|
Первое сообщение
Необходимость изыскания объективных методов определения степени выраженности специфического вкуса вологодского масла вызывается тем, что общепринятая органолептическая оценка, хотя и является тонким, быстрым, универсальным и доступным методом, в то же время в силу субъективности обусловливает спорные заключения, которые, в частности, при определении видовой принадлежности вологодского масла встречается часто.
Состояние вопроса
Литературные источники содержат большое количество указаний на связь привкуса пастеризации молока с наличием сульфгидрильных соединений. Так, Томмисто [1] указывает, что в результате повышения температуры пастеризации с 75 до 95° и удлинения выдержки в молоке увеличивается содержание сульфидов, достигающее своего максимума после 60-минутной выдержки. При удлинении выдержки количество летучих сульфидов начинает снижаться и по прошествии 210 минут сульфгидрильных групп не остается. Он предполагает, что источником сульфгидрильных групп являются белки и вещество оболочек жировых шариков.
Гульд и Соммер [2] опубликовали результаты работы, в которой доказали прямую связь привкуса пастеризации молока и термической обработки. Джексон [3] описал значение сульфгидрильных соединений в образовании привкуса пастеризации. Джозефсон и Доан [4] установили связь привкуса пастеризации с наличием сульфгидрильных групп. Ларсен, Дженнес и Геддес [5] подтвердили влияние тепловой обработки молока на накопление сульфгидрильных групп. Трунлей и Гулд [6] провели количественное исследование сульфидов молока и установили положительную зависимость с выраженностью вкуса. Хьюттон и Паттон [7], Бойд и Гульд [8], Вартон [9] тоже указывают на связь привкуса пастеризации с сульфгидрильными соединениями и нагревом молока.
Исходя из приведенных исследований мы приняли, что существует связь между наличием сульфгидрильных групп и специфическим вкусом пастеризованного молока и вологодского масла.
Экспериментальная часть
Для исследования использовали молоко и сливки как сырые, так и пастеризованные при различных температурах и режимах и вологодское масло в сопоставлении со сливочным. Испытывалась нитропруссидная проба, при которой нагретое молоко и сливки дают цветную реакцию при добавления нитропруссида натрия по Паттону и Джозефсону [10]. Определение ведут следующим образом: к 5 мл молока, охлажденного в ледяной воде, добавляется до насыщения кристаллический сернокислый аммоний, затем приливается 5 капель 5-процентного раствора нитропруссида натрия, смесь встряхивается и ставится в ледяную воду. К холодной смеси добавляется 5 капель крепкого аммиака. При наличии сульфгидрильных соединений содержимое пробирки приобретает розовый цвет, исчезающий через короткий промежуток времени. Эта реакция считается специфической на сульфгидрильные соединения и подкупает простотой проведения пробы. Однако, в связи с тем, что окраска быстро исчезает, трудно провести замер интенсивности окрашивания и потому проба может дать только качественную характеристику на присутствие или отсутствие сульфгидрильных соединений, способных реагировать с нитропруссидом натрия.
Наши многочисленные опыты с нитропруссидной пробой показывали постоянное наличие сульфгидрильных соединений в нагретом молоке и отсутствие в сыром молоке. Удалось также отметить, что интенсивность окраски в различных образцах молока варьирует от ярко-розовой до бледно-розовой. Это обстоятельство потребовало разработки эталонов окраски, с помощью которой было возможно регистрировать степень интенсивности окраски.
Было установлено, что в зависимости от температуры пастеризации и продолжительности выдержки интенсивность окраски пробы закономерно изменяется, достигая наибольшего значения при температурах пастеризации от 90 до 100° С. Выдержка при указанных условиях заметно не усиливает окраски пробы. Вместе с тем было установлено, что молоко, взятое с разных ферм и одинаково обработанное, показывает различия в интенсивности окраски. Органолептическая оценка не показывала различий в выраженности вкуса пастеризации в разных пробах.
Плазма из свежих образцов вологодского масла дает положительную нитропруссидную пробу, при этом наблюдаются небольшие различия от образца к образцу, хотя по органолептической оценке все образцы масла использовались в опыте только после несомненного отнесения его к виду вологодского.
Отсутствие строгой зависимости между выраженностью вкуса и нитропруссидной пробой снижает значимость нитропруссидной пробы и заставляет искать другие пути. Исходя из того, что сульфгидрильные соединения имеют восстановительные свойства, нами были испытаны феррицианидный и йодометрический методы, однако при исследовании молока, сливок и плазмы были получены результаты, по которым нагретый материал показывал меньшее значение восстановительных свойств. Видимо, происходит разрушение аскорбиновой кислоты и других веществ, также имеющих восстановительные свойства, а накопление свободных сульфгидрильных групп не компенсирует снижения восстановительных свойств системы в целом.
В последнее время широкое распространение в научных исследованиях получил предложенный Кольтгофом [11] новый метод определения сульфгидрильных групп с помощью титрования азотнокислым серебром. По сообщению ряда авторов [9, 12, 13, 14] метод обладает большой чувствительностью. Существует несколько вариантов аппаратурного оформления метода. Принцип метода заключается в титровании раствора, содержащего сульфгидрильные соединения раствором азотнокислого серебра, при котором образуются нерастворимые меркаптиды, в результате чего изменяется электропроводность раствора. Изменение электропроводности регистрируется микроамперметром, поэтому метод часто именуется как амперометрический.
Образцы молока различных ферм по амперометрическому титрованию содержали не одинаковое количество сульфгидрильных групп. Так, при нагревании молока до 70° количество израсходованного на титрование до эквивалентной точки н/1000 раствора азотнокислого серебра 5 мл разбавленного в 25 раз бидестиллятом молока колебалось от 1,16 до 1,34 мл, в среднем из многих определений 1,20.
При нагревании до 80° колебания от 1,16 до 1,33, в среднем 1,21.
При нагревании до 85° колебания от 1,24 до 1,39, в среднем 1,31.
При нагревании до 90р колебания от 1,30 до 1,66, в среднем 1,39.
При нагревании до 95° колебания от 1,26 до 1,51, в среднем 1,38.
При нагревании до 98° колебания от 1,20 до 1,52, в среднем 1,39.
При «нагревании до 100° колебания от 1,20 до 1,54, в среднем 1,39.
Молоко кипяченое в течение 30 минут с обратным холодильником для сбора конденсата–колебания от 1,22 до 1,40, в среднем 1,33.
Молоко кипяченое в течение 60 минут в тех же условиях – колебания от 1,00 до 1,44, в среднем 1,33.
Молоко сырое – колебания от 1,12 до 1,56, в среднем 1,32.
Сливки сырые 30% жирности – колебания от 0,98 до 1,28, в среднем 1,16.
Сливки нагретые до кипения – колебания от 1,00 до 1,32, в среднем 1,18.
Как видно из приведенных результатов анализа, содержание сульфгидрильных групп в молоке и сливках сильно варьирует от образца к образцу. При нагревании, особенно в пределах от 80 до 100°, содержание сульфгидрильных групп по средним данным повышается по сравнению с содержанием в сыром молоке и в молоке, нагретом до 70, 80, 85°, но не на столько, чтобы во всех случаях превышало имеющиеся пределы колебаний в содержании сульфгидрильных групп в отдельных образцах. Иначе говоря, изменения в содержании сульфгидрильных групп при нагревании молока не настолько велики, чтобы использовать этот показатель для определения степени термической обработки молока и сливок. В молоке, длительно кипячёном, содержание сульфгидрильных групп снижается.
Определение сульфгидрильных групп в плазме специально выработанных образцов сладкосливочного масла (пастеризация сливок при 85°) и вологодского (пастеризация при 98°) показало, что и при исследовании масла имеются колебания от образца к образцу, так:
В сладкосливочном масле колебания от 1,10 до 1,42, в средн. 1,30.
В вологодском масле колебания от 1,05 до 1,83, в среднем 1,36.
Следовательно, амперометрическое титрование, несмотря на его тонкость, не может определить видовую принадлежность масла. Больше того, роль сульфгидрильных групп, носителя специфических свойств вологодского масла, ставится под сомнение.
В связи с полученными отрицательными результатами по исследованию сульфгидрильных групп и их влиянию на выраженность вкуса вологодского масла были предприняты попытки установить возможность идентификации вологодского масла методами молекулярной спектроскопии [15]. Исследовались спектры поглощения в инфракрасной и в ультрафиолетовой областях.
В инфракрасной области (2,5–25 микрон) колебательные спектры поглощения регистрировались на ленте самописца с помощью спектрофотометра ИКС-12. Были получены и сопоставлены спектры растворов жира вологодского и сладкосливочного масла в четыреххлористом углероде, а также спектры газообразной фазы. Несмотря на богатство инфракрасных спектров исследованных образцов масла, никаких различий в положении полос по шкале частот и их интенсивности обнаружено «е было.
В ультрафиолетовой области спектры поглощения определялись с помощью спектрофотометра СФ-4. Были получены и сопоставлены спектры дестиллятов вологодского и сладкосливочного масла, которые, однако, не позволили идентифицировать исследуемые виды масла.
В нашем распоряжении имелась возможность определить состав летучих веществ вологодского масла с помощью газожидкостной хроматографии на хроматографе ХЛ-4. Имеются многочисленные примеры разделения сложных смесей углеводородов, эфиров, карбонильных соединений и тому подобных веществ с помощью газожидкостной хроматографии. Опубликованы методики выделения из пищевых продуктов ароматических веществ [16] и их фракционирования [17].
Для исследований использовалась пентановая вытяжка из плазмы вологодского и сладкосливочного масла. В качестве газа-носителя применялся гелий, жидкой фазой служил полиэтиленгликоль, колонка длиной 3 метра, температура колонки 120°, детектор–катарометр, то есть были применены параметры, используемые многими исследователями при разделении ароматических веществ.
Пентановые экстракты из плазмы вологодского масла дали на диаграмме два больших пика и несколько слабовыраженных, непостоянных пиков. Образцы сладкосливочного масла, полученного при строго выдержанной температуре пастеризации равной 85°, давали на диаграмме те же пики. Возможно, что при более чувствительном пламенно-ионизационном детекторе удалось бы выявить различия между вологодским и сладкосливочным маслом.
Заключительное исследование
Для окончательного суждения о возможности определения видовой принадлежности вологодского масла с помощью нитропруссидной пробы и амперометрического титрования использовались образцы масла, представленные на вологодский областной смотр. На смотр были представлены образцы вологодского масла многих маслозаводов Вологодской области. Участвующие в смотре мастера заводов, эксперты баз, представители торговой инспекции, специалисты центральной лаборатории и областного Управления, научные сотрудники Вологодского молочного института оценили закрытой экспертизой все представленные образцы масла и выделили 18 образцов масла, единогласно признанные безусловно вологодским. Эти 18 образцов масла были исследованы в самые краткие сроки. Из 18 образцов 8 не дали положительной нитропруссидной пробы на SH-группы, 8 дали слабое окрашивание и только 2 образца масла дали яркое окрашивание, свидетельствующее о богатом наличии сульфгидрильных групп.
Если учесть, что масло всех исследуемых образцов было высокого качества, признанное большим коллективом специалистов безусловно вологодским, а содержание сульфгидрильных групп было высоким только в двух образцах, а в восьми из 18 нитропруссидная пробы дали отрицательный результат, то напрашивается вывод, что нитропруссидная проба не пригодна для идентификации видовой принадлежности вологодского масла.
Эти же три группы образцов вологодского масла, исследованные с помощью амперометрического титрования, показали, что образцы с отрицательным показателем по нитропруссидной пробе имели показатель по амперометрическому титрованию в среднем 1,33, вторая группа – 1,31, а третья – 1,67. Все группы, таким образом, имеют высокие показатели, особенно третья группа. Однако, как показали наши предыдущие исследования, даже средние показатели вологодского масла приближаются к показателям сладкосливочного масла, а пределы колебаний охватывают зону непастеризованных образцов молока.
Выводы
1. Нитропруссидная проба показывает различия между сырым и пастеризованным молоком, но не дает четких различий в молоке при различных режимах пастеризации. Идентификация вологодского масла нитропруссидной пробой невозможна.
2. Феррицианидный и йодометрический методы не пригодны для идентификации вологодского масла.
3. Спектрофотометрия в инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра на спектрофотометрах ИКС-12 и СФ-4 не показывает достаточных различий между вологодским и сладкосливочным маслом.
4. Исследования на газожидкостном хроматографе ХЛ-4 показывает разницу между пастеризованным и сырым молоком, но не отмечает различий между вологодским и сладкосливочным маслом.
5. Амперометрическое титрование сульфгидрильных групп показывает их наличие как в сыром, так и в пастеризованном молоке и в плазме масла. Амперометрическое титрование показывает также, что сульфгидрильные группы содержатся в молоке и в плазме масла не в строго определенном количестве и их содержание колеблется в широких пределах. Содержание сульфгидрильных групп, способных реагировать с азотнокислым серебром, повышается при пастеризации, однако по этому показателю невозможно идентифицировать вологодское масло.
Несмотря на полученные отрицательные результаты даже при использовании таких тонких методов, как амперометрическое титрование, газожидкостная хроматография и спектрофотометрия, решение вопроса представляется возможным при использовании более чувствительного хроматографа.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Tammisto E. S. On the formation and influence of reducing agents in the pasteurization of milk. XII Intern, congress, Stockholm, v. 11, 416, 1949.
2. Gould I. A., Sommer H. H. Effect of heat on milk with especial reference to the «cooked» flavor. Mich. Agr. Exp. Sta. Techn. bull. 164, 1939.
3. Jackson S. J. Note on the sulfhydryl compounds of milk. J. Dairy Research, I, 29, 1936.
4. Josephson D. V., Doan F. J. Cooked flavor in milk, its sourses and significance. Milk dealer, 29, (11), 29, 1939.
5. Larsen R. A., Jennes R., Geddes W. F. Effect of heat treatment on the sufihydryl groups of milk serum proteins. Cereal chem., 26, 287, 1949.
6. Townley R. C, Gould I. A. A quantitative study of heat-labile sulfi-des of milk. I. Method of determination and influence of temperature and time. J. Dairy Sci., 26, 689, 1943.
7. Huttoti J. Т., Patton S. The origin of sulfhydryl groups in milk protein and their contribution to «cooked» flavor. J. Dairy Sci, 35, 699, 1952.
8. Bevd E. N., Gould I. A. Volatile and non volatile sulfhydryl content of heated milk and milk products. J. Dairy Sci., 40, 1294, 1957.
9. Burton H. The sulfhydryl groups in milk, measured by an amperometric titration. XV Inter, dairy congr., v. 3, 1729, 1959.
10. Patton S., Josefson D. V. Observations on the application on the nitroprusside test to heated milk. J. Dairy Sci., 32, 398, 1948.
11. Kolthoff J. M., Harris W. E. Amperometric titration of mercaptans with silver nitrate using the rotating platinum electrode. Ind. Eng. Chem., Anal. Ed. 18, 161, 1946.
12. Шольц X. Ф. Вариант амперометрического определятся сульфгидрильных соединений. Биохимия, 29, 4, 1964.
l3. Вакар А. Б., Эль-Милиги А. К., Толчинская Е. С. О физико-химических свойствах клейковины, определяющих ее качество. Биохимия зерна и хлебопечения, сборник № 7, 3, 1964.
14. Агатова А. И., Проскуряков Н. И. О сульфгидрильных группах и дисульфидных связях в белках пшеничной муки. Биохимия, 27, № 1, 88, 1962.
15. Чеботарев А. И., Смолянский А. Л., Мухина Р. Б. Попытка идентификации вологодского масла методами молекулярной спектроскопии. Материалы научной конференции по итогам научно-исследовательской работы ВМИ за 1964–11965 гг., Вологда, 1966.
16. Курко В. И. Газохроматографический анализ пищевых продуктов. Пищевая промышленность, 1965.
17. Головня Р. В., Миронов Г. А., Соколов С. Д. Химия запаха пищевых продуктов. Успехи химии, 23, 7, 816, 1964.
|
