Maitojauheiden toiminnalliset ominaisuudet kuumennuskäsittelyä vaativissa tuotesovelluksissa

Abstract

Insinöörityössä verrattiin kahden rasvaisen maitojauheen (koejauheen ja markkinoilla olevan vertailujauheen) toiminnallisia ominaisuuksia erilaisissa tuotesovelluksissa. Maitojauheiden oletettiin eroavan toisistaan kuumennuskestävyyden suhteen, joten työssä tutkitut sovellukset (UHT-maito, sulatejuusto ja UHT-käsitelty maitotiiviste) olivat voimakkaan kuumennuksen läpikäyviä. Tavoitteena oli selvittää, onko koejauheella kilpailuetuja kuumennuksenkestävyyden suhteen verrattuna markkinoilla olevaan vertailujauheeseen.

Osana tutkimusta tehtiin koeajoja pilot-mittakaavan UHT- ja keittolaitteistolla. Maitojauheiden vaikutusta prosessiin ja lopputuotteiden ominaisuuksiin tutkittiin aistinvaraisten arviointien, väri-, stabiilisuus-, rakenne- ja viskositeettimittauksien avulla.

Tilastollisesti merkitseviä eroja havaittiin sulatejuuston ja maitotiivisteen aistinvaraisten arviointien tuloksissa. Koejauhetta sisältävä sulatejuusto koettiin voimakkaamman makuiseksi ja lohkeavammaksi kuin vertailujauheesta valmistettu näyte. Koejauheesta valmistettu maitotiiviste arvioitiin vertailujauhetta sisältävää näytettä suolaisemmaksi ja vähemmän täyteläiseksi. Kaikissa koejauheesta valmistetuissa tuotteissa havaittiin keitetyn, paahtuneen tai palaneen makua sekä sivumakua.

Sulatejuuston värimittausten tulokset viittasivat kuumennuksen vaikuttaneen enemmän koe- kuin vertailujauhetta sisältävään näytteeseen. Maitotiivisteen värimittauksien tulokset olivat päinvastaiset. Koejauheella valmistetun sulatejuuston ja maitotiivisteen rakenteessa ja viskositeetissa ei ollut etuja vertailujauheesta valmistettuihin näytteisiin verrattuna. Koejauheesta valmistettujen UHT-maito- ja maitotiivistenäytteiden etuna oli kuitenkin stabiilimpi rakenne.

Tulosten perusteella koejauhe ei ole vertailujauhetta kuumennusta kestävämpi. Erot koe- ja vertailujauheesta valmistettujen näytteiden ominaisuuksissa saattavat johtua erilaisista kuumennuksen aikana tapahtuvista proteiinien sekä proteiinien ja laktoosin välisistä reaktioista. Ilman tarkempia kemiallisia analyysejä ei voida varmuudella sanoa, mistä näytteiden välillä havaitut erot johtuvat. Tutkimusta tullaan jatkamaan eri tuotesovelluksien avulla

The goal of this thesis was comparison of two milk powders (test powder and the powder currently on the market) and their functional properties in different product applications. The assumption was that the powders differ from each other in the tolerance of heat treatment; thus the applications (UHT milk, processed cheese and condensed milk) that were researched had gone through a severe heat treatment. The aim was to research if the test powder had any advantages in terms of heat tolerance compared to the reference powder.

As part of the research, trial runs were made with the pilot-scale equipment. The effect of milk powders on the process and properties of the final product was studied by means of sensory evaluation and the measurement of colour, stability, structure, and viscosity.

Statistically significant differences were discovered in the results from sensory evaluations of processed cheese and condensed milk. The processed cheese containing the test powder had stronger taste and flakier texture than the sample that was made with the reference powder. The condensed milk made from test powder was evaluated to be more salty and less rich than the sample made with the reference powder. All of the products that were made of the test powder were discovered to have cooked, roasted or burnt taste.

According to the results of colour measurements, the heat treating affected more on the sample made with the test powder than on the sample made with the reference powder. The results of the colour measurement on the condensed milk were the opposite. Processed cheese and condensed milk made with the test powder did not have any advantages of structure and viscosity over the samples made with the reference powder. UHT milk and condensed milk samples containing the test powder had the advantage of a more stable structure.

The results showed that the test powder was not more heat-resistant than the reference powder. Differences of properties between the samples made from the test powder and those made from the reference powder might have been caused by different reactions between proteins or proteins and lactose during heating. Without further chemical analysis it is not possible to determine what caused the differences. The research will be continued with different applications.