabilumą, jį laikant ilgiau. Mikrobų augimui būdinga drėgmė, kuri yra svarbi taip pat kaip ir terminas "vandens aktyvumas" kuris svyruoja nuo 0 iki 1. Kuo mažesnė vertė, tuo sunkiau mikroorganizmams augti maiste. (23).
Pieno baltymų koncentrato milteliai yra paprastai laikomi geros mikrobiologinės kokybės produktu, bet gaminant koncentrato miltelius reikia atsirinkti žalią pieną, kuris yra pagamintas
15 geromis higienos sąlygomis, nes žalias pienas, yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos miltelių mikrobiologinei kokybei. Pagamintas produktas neturi viršyti aerobinių mikroorganizmų, mielių ir pelėsinių grybų, koliforminių bakterijų ksv/g skaičių, nurodytoje 6 lentelėje.
1.3. Pieno baltymų koncentrato panaudojimo maisto produktų gamyboje
apžvalga
Pieno baltymų koncentratas dėl turimo mažesnio pieno riebalų, laktozės ir mineralinių medžiagų kiekio yra naudojamas kaip kokybiškas ingredientas daugelyje maisto produktų (žr. 3 pav.). Maisto pramonėje dažniausiai pieno baltymų koncentrato pridedama norima pagerinti baltymų kiekį ir tekstūros savybes produktuose. Pieno baltymų koncentratų taikymas gali skirtis priklausomai nuo baltymų kiekio. Paprastai mažesnio baltymų kiekio (42-50 proc.) koncentratai yra naudojami kaip sūrio, jogurto ir sriubų ingredientas. Didesnio baltymų kiekio (70 proc. ir daugiau) koncentratai yra naudojami gėrimuose, medicininiuose maisto produktuose, baltyminiuose kokteiliuose (21).
Dėl baltymų ir laktozės kiekio lankstumo jie yra tinkami ingredientai pieno produktams. Kaip ingredientai pieno baltymų koncentratai yra naudojami gaminant sūrius, jogurtus, ledus, pieno gėrimus. (8) Pieno baltymų koncentratas yra naudojamas pakeisti tradicinius pieno produktus, tokius kaip, jogurtas, ledai arba juos papildyti pridedant koncentrato į jogurtą, ledus ir praturtinant maistingomis medžiagomis - baltymais. Pieno baltymų koncentrate yra išsaugoti nedenatūruoti išrūgų baltymai, kurie yra universalūs multifunkciniai ingrendientai naudojami įvairiems maisto produktams, koncentratas yra ypač tinkamas sūrių gamyboje, emulsijų stabilizavime, nes savo sudėtyje turi daug kazeino (20). Pieno baltymų koncentrato taikomas tokiuose sūriuose kaip: keptas sūris, rikota, feta, ispaniškas sūris, lydytas sūris, lydyti sūrio produktai (21).
16 Pieno baltymų koncentratai gali būti naudojami siekiant pakeisti nugriebto ir nenugriebto pieno miltelius, pasukų miltelius ir kazeinus (8). Paprastai daugelyje produktų yra naudojami kazeinai, kazeinatai ir pieno milteliai kurių sudedamąsias dalis gali pakeisti pieno baltymų koncentratas. Todėl jis yra taikomas šių produktų gamyboje: sūriai, lydyti sūriai, grietinėlės sūriai, ledai, šaldyti desertai, jogurtai, fermentuotas pienas, kepiniai ir gėrimai paruošiami iš miltelių (7).
Viena iš pieno baltymų koncentrato savybių yra išlaikyta pieno baltymų originali struktūra, dėl kurios jis gali būti naudojamas kaip pieno pakaitalas sūryje, padeda išlaikyti baltymų tvirtumą jogurtuose ir leduose (7).
Pastaruoju metu vartojama vis daugiau produktų kurių turi mažiau riebalų ir laktozės. Pieno baltymų koncentratai turintys didesnį baltymų kiekį yra naudojami maisto produktuose siekiant pagerinti produktų baltymų kiekį suteikiant gryną pieno skonį, nepadidinant laktozės kiekio. Dėl šių savybių jie yra naudojami sūrio padažuose ir karštuose gėrimuose. Taip pat jie gali būti naudojami leduose nepadidinant jų laktozės kiekio (7).
Didelį baltymų kiekį turintys pieno baltymų koncentratai dėl savo maistinių savybių yra naudojami pediatrinėje, geriatrinėje ir enterinėje mityboje. Taip pat jie plačiai taikomi svorio valdymo, maisto papildų ir sporto mitybos produktuose. Pieno baltymų koncentratas savo sudėtyje turi didelį kiekį kalcio, kuris po ultrafiltracijos yra išlaikęs savo natūralią formą ir dėl to yra vis dažniau naudojamas klinikinėje mityboje. (7)
Kaip ingredientai pieno baltymų koncentratai yra naudojami gaminant gėrimus, konditerinius gaminius. (8) Pieno baltymų koncentratas gali būti naudojamas miltelius maišant vandenyje ir juos tirpinant arba milteliai gali būti naudojami kaip baliklis kavai ar arbatai. Buitiniam naudojimui pieno baltymų koncentratas yra džiovinamas naudojant aglomeraciją, todėl jie greitai ištirpsta kambario temperatūroje (9).
7 lentelė. Pieno baltymų koncentrato funkcinių savybių pritaikymas maisto pramonėje (7)
Funkcinė savybė Pritaikymas
Vandens jungimasis, susitraukimas, klampumas
Sriubos, padažai, mėsos produktai, kepiniai, konditerijos gaminiai, šokoladas, jogurtas, sūris
Emulsavimas Sriubos, padažai, mėsos gaminiai, konditerijos
gaminiai, ledai, kavos baliklis
Putojimas, plakimas Ledai, desertai, plakti užpilai (grietinėlė ir t.t.) Sutirštėjimas Ledai, jogurtas, kepiniai, konditerijos gaminiai Šilumos stabilumas Sriubos, padažai, rekombinuotas pienas, enterinė ir
klinikinė mityba
17 Pieno baltymų koncentratai yra funkcionalūs produktai, kurie gali suteikti įvairių privalumų juos panaudojant maisto produktų pramonėje. Šie privalumai gali būti: vandens jungimasis, susitraukimas, klampumas, emulsavimas, putojimas, sutirštėjimas, šilumos stablumas, spalva ir skonis, kurie gali būti pritaikomi įvairiems maisto produktams nurodytiems 7 lentelėje.
1.4. Pieno baltymų koncentrato reglamentavimo apžvalga
Pieno baltymų koncentratą apibūdinančio standarto pasaulinėje maisto pramonėje nėra. JAV ir daugelyje kitų šalių visame pasaulyje nėra įtvirtinto reglamento dėl pieno baltymų koncentrato kompozicinių dalių maksimalaus, minimalaus baltymų kiekių koncentrate (7). 2014-iais metais Amerikos Pieno Produktų institutas (ang. American Dairy Products Institute) ir JAV Pieno eksporto Taryba (ang. U.S. Dairy Export Council) teikė paraišką dėl pieno baltymų koncentrato ir izoliato pripažinimo saugiu produktu, tam, kad šie produktai galėtų būti naudojami kaip maisto sudedamoji dalis (7,8). Tais pačiais metais Amerikos Pieno Produktų institutas išleido leidinį su taikomais pieno baltymų koncentrato standartais (žr. 8 lentelę) (29). 2017-iais metais Indija pateikė pasiūlymą Pasaulio Prekybos organizacijai dėl pieno baltymų koncentratų ir išrūgų baltymų koncentratų standartų priėmimo. Šiuo standartu siekiama įtvirtinti minimalius ir/ar maksimalius sudėties dydžius, kokybės faktorius, maisto priedus, teršalus, higienos normas, ženklinimą bei metodus skirtus mėginių tyrimams (žr. 9 lentelę) (26). Lietuva būdama pasaulio prekybos organizacijos nare, taip pat tūrėtų laikytis šių standartų jei jie būtų patvirtinti.
8 lentelė. Amerikos Pieno Produktų instituto reglamentuojami cheminės sudėties rodikliai pieno baltymų koncentratui 2014 m. (29)
*Baltymai sausoje medžiagoje; MPC – pieno baltymų koncentratas (ang. milk protein concentrate).
Palyginus Amerikos Pieno Produktų instituto siūlytus pieno baltymų koncentrato standartus su Indijos pasiūlytais standartais Pasaulio Prekybos organizacijai, galima įžvelgti skirtumą, kad JAV išskiria atskirus koncentrato tipus, o Indija nurodo bendrą galima koncentrato sudėtį. JAV pieno baltymų koncentrato standartų maksimalios reikšmės sutampa su Indijos pasiūlytais
Produktas Baltymai proc. (minimali reikšmė) Riebalai proc. (maksimali reikšmė) Laktozė proc. (maksimali reikšmė) Pelenai proc. (maksimali reikšmė) Drėgmė proc. (maksimali reikšmė) MPC 40 39,50 1,25 52,00 10,00 5,00 MPC 42 41,50 1,25 51,00 10,00 5,00 MPC 56 55,50 1,50 36,00 10,00 5,00 MPC 70 69,50 2,50 20,00 10,00 6,00 MPC 80 79,50 2,50 9,00 8,00 6,00 MPC 85 85* 2,50 8,00 8,00 6,00
18 standartais, tačiau minimali baltymų reikšmė JAV standarte yra mažesnė, nes Indija siūlo pieno baltymų koncentratą matuoti nuo 42 proc. baltymų kiekio (26,29).
9 lentelė. Pasaulio prekybos organizacijai Indijos pasiūlyti reglamentuojami cheminės sudėties rodikliai pieno baltymų koncentratui 2017 m. (26)
JAV standartas iššskiria papildoma rodiklį – baltymus sausoje medžiagoje, kurie nėra įtraukti į Indijos siūlomą standartą. Lyginant standarto išsamumą, galima teigti, kad JAV standartas tiksliau apibrėžia skirtingu koncentratų lygių sudėtį. Todėl vertinant pieno baltymų koncentratus reikėtų atsižvelgti ne tik į baltymų kiekį, bet ir į baltymų sausoje medžiagoje rodiklį.
1.5. Pieno baltymų koncentrato ankstesnių tyrimų apžvalga
Atlikta ankstesnės mokslinės literatūros, t.y. tyrimų atliktų 2004-2017 metais, analizė parodė, kad galima iššskirti pagrindines dvi tematikos rūšis, kuriose yra analizuojami skirtingą baltymų kiekį turintys pieno baltymų koncentratai (žr. 4 pav.). Žemo baltymų lygio pieno baltymų koncentratai buvo tiriami užsienio autorių siekiant nustatyti jų rehidratacines savybes (10) bei mineralų įtaką tirpumui (19). Vidutinio baltymų lygio pieno baltymų koncentratai tyrinėjami dėl jų funkcinių, rehidratacinių ir reologinių savybių bei įvairių veiksnių (E575, pH, kaitinimo ir aukšto slėgio sąlygų) poveikio nustatymo (3-5,10,11,14). Aukštesniojo baltymų lygio koncentratai, panašiai kaip ir vidutinio lygio, buvo pasirinkti funkcinių, rehidratacinių savybių tyrimams (3,10). Keli tyrimai naudojant aukšto baltymų lygio koncentratus, buvo akcentuoti tirpumo analizei (13,19). Taip analizuoti įvairių veiksnių (E575, aukšto slėgio sąlygų ir mineralų) poveikis pieno baltymų koncentrato savybėms ar sudėčiai (3, 14, 19).
Tyrimų apžvalga leido išskirti septynis veiksnius, kurių įtaką pieno baltymų koncentratams analizavo įvairūs autoriai (3-5, 13-14, 19-20). Dažniausiai tyrimuose siekiama įvertinti veiksnio įtaką koncentrato savybėms. H. Esphari ir kt. (3) siekė patikrinti ar E575 maisto priedas, reguliuojantis rūgštingumą gali daryti įtaką pH lygiui ir tuo pačiu karščio stabilumui. Vis dėlto paaiškėjo, kad mėginiai turėję savo sudėtyje E575 nesiskyrė nuo mėginių neturėjusio šio maisto priedo. pH dydį pieno baltymų koncentrato kontekste taip pat tyrinėjo ir X. Luo ir kt. (5), kurie siekė nustatyti kaip pH dydžio keitimas daro įtaką emulsavimo savybėms. Autoriai nustatė, kad pH 5.9 yra optimalus dydis norint pagerinti emulsavimo savybes. X. Qian (4) analizavo kazeinų (α-CN,
Baltymai proc. (minimali reikšmė) Riebalai proc. (maksimali reikšmė) Laktozė proc. (maksimali reikšmė) Pelenai proc. (maksimali reikšmė) Drėgmė proc. (maksimali reikšmė) Tirpumo indeksas 42,00 2,50 - 8,00 6,00 2,00
19 β-CN) ir išrūgų baltymų (α-LA, β-LG) komponentus ir tyrė kaip šių komponentų antigeniškumo ir alergiškumo požymiai keitėsi taikant skirtingus kaitinimo būdus. Rezultatai parodė, kad kaitinimas sumažino α-LA antigeniškumą ir alergiškumą, o kitiems komponentams turėjo nežymų efektą. Kiti autoriai - V. Sikand ir S. Ikeda tyrinėjo mineralų (19) ir drėgmės (20) poveikį tirpumui. V. Sikand (19) nustatė, kad tirpumas turėjo koreliaciją su natrio kiekio ir kad mineralų kiekis yra pagrindinis veiksnys darantis įtaką koncentrato tirpumui. S. Ikeda (20) analizė parodė, kad esant didelei drėgmei tirpumas mažėja.
4 pav. Ankstesnių su pieno baltymų koncentratu susijusių tyrimų tematika (3-5, 8, 10-11, 13-14, 19-20)
Kituose tyrimuose buvo siekiama įvertinti poveikį ne savybėms, o pieno baltymų koncentrato sudėčiai. C. Marella (13) analizavo kaip CO2 injekcija į koncentratą prieš ultrafiltraciją ir jos metu
paveikia mineralus ir tirpumą. Paaiškėjo, kad su sumažintu kalcio ir mineralų dydžiu koncentratas gali būti gaminamas su CO2 injekcija tiek prieš, tiek ultrafiltracijos metu. L. Cadesky (14) tyrė, kaip
aukšto slėgio apdorojimas nuo 150 iki 450 Mpa daro įtaką koncentrato sudėčiai. Buvo nustatyta, kad dėl žemos temperatūros esant slėgiui 450 Mpa taikymo pasikeite pieno baltymų koncentrato mineralų ir baltymų lygis. Galima daryti išvadą, kad tyrimuose daugiausiai analizuojama įtaka tam tikroms savybėms, o pati koncentrato sudėtis nėra tiek plačiai analizuojama dėl tikslių standartų nebuvimo (8).
Ankstesnių straipsnių tematika
Skirtingos pieno baltymų koncentrato grupės
- Žemo baltymų lygio; (35, 40 proc.)
- Vidutinio baltymų lygio;
(50, 60, 65, 70, proc.) - Aukšto baltymų lygio.
(80, 85, 90 proc.)
Veiksnio poveikis pieno baltymų koncentratui
- E575 Gliukono delta laktono poveikis; - Kaitinimo poveikis; - pH lygio poveikis; - CO2poveikis; - Aukšto slėgio poveikis; - Mineralų poveikis; - Drėgmės poveikis. Pieno baltymų koncentrato savybės - Funkcinės savybės; - Rehidratacines savybės; - Reologinės savybės; - Antigeniškumas; - Alergiškumas; - Karščio stabilumas - Emulsavimas; - Tirpumas.
20 Didžiojoje dalyje tyrimų analizuojamos pieno baltymų koncentrato savybės. Vieni autoriai pasirinko analizuoti savybių grupes: funkcines (3), rehidratacines (10), reologines (11). Šioje grupėje galima išskirti vieną tyrimą, kuri atliko lietuvių autorius. R. Ramanauskas (11) pasinaudojant fizikinės chemijos mechanikos koncepcija nustatė pieno baltymų koncentracijos įtaką tirpalo reologinėms savybėms. Šiame tyrime buvo naudotas pieno baltymų koncentratas turintys 70 proc. baltymų. Tyrime paaiškėjo, kad yra efektyvaus klampio priklausomybė nuo baltymų
koncentracijos ir greičio gradientų bei, kad baltymų tirpalas yra kritinės koncentracijos, kurią viršijus auga klampio padidėjimo greitis, taikant įvairų mechaninio poveikio intensyvumą. Pabrėžtina, kad tai buvo vienintelis rastas tyrimas atliktas ne užsienio autoriaus. Likusiuose tyrimuose nagrinėjamos atskiros pasirinktos koncentrato savybės: antigeniškumas (4), alergiškumas (4), karščio stabilumas (8), emulsavimas (5) ir tirpumas (8,13,19-20).
Lyginant tyrimuose naudotą metodiką, galima teigti, kad buvo naudota dvejopi analizės tipai: aprašomoji analizė (8,20) ir statistinė analizė (3-5,10-11,13-14,19). Galima pastebėti, kad visgi plačiausiai analizuojama problema susijusi su pieno baltymų koncentratu yra jo tirpumo lygis, kuris kaip minėta prieš tai atsilieka nuo kitų aukštą baltymų kiekį turinčių koncentratų. S.G. Meena ir kt. (8) atlikta apžvalga parodė, kad mokslinėje literatūroje tirpumo problema yra plačiai žinoma ir metodika jau yra nagrinėjama, tačiau vis dar trūksta išsamių metodų kaip jį pagerinti.
Taip pat pastebėta, kad aptartuose tyrimuose nurodant pieno baltymų koncentrato sudėtį nėra išskirtas baltymų sausoje medžiagoje rodiklis, kuris remiantis S.G. Meena (8) straipsniu turėtų indikuoti pieno baltymų koncentrato procentinę baltymų išraišką. Kadangi tyrimuose paprastai nurodoma tik baltymų kiekis esantis koncentrate, galima daryti išvadą, kad literatūroje nėra vieningo pieno baltymų koncentrato dydžio nustatymo metodo.
Pieno baltymų koncentrato kokybės ir panaudojimo teorinė analizė atskleidė pagrindinius aspektus ir problemas susijusias su pieno baltymų koncentratu. Paaiškėjo, kad literatūroje pieno baltymų koncentrato dydis nėra aiškiai apibrėžtas, vienur jis matuojamas kaip baltymai sausoje medžiagoje, kitur jis apibūdinamas remiantis baltymų kiekiu. Pieno baltymų koncentratas pasižymi prastesnėmis funkcinėmis savybėmis nei kiti aukštą baltymų kiekį turintys koncentratai, todėl yra plačiai analizuojami būdai kaip pagerinti šio produkto savybes, kad jis galėtų būti dar plačiau naudojamas. Dėl išškirtos tirpumo problemos koncentrato panaudojimas yra ribotas, tačiau jis vis daugiau naudojamas maisto produktų gamyboje – pieno produktuose, maistui skirtam sporto, enterinei, klinikinei mitybai, konditerijoje ir t.t. Pieno baltymų koncentrato platesnį vartojimą riboja ir reglamentavimo nebuvimas. Pastaruoju metu egzistuoja tik JAV ir Indijos pasiūlyti, tačiau oficialiai neįtvirtinti standartai. Dėl produkto naujumo rinkoje, pastebėta, kad Lietuvoje tyrimų susijusiu su šiuo produktu praktiškai nėra, o užsienio literatūroje didžiausias dėmesys skiriamas
21 koncentrato savybių gerinimui, tačiau mažiau tyrinėjama pati produkto cheminė sudėtis, dėl rinkoje nenustatyto kokybiško pieno baltymų koncentrato apibrėžimo.
22
2. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBINĖS
ANALIZĖS IR JO PANAUDOJIMO MAISTO PRODUKTŲ
GAMYBOJE TYRIMO METODIKA
Mokslinis tiriamasis darbas buvo atliktas Lietuvos pieno perdirbimo įmonės „X“ laboratorijoje ir LSMU maisto saugos ir kokybės katedroje, 2017-2018 metais. Tyrimo objektas - 70 proc. ir 85 proc. pieno baltymų koncentratai. Tyrimo imtis sudarė 10 partijų 70 proc. ir 10 partijų
85 proc. pieno baltymų koncentratų kurios buvo tirtos 3 kartus.
2.1. Pieno baltymų koncentrato cheminių rodiklių tyrimų metodika
Pieno baltymų koncentrato cheminiai tyrimai buvo atliekami produkto gamybos metu. Koncentrato cheminiai rodikliai - sausos medžiagos (riebalai, baltymai, laktozė, pelenai) ir drėgmė, buvo nustatomi greituoju metodu su FOSS NIRS DS2500 analizatoriumi. Mėginiai analizei buvo imami pagal LST EN ISO 707:2008 „Pienas ir pieno produktai. Mėginių ėmimo vadovas/taisyklės.“ Norint užtikrinti pieno baltymų koncentrato – mėginio homogeniškumą, mėginys kruopščiai išmaišomas vartant ar purtant maišelį, tada į švarią sausą kiuvetę šaukšteliu įdedama 25 g tiriamojo mėginio. Šaukšteliu švelniai suspaudžiamas mėginio paviršius, tam kad ant kiuvetės dugno neliktų oro trapų. Kiuvetė statoma į jai skirtą vietą FOSS NIRS DS2500 analizatoriuje, uždaromas analizuojamasis dangtis. Kompiuterio programoje parenkama reikalinga analizė tiriamam produktui ištirti. FOSS NIRS DS2500 analizatorius naudoja artimos raudonos šviesos (NIR) spektro energija 400-2500 nm diapazone apšviesdamas mėginį. Matuojant energiją atsispindėjusią nuo mėginio, yra nustatoma cheminė sausų pieno produktų sudėtis. Gauti FOSS NIRS DS2500 analizatoriaus rezultatai yra perkialiami į kompiuterinę programą.
Pieno baltymų koncentrato aktyvusis pieno rūgštingumas (pH) nustatytomas naudojant pH matuoklį Metter Toledo „Seven Compact“. Aktyvusis pieno rūgštingumo (pH) Metter Toledo „Seven Compact“ matuoklis naudoja elektrodinę sistemą su stiklo elektrodu ir jo tikslumas yra ne mažiau kaip 0,01. Aktyviam pieno rūgštingumui (pH) nustatyti mėginys yra imamas pagal LST EN ISO 707:2008 „Pienas ir pieno produktai. Mėginių ėmimo vadovas/taisyklės“. Pieno baltymų koncentratas maišelyje kruopščiai metaliniu šaukštu išmaišomas ir į 100 ml kūginę kolbą įdedama 2 g mėginio tuomet stikline pipete įpilama 20 ml 40 °C temperatūros distiliuoto vandens ir metaline mentele kruopščiai išmaišoma, kad neliktų miltelių gumuliukų ir paliekama atvėsti kambario temperatūroje 20-30 min. Taip atgaminamas tiriamasis produktas iš miltelių. Nuo Metter Toledo „Seven Compact“ pH matuoklio nuimamas apsauginis kamštelis, elektrodas nuplaunamas
23 distiliuotu vandeniu, švelniai nusausinamas popieriumi, tuomet elektrodas panardinamas į paruoštą kolbą su mėginiu ir ekrane parodomapH reikšmė.
2.2. Pieno baltymų koncentrato mikrobiologinių tyrimų metodika
Mėginių paruošimas ir paėmimas buvo atliekamas pagal LST 1615:2000 „Maisto produktai ir maisto priedai. Mėginių ėmimas ir ruošimas mikrobiologiniams tyrimams“ ir LST EN ISO 707:2008 „Pienas ir pieno produktai. Mėginių ėmimo vadovas/taisyklės“. Mėginiai buvo imami su nerūdijančio plieno samčiu, ir supilami į sterilius vienkartinius polietileninius maišelius. Mikrobiologiniams tyrimams buvo paimta ne mažiau kaip 100 g mėginio. Mėginio ėmimui panaudotas nerūdijančio plieno samtis prieš naudojant buvo dezinfekuojamas/sterilizuojamas su 96 proc. etanolio tirpalu, samtį įmerkiant į tirpalą ir vėliau jį išdžiovinant pridėjus prie ugnies/liepsnos šaltinio.
Mikrobiologiniai mėginiai skirti tyrimams imami gamybos metu iš tam specialiai nustatytos mėginių ėmimo vietos. Pieno baltymų koncentrato mikrobiologiniai mėginiai buvo tirti gamybos dieną, o po 6 menėsių tyrimai buvo pakartoti. Paimti mėginiai yra saugomi mikrobiologinėje laboratorijoje tam skirtoje vietoje, ne didesnėje nei 65 proc. drėgmėje ir 25 °C temperatūroje.
5 pav. Mėginių ruošimo schema
Po 1 ml 101 Po1 ml
Terpės apie 15 ml Terpės apie 15 ml
102 1 ml 103 104 Po 1 ml Po 1ml 9 ml 9 ml 9 ml Po 1 ml Po 1ml Mėginys 10 g Skiedinys 90 ml
Terpės apie 15 ml Terpės apie 15 ml Terpės apie 15 ml
24 Mėginio paruošimas buvo atliekamas pagal LST EN ISO 6887-1:2000 „Maisto ir pašarų mikrobiologija. Tiriamųjų mėginių, pradinės suspensijos ir dešimtkarčių skiedinių ruošimas mikrobiologiniams tyrimams. 1 dalis. Pradinės suspencijos ir dešimtkarčių skiedinių ruošimas. Bendrosios taisyklės“, nurodytus reikalavimus. Ant specialių laboratorinių svarstyklių steriliame polietileniniame maišelyje buvo atsverta 10 g pieno baltymų koncentrato su galima ±5 proc. paklaida. Tuomet į maišelį buvo pripilta 90 ml specialaus fosfatinio buferinio tirpalo su galima ±5 proc. paklaida. Mišinys buvo sudėtas i homogenizatorių ir jo pagalba paruošta pirminė mėginio suspensija (5 pav).
Bendras bakterijų skaičius 70 proc. ir 85 proc. pieno baltymų koncentrate buvo atliekamas pagal LST EN ISO 4833-1:2013 „Maisto grandinės mikrobiologija. Bendras mikroorganizmų skaičiavimo metodas. 2 dalis. Kolonijų skaičiavimas 30 °C temperatūroje sėjimo tūryje būdu“. Buvo paimta 1 ml mėginio (tiriamosios medžiagos) ir 9 ml specialaus fosfatinio buferinio tirpalo (skiediklio), taip padarant dešimtkartį skiedimą (101). Pipete paimama po 1 ml (101) skiedinio ir supilama į dvi Petri lekštėles. Tokiu būdu užpildomos ir kitos Petri lekštelės su paruoštais sekančiais dešimtkarčiais skiediniais. Mitybinė terpė tyrimui buvo paruošta pagal LST EN ISO 11133:2014 „Maisto, pašarų ir vandens mikrobiologija. Mitybos terpių ruošimas, gamyba, laikymas ir veiksmingumo tyrimas“. Tyrimui buvo naudojama 45°C temperatūros „Plate count agar with skimmed milk“ mitybinė terpė ją užpilant ant paruoštų Petri lekštelių su skiediniu. Produktas buvo inkubuojamaa 30 °C ±1 °C temperatūroje, 72±3 val. Inkubavimui pasibaigus buvo skaičiuojamos
išaugusios mikroorganizmų kolonijos Petri lekštelėse.
Mikrobiologinis rezultatų vertinimas buvo atliekamas remiantis LST EN ISO 7218:2007/A1:2013 „Maisto ir pašarų mikrobiologija. Mikrobiologinių tyrimų bendrieji reikalavimai ir rekomendacijos“. Inkubavimui pasibaigus buvo skaičiuojamos išaugusios mikroorganizmų kolonijos Petri lekštelėse,kuriose išaugo mažiau kaip 300 kolonijų. Buvo atrinktos 4 Petri lekštelės dviejų vienas po kito sekančių praskiedimų.
2.3. Statistinė ir palyginamoji duomenų analizės
Statistinė analizė atliekama naudojantis Microsoft Excel 2010 ir SPSS Statistics 17.0 programomis, kuri pritaikyta gautų cheminių ir mikrobiologinių tyrimų rezultatų analizei.
Cheminių rodiklių analizėje Microsoft Excel 2010 progama buvo apskaičiuota 70 proc. ir 80 proc. pieno baltymų koncentratų cheminės sudėties maksimalios ir minimalios reikšmės, vidurkiai, chėmiės sudėties svyravimai, gauti duomenys grafiškai palyginami su ankstesnias tyrimais. Mikrobiologinių rodiklių analizėjė Microsoft Excel 2010 progama buvo apskaičiuota 70 proc. ir 80 proc. pieno baltymų koncentratų bendras bakterijų skaičius syravimas ksv/g, ir 85 proc. pieno
25 baltymų koncentrato bendro bakterijų skaičiaus kaita po 6 menėsių, ir bendras bakterijų ksv/g pokytis po 6 mėnėsių procetais.
SPSS Statistics 17.0 programa apskaičiuotas cheminių ir mikrobiologinių rodiklių patikimumas (jei p<0,05, daroma prielaida, kad rezultatas yra patikimas). Norint įvertinti cheminės sudėties ir mikrobiologinių rodiklių patikimumą ir ryšius atliekami regresinės analizės testai SPSS Statistics 17.0 programa (30):
1. Kolmogorovo-Smirnovo testas – jeigu jei p>0,05, tai reiškia, kad modelis yra pasiskirstęs pagal Normalųjį skirstinį ir jis yra tinkamas tolimesnėms išvadoms;
2. VIF testas – jeigu VIF<4, tai reiškia, kad modelyje nėra multikoliniarumo problemos; 3. Kuko matas - jeigu maksimali reikšmė neviršyja 1, tai reiškia, kad modelyje nėra išskirčių; 4. Determinacijos koeficientas - kuo koeficiento reikšmė arčiau 1, tuo į modelį įtraukti
kintamieji geriau paaiškina priklausomą kintamąjį;
5. Mape paklaida - jei Mape<5, tai reiškia, kad modelis laikomas kokybišku, o jei Mape>10, modelis tinka tik kokybinėms išvadoms;
6. Jeigu nors vieno testo gauti rezultatai yra nereikšmingi, gali būti naudojama modelio transformacijalogaritmuojant kintamuosius.
7. Jei visi išvardyti kriterijai yra tenkinami, tuomet remiamasi ANOVA ir koeficientų Sig. reikšmėmis, kurios nurodo ar pats modelis ir jame esantys kintamieji yra statistiškai reikšmingi (p<0,05).
10 lentelė. Regresijos modelių kintamųjų matavimas
Kintamasis Pavadinimas Reikšmė
Baltymai log_Baltymaiproc. Baltymų kiekis procentais
Laktozė Laktozėproc. Laktozės kiekis procentais
Riebalai Riebalaiproc. Riebalų kiekis procentais
Pelenai Pelenaiproc. Pelenų kiekis procentais
Drėgmė Drėgmėproc. Drėgmės kiekis procentais
Bakterijos Bakterijos Bakterijų kiekis kvs/g
Laikas Laikas 0 = gamybos diena;
26 Cheminių rodiklių analizės patikimumui apskaičiuoti sudarytas pirminis modelis turi šią išraišką:
log_Baltymaiproc. = b0 + b1Laktozėproc. + b2Riebalaiproc. + b3Pelenaiproc. + b4Drėgmėproc. (1.1)
Mikrobiologinių rodiklių analizės patikimumui apskaičiuoti sudarytas pirminis modelis turi šią išraišką:
Bakterijos = b0 + b1Laikas. (2.1)
Visų modeliuose naudotų rodiklių matavimo skalės yra nurodytos 10 lentelėje.
Palyginamoji analizė naudojama aptarti pieno baltymų koncentrato panaudojimą maisto pramonėje. Analizėje aptarta JAV pieno baltymų koncentrato gamyba ir importo mastai, JAV rinkos pokyčiai. Taip pat palyginamojoje analizėje identifikuojami didžiausi pieno baltymų koncentrato gamintojai ir eksportuotojai, naujų atsiradusių produktų kiekiai kurių sudėtyje yra pieno baltymų koncentratas.
27
3. PIENO BALTYMŲ KONCENTRATO KOKYBINĖS
ANALIZĖS IR JO PANAUDOJIMO MAISTO PRODUKTŲ
GAMYBOJE TYRIMO REZULTATAI
3.1 . Pieno baltymų koncentrato cheminių rodiklių tyrimų rezultatai
Cheminės analizės metu buvo ištirta 10 partijų 85 proc. ir 10 partijų 70 proc. pieno baltymų koncentrato cheminiai rodikliai: riebalai, baltymai, sausos medžiagos, drėgmė, laktozė, pH ir pelenai (žr. 11 lentelę). Šie rodikliai buvo palyginti su ankstesnių autorių gautais 85 proc. ir 70 proc. pieno baltymų koncentrato cheminiais rodikliais.
11 lentelė. 85 proc. pieno baltymų koncentrato cheminių tyrimų rezultatai
Toliau tyrimo rezultatuose aprašyta statistinė analizė, parodė, kad pieno baltymų koncentrato cheminės sudėties rodikliai yra statistiškai reikšmingi, todėl galima teigti, kad pateiktos išvados yra patikimos (p<0.05). Visose tirtose partijose baltymai sausoje medžiagoje buvo ne mažiau kaip 85 proc. Remiantis JAV pateiktomis pieno baltymų koncentrato sudėties standartų reikšmėmis (žr. 8 lentelę) galima teigti, kad pieno baltymų koncentratas atitinka norimą santykį tarp sausų medžiagų ir baltymų. Šis santykis nusako, kad yra pagamintas tinkamos sudėties pieno baltymų koncentratas, kurį galima vadinti 85 proc. pieno baltymų koncentratu. 10-ies tirtų partijų baltymai sausoje medžiagoje svyravo nuo 85,03 proc. iki 85,48 porc., vidurkis - 85,20 proc. Pieno baltymų koncentrato baltymai svyravo nuo 80,72 proc., iki 81,61 proc., baltymų vidurkis yra 81,11 proc. Daugiausiai svyravusi pieno baltymų koncentrato cheminės sudėties dalis yra drėgmė, kuri svyravo
Partijos nr. Riebalai proc. Drėgmė proc. Laktozė proc. Pelenai proc. Baltymai proc. Baltymai sausoje medžiagoje proc. Sausos medžiagos proc. pH 1 1,35 4,71 4,70 8,07 81,17 85,18 95,29 6,97 2 1,34 4,20 4,84 8,01 81,61 85,19 95,80 6,95 3 1,35 4,60 4,43 8,42 81,20 85,12 95,40 6,98 4 1,36 4,57 4,66 8,12 81,28 85,18 95,43 6,94 5 1,36 5,09 4,82 8,02 80,72 85,04 94,91 6,92 6 1,32 5,13 4,57 7,89 81,09 85,48 94,87 6,97 7 1,34 5,16 4,77 7,91 80,83 85,22 94,84 6,97 8 1,35 4,39 4,65 8,02 81,59 85,34 95,61 6,94 9 1,33 5,27 4,66 7,99 80,76 85,25 94,73 6,99 10 1,33 4,94 5,00 7,89 80,83 85,03 95,06 6,95 Vidurkis 1,34 4,81 4,71 8,04 81,11 85,20 95,19 6,96 Maksimali reikšmė 1,36 5,27 5,00 8,42 81,61 85,48 95,80 6,99 Minimali reikšmė 1,32 4,20 4,43 7,89 80,72 85,03 94,73 6,92
28 nuo 4,20 proc. iki 5,27 proc., o vidurkis - 4,81 proc. pH svyravo nuo 6,92 proc. iki 6,99 proc., tai yra viena iš mažiausiai svyravusių pieno baltymų koncentrato cheminių tyrimų rodiklių, kaip ir sausos medžiagos, kurios svyravo nuo 94,73 proc. iki 95,80 proc., vidurkis yra 95,19 proc. Pelenų svyravimas yra nuo 7,89 proc. iki 8,42 proc., vidurkis - 8,04 proc. Riebalai svyravo nuo 1,32 proc. iki 1,36 proc., o vidurkis yra 1,34 proc. Koncentrate laktozės svyravimas yra nuo 4,43 proc. iki 5,00 proc., vidurkis - 4,71 proc.
6 pav. 85 proc. pieno baltymų koncentratų cheminių rodiklių svyravimas proc.
Mažiausiai svyravusios cheminės sudėties dalys yra baltymai sausoje medžiagoje, kurių atitinkamas svyravimas, t.y. pokytis tarp minimalios ir maksimalios reikšmės, yra 0,52 proc., sekantis pagal svyravimą yra pH - 1,00 proc, taip pat mažai svyravo baltymai ir sausos medžiagos atitinkamai 1,09 proc. ir 1,12 proc. Didžiausias cheminės sudėties svyravimas matomas drėgmės rodiklyje, kuris svyravo net 20,37 proc., sekantis rodiklis pagal didžiausią svyravimą yra laktozė - 11,47 proc. Pelenai ir riebalai svyravo atitinkamai 6,33 proc. ir 3,18 proc (žr. 6 pav.).
12 lentelė. 70 proc. pieno baltymų koncentrato cheminių tyrimų rezultatai
3.18 20.37 11.47 6.33 1.09 0.52 1.12 1.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00
Riebalai Drėgmė Laktozė Pelenai Baltymai Baltymai
sausoje medžiagoje Sausos medžiagos pH Partijos nr. Riebalai proc. Drėgmė proc. Laktozės proc. Pelenai proc. Baltymai proc. Baltymai sausoje medžiagoje proc. Sausos medžiagos proc. pH 1 1,17 5,68 13,7 7,58 71,87 76,2 94,32 6,92 2 1,11 5,67 14,66 7,58 70,98 75,2 94,33 6,83 3 0,94 5,37 14,04 7,68 71,97 76,1 94,63 6,94 4 1,02 5,38 13,52 7,73 72,35 76,46 94,62 6,81 5 1,02 4,94 15,87 7,92 70,25 73,90 95,06 6,81 6 1,02 4,94 15,87 7,92 70,25 73,90 95,06 6,81 7 1,00 5,05 15,98 7,97 70,00 73,72 94,95 6,95 8 1,05 4,30 16,82 8,09 69,74 72,87 95,70 6,82 9 1,04 4,44 16,34 7,93 70,25 73,51 95,56 6,84 10 1,04 4,44 16,34 7,93 70,25 73,51 95,56 6,84 Vidurkis 1,04 5,02 15,31 7,83 70,79 74,54 94,98 6,86 Maksimali reikšmė 1,17 5,68 16,82 8,09 72,35 76,46 95,70 6,95 Minimali reikšmė 0,94 4,30 13,52 7,58 69,74 72,87 94,32 6,81
29 Iš 10 tirtų partijų tik viena - 8 partija nesiekia 70 proc. baltymų, kitos partijos yra daugiau negu 70 proc. baltymų. Remiantis JAV pateiktomis pieno baltymų koncentrato sudėties standartų reikšmėmis (žr. 8 lentelę), 70 proc. baltymų koncentratą kaip tinkamai pagamintą produktą apibūdina pasiektas baltymų kiekis, kuris turi būti, ne mažiau kaip 70 proc. Baltymų kiekis svyravo nuo 69,74 proc. iki 72,35 proc. vidurkis yra 70,79 proc. Baltymų koncentrate daugiausiai svyravo riebalai ir drėgmė, riebalai svyravo nuo 0,94 proc. iki 1,17 proc, o drėgmė nuo 4,30 proc. iki 5,02 proc. pH svyravo nuo 6,81 proc. iki 6,95 proc., vidurkis yra 6,86 proc. Didžiausią dalį pieno baltymo koncentrato po baltymų sudaro laktozė, kurios vidurkis yra 15,31 proc., po laktozės sekantis yra pelenai, kurie sudaro vidutiniškai 7,83 proc., po pelenų seka drėgmė ir riebalai, kurie atitinkamai vidutiniškai sudaro 5,02 proc. ir 1,04 proc. (žr. 12 lentelę).
7 pav. 70 proc. pieno baltymų koncentratų cheminių rodiklių svyravimas (proc.)
Mažiausiai svyravę cheminiai rodikliai yra sausos medžiagos ir pH, kurių atitinkamas svyravimas t.y. pokytis tarp minimalios ir maksimalios reikšmės, yra 1,44 proc. ir 2,01 proc. Sekantis rodiklis pagal mažiausią svyravimą yra baltymai - 3,61 proc., taip pat mažai svyravo baltymai sausoje medžiagoje ir pelenai - atitinkamai 4,7 proc. ir 6,3 proc. Didžiausias cheminės sudėties svyravimas yra drėgmė, kuri svyravo 24,3 proc., labai panašiai svyravo riebalai ir laktozė - atitinkamai 19,66 proc. ir 19,62 proc. (žr. 7 pav.).
8 pav. Riebalų kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais
19.66 24.30 19.62 6.30 3.61 4.70 1.44 2.01 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00
Riebalai Drėgmė Laktozės Pelenai Baltymai Baltymai
sausoje medžiagoje Sausos medžiagos pH 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 riebalai Ankstesnių tyrimų MPC85 riebalai
30 „X“ įmonės 70 proc. pieno baltymų koncentrato riebalų kiekio vidurkis yra mažesnis 24,1 proc. palyginus su ankstesniais tyrimais, o „X“ įmonės 85 proc. pieno baltymų koncentrato riebalų kiekio vidurkis yra mažesnis 8,84 proc. lyginant su ankstesniais tyrimais (žr. 8 pav.).
9 pav. Baltymų kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais Ankstesnių tyrimų 85 proc. pieno baltymų koncentrato baltymų kiekis yra beveik vienodas (daugiau 3,06 proc.) lyginant su „X“ įmonės 85 proc. pieno baltymų koncentrato baltymų kiekiu, o 70 proc. produkto baltymų kiekio yra priešingai „X“ įmonės daugiau 1,96 proc. (žr. 9 pav.).
10 pav. Baltymų sausoje medžiagoje kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais
Baltymai sausoje medžiagoje nusako, kad yra pagamintas tinkamos sudėties pieno baltymų koncentratas, kurį galima vadinti 85 proc. pieno baltymų koncentratu. Lyginant „X“ įmonės ir ankstesnių tyrimų rezultatų vidurkius matyti kad, santykis yra didesnis už 85 proc. „X“ įmonės ir ankstesnių tyrimų atitinkamai - 85,20 proc. ir 88,34 proc. Šis skirtumas yra nežymus - 3,55 proc. (žr. 10 pav.). 65.00 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 baltymai Ankstesnių tyrimų MPC85 baltymai 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00 95.00
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 baltymai sausoje medžiagoje
Ankstesnių tyrimų MPC85 baltymai sausoje medžiagoje
31 11 pav. Pelenų kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais
Pelenų kiekis „X“ įmonės 85 proc. pieno baltymų koncentrato yra 9,99 proc. didesnis lyginant vidurkius su ankstesnių tyrimų rezultatais. Lyginant 85 proc. ir 70 proc. pieno baltymų koncentrato pelenų kiekius su ankstesniais tyrimais matomas ženklus skirtumas, jog 85 proc. pieno baltymų koncentrato pelenų kiekis yra daug didesnis (9,99 proc.) už ankstesnius tyrimus (žr. 11 pav.).
12 pav. Sausų medžiagų kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais
Sausų medžiagų kiekio 85 proc. pieno baltymų koncentrato „X“ įmonės ir ankstesnių tyrimų vidurkio skirtumas yra nežymus - 0,28 proc. daugiau sausų medžiagų „X“ įmonės koncentrato. Taip pat 70 proc. pieno baltymų koncentrato sausų medžiagų kiekio vidurkio skirtumas yra nežymus 0,72 proc. mažiau už ankstesnių tyrimų koncentratus (žr. 12 pav.).
7.00 7.20 7.40 7.60 7.80 8.00 8.20 8.40 8.60
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 pelenai Ankstesnių tyrimų MPC85 pelenai 94.00 94.20 94.40 94.60 94.80 95.00 95.20 95.40 95.60 95.80 96.00
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 sausos medžiagos
Ankstesnių tyrimų MPC85 sausos medžiagos
32 13 pav. Laktozės kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais „X“ įmonės 85 proc. pieno baltymų koncentrato laktozės kiekio vidurkis yra net 107,49 proc. didesnis už ankstesnių tyrimų rezultatus. O „X“ įmonės 70 proc. pieno baltymų koncentrato laktozės kiekio vidurkis yra 9,41 proc. mažesnis už ankstesnių tyrimų rezultatus (žr. 13 pav.).
14 pav. Drėgmės kiekio (proc.) ankstesnių tyrimų (10,11,12) palyginimas su tyrimo rezultatais Didžiausias drėgmės vidurkio kiekio skirtumas yra tarp 70 proc. pieno baltymų koncentrato „X‘ įmonės ir ankstesnių tyrimų – 15,67 proc. daugiau drėgmės yra „X‘ įmonės pieno baltymu koncentrate. Mažesnis drėgmės vidurkio kiekio skirtumas yra tarp 85 proc. pieno baltymų koncentrato „X‘ įmonės ir ankstesnių tyrimų - 6,60 proc. mažiau drėgmės yra ‚X‘ įmonės 85 proc. pieno baltymu koncentrate (žr. 14 pav.).
3.2. Pieno baltymų koncentrato mikrobiologinių tyrimų rezultatai
Buvo ištirta 10 partijų 85 proc. ir 70 proc. pieno baltymų koncentrato bendras bakterijų skaičiaus svyravimas (žr. 15 pav.) ir 85 proc. pieno baltymų koncentrato bendro bakterijų skaičiaus kaita po 6 mėnesių, laikant tomis pačiomis sąlygomis. Toliau tyrimo rezultatuose aprašyta statistinė
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 laktozė Ankstesnių tyrimų MPC85 laktozė 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80
Vidurkis Maksimali reikšmė Minimali reikšmė
"X" įmonės MPC70 Ankstesnių tyrimų MPC70 "X" įmonės MPC85 drėgmė Ankstesnių tyrimų MPC85 drėgmė
33 analizė, parodė, kad laiko įtaka pieno baltymų koncentrato mikroorganizmų kiekiui yra statistiškai nereikšminga (p>0,05), todėl galima daryti prielaidą, kad mikroorganizmų pokyčiams turi įtakos kiti veiksniai, o laikas pilnai nepaaiškina jų pokyčių.
85 proc. pieno baltymų koncentrato vidutinis bendras bakterijų skaičius yra 547 KSV/g, o 70 proc. pieno baltymų koncentrato vidutinis bendras bakterijų skaičius yra 350 KSV/g, tai yra 36,01 proc. mažiau už 85 proc. pieno baltymų koncentratą. Bendras bakterijų skaičiaus svyravimas 85 proc. pieno baltymų koncentrate buvo nuo 82 KSV/g iki 3000 KSV/g, o 70 proc. pieno baltymų koncentrate nuo 50 KSV/g, iki 1314 KSV/g. 85 proc. pieno baltymų koncentrato didžiausias bakterijų skaičius nustatytas 6 partijoje 3000 KSV/g, o mažiausias 5 partijoje 82 KSV/g. Mažiausias bendras bakterijų skaičius skyrėsi 36,6 karto lyginant su didžiausiu bakterijų skaičiumi. 70 proc. pieno baltymų koncentrato didžiausias bakterijų skaičius nustatytas 7 partijoje 1314 KSV/g, o mažiausias - 9 partijoje 50 KSV/g, tai sudarė 26,28 kartų skirtumą lyginant mažiausią ir didžiausią bendrą bakterijų skaičių. 70 proc. pieno baltymų koncentrato didžiausias bendras bakterijų skaičius yra 1686 KSV/g mažesnis už didžiausią 85 proc. pieno baltymų koncentrato bendrą bakterijų skaičių, tai yra 2.28 karto mažiau bakterijų 70 proc. pieno baltymų koncentrate lyginant su 85 proc.
15 pav. 85 proc. ir 70 proc. pieno baltymų koncentrato bendras baterijų skaičius KSV/g 85 proc. pieno baltymų koncentrato partijos (1-5, 7-10) neviršijo bendro bakterijų skaičiaus daugiau kaip 600 KSV/g, tik 6 partija turėjo daugiau negu 600 KSV/g. O 70 proc. pieno baltymų koncentrato partijos (1-6, 8-10) neviršijo bendro bakterijų skaičiaus daugiau kaip 600 KSV/g, tik 7 partija turėjo daugiau negu 600 KSV/g.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 85 proc. MPC 236 132 364 123 82 3000 423 290 564 255 70 proc. MPC 191 432 518 95 159 427 1314 205 50 109 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Partijos 85 proc. MPC 70 proc. MPC
