Современные подходы к производству и комплексной оценке качества молочных продуктов

К. А. КАНИНА, Н. А. ЖИЖИН
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ  
К ПРОИЗВОДСТВУ  
И КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ  
КАЧЕСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Монография
Санкт-Петербург
ГИОРД
2024

УДК	637.14.04/.07
ББК	36.95
	
К19
Рецензенты:  
Щетинина Елена Михайловна — доктор технических наук,  
ведущий научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий  
и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»;
Морозова Нина Ивановна — доктор сельскохозяйственных наук, профессор, 
заведующая кафедрой технологии производства и переработки продукции  
животноводства Рязанского государственного агротехнического университета 
имени П. А. Костычева
	
Канина, Ксения Александровна  
К19	 	
Современные подходы к производству и комплексной оценке качества молочных продуктов : монография / К. А. Канина, Н. А. Жижин. — Санкт-Петербург : ГИОРД, 2024. — 144 с. 
	
ISBN 978–5-98879–233–8
В монографии обобщены данные по производству качественных и безопасных 
молочных продуктов на основе различного молочного сырья с использованием современных гибридных методов его обработки (акустическая кавитация + термизация; 
лавиностримерный разряд + термизация). Даны рекомендации по идентификации составных частей молока и молочных продуктов современными высокоточными методами анализа. Приведены предложения по производству качественных и безопасных 
молочных продуктов.
УДК 637.14.04/.07
ББК 36.95
ISBN 978–5-98879–233–8
© ООО «Издательство „ГИОРД“», 2024

Оглавление
Введение ................................................................................................................5
Глава 1.	 Тенденции в производстве молока и молочных  
продуктов разных сельскохозяйственных  
животных...................................................................................7
	
1.1.	 Состав и свойства молока различных видов  
сельскохозяйственных животных.......................................8
	
1.2.	 Качество продуктов, полученных на основе  
различного молочного сырья.............................................16
	
1.3.	 Применение методов обработки молока,  
в целях сохранения его потребительских  
характеристик.
........................................................................28
	
1.3.1.	 Влияние методов физического воздействия  
(акустической кавитации и лавиностримерного 
разряда) на качественные показатели молока  
и молочных продуктов.................................................38
	
1.3.2.	 Результаты оценки качества молока-сырья  
после обработки лавиностримерным  
разрядом..........................................................................51
	
1.3.3.	 Результаты оценки качества продуктов,  
содержащих молоко-сырье, предварительно  
подвергнутое обработке высокочастотной  
акустической кавитацией..........................................56
	
1.3.4.	 Результаты оценки сливочного масла,  
выработанного из козьего молока,  
обработанного акустической кавитацией..............61
	
1.3.5.	 Результаты оценки качества сыра-брынзы,  
полученного из коровьего, козьего, овечьего  
молока, подвергнутого обработке  
акустической кавитацией..........................................66
3

Оглавление
	
1.3.6.	 Результаты оценки качества сыра-брынзы,  
полученного из козьего молока, обработанного  
высокочастотной акустической кавитацией........75
	
1.3.7.	 Результаты оценки качества сыра-брынзы  
(овечье молоко), полученного в результате  
обработки акустической кавитацией  
молока-сырья..................................................................78
Глава 2.	 Современные методы анализа молока  
и молочной продукции...........................................................83
	
2.1.	 Хроматографические методы идентификации  
сырьевого состава молока и молочной продукции......85
	
2.1.1.	 Газовая хроматография...............................................85
	
2.1.2.	 Высокоэффективная жидкостная  
хроматография (ВЭЖХ)..............................................92
	
2.2.	  Электрофоретические методы анализа..........................95
	
2.2.1.	 Гель-электрофорез.
........................................................95
	
2.2.2.	 Капиллярный электрофорез (КЭФ).
...........................97
	
2.3.	 Полимеразная цепная реакция (ПЦР).............................99
	
2.4.	 Иммуноферментный анализ (ИФА)...............................103
Глава 3.	 Исследование безопасности молока и молочной  
продукции..............................................................................104
	
3.1.	 Микробиологическая безопасность...............................104
	
3.2.	 Методы выявления остаточного количества  
антибиотиков в молоке и молочной продукции.
.........106
	
3.3.	 Анализ содержания афлатоксинов.
.................................114
	
3.4.	 Определение радионуклидов .
..........................................117
	
3.5.	 Определение содержания токсичных веществ  
(свинец, мышьяк, кадмий, ртуть).
...................................120
	
3.6.	 Анализ содержания пестицидов .
....................................123
Список использованной литературы.
.........................................................126
Заключение........................................................................................................142
4

Введение 
Молоко является источником биодоступных микро- и макроэлементов, которые легко усваиваются организмом человека. Также из молочного сырья, получают целевые вещества, используемые в смежных 
производствах, например, в фармацевтической промышленности, 
производства смол и клеев и т. д. При высокой биологической ценности молоко является хорошей питательной средой для большинства 
 
микроорганизмов, как вносимых с заквасками, так и попадающих 
извне. В последние годы интерес к производству молока и молочных 
продуктов, полученных от различных сельскохозяйственных животных (коз, овец, верблюдиц, ослиц и т. д.) значительно вырос. Целью получения сырья от различных видов сельскохозяйственных животных 
и выпуска продуктов на его основе является расширение ассортимента 
в сфере детского, геродиетического, функционального, спортивного, 
энтерального питания и т. д. Разрабатываются методы по сохранению биологической ценности молока и его составных частей. Помимо 
традиционных тепловых методов обработки молока, таких как тиндализация, пастеризация, стерилизация, ультрапастеризация и т. д., 
 
существуют малоизученные методы, к которым относится метод ультразвуковой акустической кавитации и обработка молока лавиностримерным разрядом. Эти методы интересны тем, что позволяют снизить 
тепловую нагрузку на составные части молока, тем самым сохранить 
его пищевую и биологическую ценность. 
Состав молока-сырья различных сельскохозяйственных животных, 
а также методы воздействия на него предполагают расширение нормативной документации на данный вид продукции. 
Детальному изучению состава и технологических свойств этих видов молока-сырья посвящены работы Г. С. Инихова, А. С. Шувариковой, Н. И. Морозова, С. И. Новопашиной, М. Ю. Санникова и др.
5

Введение
Большой вклад в разработку перспективных технологий производства молочных продуктов питания и исследование их свойств внесли 
отечественные ученые: А.  Г.  Храмцов, В.  Д.  Харитонов, З.  С.  Зобкова, Л. A. Остроумов, Ю. Я. Свириденко, А. Г. Галстян, H. A. Тихомирова, В. И. Ганина, Н. Б. Гаврилова, A. A. Майоров, А. Ю. Просеков, 
И. А. Смирнова, Д. М. Захарова и другие. Возможности использования 
ультразвука различной мощности и обоснование его применения в технологиях пищевых производств представлены в работах В. А. Акуличева, С. Д. Шестакова, И. Ю. Потороко, M. Ashokkumar, Bogdan Zisu, 
Jian-Yong Wu, Pablo Juliano, T. G. Leighton, F. Grieser и других ученых.
Об использовании электромагнитного излучения, в частности 
лавинностимерного разряда, при обработке воды известны труды 
C. В. Якунина, Б. В. Пронина, Л. М. Макальского и др. 
В Стратегии развития науки и техники до 2025 г. подчеркнута необходимость производства качественных и безопасных продуктов, 
модернизация современных подходов по идентификации составных 
частей молока и молочных продуктов, а также использование новых 
технологических методов обработки сырья, в частности акустической 
кавитации и лавиностримерного разряда, которые являются энерго- 
и ресурсосберегающими технологиями. 
В данной монографии обобщены данные по производству качественных и безопасных продуктов на основе различного молочного сырья, 
применению современных гибридных методов его обработки (акустическая кавитация + термизация; лавиностримерный разряд). Приведена идентификация составных частей молока и молочных продуктов 
современными высокоточными методами анализа. Даны рекомендации 
в сфере производства качественных и безопасных продуктов.  
6

Гл а в а  1
Тенденции в производстве молока и молочных 
продуктов разных сельскохозяйственных 
животных
По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО), производство молока в мире растет. Наряду с коровьим 
молоком увеличивается доля козьего и овечьего, верблюжьего и ослиного молока. 
По данным Министерства сельского хозяйства РФ, в России цены 
на молоко сельскохозяйственных животных варьируют по ряду 
причин: наблюдается снижение доли товарного молока; отмечена низкая продуктивность коров в значительной части хозяйств, 
производящих молоко; зафиксировано присутствие фальсификата. 
Поэтому повышение качества молока является приоритетным направлением отрасли АПК.
При этом, по данным Росстата, численность поголовья молочных коз и овец растет; количество овец к концу 2017 г. составляло 22 578,3 тыс. голов, а коз — 2 104,5 тыс. голов. Таким образом, 
в структуре поголовья мелкого рогатого скота на долю овец приходится около 91,5 %, на долю коз — 8,5 %. Из этого следует, что дополнительные объемы молока с высокими качественными характеристиками можно получить из сектора «мелкого рогатого скота». 
Однако качество овечьего и козьего молока по физико-химическому составу и микробиологической обсемененности различны 
по сравнению с коровьем молоком, что требует изучения и применения различных подходов к решению производства молочных 
продуктов на основе данного сырья. А также поиска сохранения 
биологической ценности молочного сырья с применением различных инновационных подходов.
Таким образом, для отечественной молочной отрасли решение проблемы повышения качества и объемов производства молока, а также 
молочных продуктов за счет использования инновационных подходов 
является актуальной задачей.
7

Глава 1. Тенденции в производстве молока и молочных продуктов...
1.1. Состав и свойства молока различных видов 
сельскохозяйственных животных
В последние годы в молочной отрасли возрос интерес к козьему 
молоку как сырьевой основе для производства широкого ассортимента молочных продуктов с высокой биологической ценностью. Наряду 
с этим среди предпринимателей, руководителей фермерских хозяйств 
проявляется интерес и к овечьему молоку. Появляются хозяйства, цель 
которых — разведение высокопродуктивных овец молочного направления и получение от них молока в первую очередь для производства 
сыров. Следует отметить, что данных по составу и свойствам овечьего 
молока очень мало и они противоречивы. 
При исследовании физико-химических свойств молока-сырья 
различных сельскохозяйственных животных, в том числе козьего 
и овечьего в сравнении с коровьем молоком, были получены следующие результаты, представленные в табл. 1.1.
Результаты исследований состава и свойств молока различных 
сельскохозяйственных животных представлены в табл. 1.1. 
Рассмотрено молоко-сырье полученное от коз зааненской породы (рис. 1.1), коров черно-пестрой породы (рис. 1.2) и овец восточно-фризской породы (рис. 1.3). 
Рис. 1.1. Козы зааненской породы
Рис. 1.2. Коровы черно-пестрой породы
8

1.1. Состав и свойства молока различных видов сельскохозяйственных животных
Рис. 1.3. Овцы восточно-фризской породы
В ходе экспериментальных исследований установлены физико-химические показатели молока-сырья (табл. 1.1). Массовая доля жира 
в козьем и овечьем молоке, соответственно, выше на 0,80 % и на 2,5 %, 
чем в коровьем. Жировая фаза козьего молока в основном представлена жировыми шариками меньшего размера (рис. 1.4), что естественным путем отражается на качестве высокобелковых продуктов, например, сыров (рис. 1.7). В матриксе сыра, произведенного из козьего 
молока, жировые глобулы меньше, кроме того, часть жира теряется 
с сывороткой. Частичная потеря жира ведет за собой потерю жирных 
кислот, в том числе и незаменимых.  
а
б
в
Рис. 1.4. Жировые частицы (увеличение в 600 раз):
а — коровье молоко, б — козье молоко, в — овечье молоко
9

Глава 1. Тенденции в производстве молока и молочных продуктов...
Массовая доля белка у овечьего молока почти в 2 раза выше 
по сравнению с коровьим и козьим, при этом белковый состав овечьего молока, который характеризуется показателями: общим азотом (ОА), 
 
небелковым азотом (НБА), сывороточными белками (СБ) и казеиновыми белками (КБ) свидетельствует, что в овечьем молоке сывороточных белков по сравнению с коровьим молоком в 2,23 раза больше. Кроме того, практически неизменным по сравнению с коровьим молоком 
остается небелковый азот, который может варьировать в зависимости 
от сезона года, кормления и т. д. в сторону уменьшения, если это летний 
период кормления коров и коз, что существенно понижает биологическую ценность молока, а также понижает доступность азотистого питания молочнокислых бактерий из-за снижения количества аминокислот. 
На основе овечьего молока целесообразно вырабатывать высокобелковые продукты, а также составлять смеси с менее сыропригодным молоком, для повышения содержания как казеина, так и нативного кальция.
Значение показателя эффективной вязкости у овечьего молока 
выше на 33 % по сравнению с коровьим и козьим, что объясняется химическим составом овечьего молока. Что дает технологически более 
плотную консистенцию для молочных продуктов. 
Таблица 1.1
Физико-химические свойства молока-сырья
Физико-химический  
показатель
Молоко-сырье
козье  
(зааненская 
порода)
овечье  
(восточно-фризская порода)
коровье  
(черно-пестрая 
порода)
Содержание общего 
азота, %
0,607 ± 0,030
0,955 ± 0,030
0,530 ± 0,030
Массовая доля белка, %
3,87 ± 0,11
6,09 ± 0,12
3,38 ± 0,11
Содержание НБА, %
0,0415 ± 0,0060 0,0362 ± 0,0060
0,0310 ± 0,0060
Содержание СБ, %
1,11 ± 0,03
1,92 ± 0,03
0,86 ± 0,03
Массовая доля жира, %
4,3 ± 0,05
6,0 ± 0,05
3,5 ± 0,05
Массовая доля влаги, %
86,77 ± 0,01
82,13 ± 0,015
87,74 ± 0,012
Массовая доля лактозы, %
4,40 ± 0,02
4,94 ± 0,01
5,07 ± 0,01
Титруемая кислотность, °Т
20 ± 0,02
24 ± 0,012
17 ± 0,14
Активная кислотность, рН
6,49 ± 0,02
6,65 ± 0,01
6,69 ± 0,17
10