The influence of critical storage conditions on the microstructural state of sweetened condensed whole milk

Abstract

Руководствуясь выполнением основных стратегических задач по обеспечению продовольственной безопасности нашей страны, исследование изменений компонентов концентрированных молочных биосистем с промежуточной влажностью в критических условиях хранения позволяет расширить традиционные рамки представлений о режимах и продолжительности их транспортирования и хранения. В статье представлены результаты по оценке изменений микроструктурного состояния (средних и максимальных размеров кристаллов лактозы и жировых шариков) в образцах молока сгущенного с сахаром, упакованного в металлические банки №7 в условиях разнонаправленного экстремального температурного воздействия, моделирующих климатическую обстановку при транспортировании и хранении молочных консервов в регионы Крайнего Севера, страны Азии и Африки. Экспериментальная модель состояла в мониторинге микроструктуры проб в каждом из периодов попеременного нагревания и охлаждения объектов исследования в температурном диапазоне от 50 °С до минус 50 °С, с выдержкой в пиковых критических точках и в последующем сравнении с контрольными образцами, хранившимися при температуре 5 °С. Полученные результаты подтвердили ряд закономерностей в структурообразовании углеводной и липидной составляющих концентрированных молочных биосистем с промежуточной влажностью. Процесс нагревания-охлаждения выявил положительную корреляцию высокотемпературного режима с увеличением средних размеров кристаллов молочного сахара, не определяемых органолептически, но детектируемых посредством микроскопирования. Одноступенчатое охлаждение до минус 50 °С привело к дальнейшему росту кристаллов в пробах, подвергнутых предварительному экстремальному нагреванию и хранению при 50 °С, при этом не вызвав значительных изменений в пробах, хранившихся при 5 °С. Микроструктура липидной составляющей объектов исследований не претерпела существенных изменений как после одноступенчатого нагревания, так и при охлаждении в диапазоне экстремальных температур хранения. Полученные положительные результаты по оценке микроструктурного состояния, тем не менее, не исключают возможности возникновения других негативных процессов физико-химического, биохимического или микробиологического происхождения, которые должны быть учтены как факторы риска и изучены более детально при составлении конкретных логистических цепочек для определенных направлений перевозок. In the context of fulfilling the main strategic tasks to ensure food security of our country, the study of changes in the components of concentrated dairy biosystems with intermediate humidity under critical storage conditions allows us to expand the traditional framework of ideas about the conditions and periods of their storage. The article presents the results of assessing changes in the microstructural state (average and maximum sizes of lactose crystals and fat globules) in samples of sweetened condensed milk, packaged in metal cans No. 7 under conditions of multidirectional extreme temperature exposure, simulating the climatic conditions during transportation and storage of canned milk in regions of the Far North, countries of Asia and Africa. The experimental model consisted of monitoring the microstructure of the samples in each period of alternating heating and cooling of the study objects in the temperature range from 50 °C to minus 50 °C, with exposure at peak critical points and subsequent comparison with control samples stored at a temperature of 5 °C. The results obtained confirmed a number of patterns in the structure formation of carbohydrate and lipid components of concentrated dairy biosystems with intermediate humidity. The heating-cooling process revealed a positive correlation of high-temperature conditions with an increase in the average size of milk sugar crystals, which were not determined organoleptically, but were detected by microscopy. Single-step cooling to minus 50 °С resulted in further crystal growth in samples pre-extremely heated and stored at 50 °C, while causing no significant changes in samples stored at 5 °C. The microstructure of the lipid component of the research objects did not undergo significant changes either after single-stage heating or during cooling in the range of extreme storage temperatures. The obtained favorable results in assessing the microstructural state, however, do not exclude the possibility of the occurrence of other negative processes of physical, chemical and microbiological origin, which should be taken into account as risk factors and studied in more detail when drawing up specific logistics chains for certain transportation directions.