Sufficient head space must be allowed during filling of...

ICAR PG Dairy Science 09 Jul 2023Shift 1

Statement Based +4 −1

Given below are two statements with respect to heat stability of milk

Statement (I) : The heat stability of concentrated milk increases considerably upon preheating of milk.

Statement (II) : Interaction of denatured whey proteins with $\kappa$-casein and reduction of calcium ion activity during preheating are responsible for increased heat stability of concentrated milk.

In light of the above statements, choose the most appropriate answer from the options given below:

दूध की ताप स्थिरता के संबंध में नीचे दो कथन दिए गए हैं:

कथन (I) : दूध के पूर्व-तापन (preheating / forewarming) पर सांद्रित दूध की ताप स्थिरता में काफी वृद्धि होती है।

कथन (II) : पूर्व-तापन के दौरान विकृत व्हे प्रोटीनों की $\kappa$-कैसीन के साथ परस्पर क्रिया और कैल्शियम आयन गतिविधि में कमी सांद्रित दूध की बढ़ी हुई ताप स्थिरता के लिए जिम्मेदार हैं।

उपरोक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर चुनिए:

Both Statement (I) and Statement (II) are correct. कथन (I) और कथन (II) दोनों सही हैं। Both Statement (I) and Statement (II) are incorrect. कथन (I) और कथन (II) दोनों गलत हैं। Statement (I) is correct but Statement (II) is incorrect. कथन (I) सही है लेकिन कथन (II) गलत है। Statement (I) is incorrect but Statement (II) is correct. कथन (I) गलत है लेकिन कथन (II) सही है।

Forewarming mechanisms in evaporated milk stabilization:

Statement (I) is correct: Preheating (forewarming) raw milk (e.g., $95^\circ\text{C}$ for 10 min or $120^\circ\text{C}$ for 3-4 min) before vacuum concentration is the single most indispensable industrial unit operation to prevent heat coagulation during subsequent in-can sterilization ($115^\circ\text{C}$ for 15-20 min).
Statement (II) is correct: Preheating induces denaturation of $\beta$-lactoglobulin and its covalent complexation with $\kappa$-casein, preventing casein dissociation during sterilization. Crucially, high-temperature forewarming precipitates soluble calcium and phosphate into insoluble colloidal forms, permanently lowering ionic calcium activity ($[Ca^{2+}]$) in the concentrated serum and dramatically raising its heat coagulation time (HCT).

Therefore, both Statement (I) and Statement (II) are correct, matching option 1.

सांद्रित दूध की ताप स्थिरता और पूर्व-तापन (Forewarming):

कथन (I) सही है: वाष्पीकरण से पूर्व दूध को उच्च ताप ($95^\circ\text{C}$ पर 10 मिनट या $120^\circ\text{C}$ पर 3 मिनट) पर गर्म (preheating) करने से डिब्बाबंद सांद्रित दूध की बंध्याकरण के प्रति ताप स्थिरता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
कथन (II) सही है: पूर्व-तापन के दौरान $\beta$-लैक्टोग्लोबुलिन विकृत होकर $\kappa$-कैसीन के साथ सुरक्षात्मक सम्मिश्र बनाता है तथा घुलनशील कैल्शियम आयन अघुलनशील ट्राइकैल्शियम फॉस्फेट के रूप में अवक्षेपित हो जाते हैं, जिससे मुक्त कैल्शियम की सक्रियता घट जाती है और दूध फटने से बच जाता है।

अतः कथन (I) और कथन (II) दोनों सही हैं (विकल्प 1)।

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ICAR PG Dairy Science 09 Jul 2023Shift 1

Match the Following +4 −1

Match List-I with List-II:

Choose the correct answer from the options given below:

सूची-I को सूची-II से सुमेलित कीजिए:

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

List - I सूची - I Dried Milk Products शुष्क दुग्ध उत्पाद		List - II सूची - II Fat % m/m वसा % m/m
A	Whole milk powder संपूर्ण दूध पाउडर / होल मिल्क पाउडर (Whole milk powder)	I	Min. 42 न्यूनतम 42
B	Partially skimmed milk powder आंशिक रूप से सप्रेटा दूध पाउडर (Partially skimmed milk powder)	II	Max. 1.5 अधिकतम 1.5
C	Skimmed milk powder सप्रेटा दूध पाउडर / स्किम्ड मिल्क पाउडर (Skimmed milk powder)	III	More than 1.5 and less than 26.0 1.5 से अधिक और 26.0 से कम
D	Cream powder क्रीम पाउडर (Cream powder)	IV	Min. 26.0 and less than 42.0 न्यूनतम 26.0 और 42.0 से कम

(A)-(I), (B)-(II), (C)-(III), (D)-(IV) (A)-(I), (B)-(II), (C)-(III), (D)-(IV) (A)-(IV), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(I) (A)-(IV), (B)-(III), (C)-(II), (D)-(I) (A)-(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III) (A)-(I), (B)-(II), (C)-(IV), (D)-(III) (A)-(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II) (A)-(III), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(II)

ICAR PG Dairy Science 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following is NOT a factor affecting keeping quality of dried milk?

निम्नलिखित में से कौन सा शुष्क दूध (dried milk) के भंडारण जीवन / गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला कारक नहीं है?

Fat content वसा की मात्रा Initial moisture content प्रारंभिक नमी की मात्रा Temperature of storage भंडारण का तापमान Bulk density बल्क घनत्व / पुंज घनत्व

Deteriorative factors in dried milk powders:

Fat content directly determines oxidative susceptibility: whole milk powder ($26\%\text{ fat}$) oxidizes rapidly compared to skim milk powder ($\lt 1.5\%\text{ fat}$).
Initial moisture content controls water activity ($a_w$); moisture $\gt 4.0\%$ accelerates lactose crystallization, caking, and rapid Maillard browning.
Storage temperature governs reaction kinetics of lipid oxidation and protein insolubilization ($Q_{10} = 2\text{--}3$).
Bulk density ($g/ml$) is a physical packaging property that affects shipping container volume, flowability, and package sizing; it has NO direct chemical or microbiological role in dictating the keeping quality or biochemical degradation rates of dried milk.

Therefore, option 4 (Bulk density) is NOT a factor.

मिल्क पाउडर के भंडारण जीवन (Keeping Quality) को प्रभावित करने वाले कारक:

वसा की मात्रा: वसा अधिक होने पर स्वतः-ऑक्सीकरण से पाउडर जल्दी खराब होता है।
प्रारंभिक नमी: अधिक नमी होने पर मेलार्ड ब्राउनिंग और थक्के (caking) तेजी से बनते हैं।
भंडारण तापमान: उच्च तापमान रासायनिक अभिक्रियाओं की गति को बढ़ाकर उत्पाद को जल्दी खराब करता है।
बल्क घनत्व (Bulk density): यह केवल पैकेजिंग और पाउडर के आयतन से संबंधित भौतिक गुण है, इसका पाउडर के खराब होने या रासायनिक गुणवत्ता से कोई सीधा संबंध नहीं है।

अतः विकल्प 4 (बल्क घनत्व) सही उत्तर है।

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ICAR PG Dairy Science 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Sufficient head space must be allowed during filling of evaporated milk in cans to:

कैन में वाष्पीकृत दूध (इवेपोरेटेड मिल्क) भरते समय पर्याप्त हेड स्पेस छोड़ना क्यों आवश्यक है?

avoid coagulation of curd दही के जमने से बचना allow for expansion and to prevent opening of seams प्रसार की अनुमति देना और सीम को खुलने से रोकना prevent germination of spores बीजाणुओं के अंकुरण को रोकना avoid sedimentation अवसादन से बचना

During commercial in-container retort sterilization of evaporated milk cans ($115\text{ to }118^\circ\text{C}$ for $15\text{ to }20\text{ minutes}$), both the liquid milk and the enclosed gases undergo thermal expansion. Adequate headspace ($6\text{ to }8\text{ mm}$) provides expansion volume, preventing excessive internal hydrostatic pressure buildup that could rupture or buckle the double-seams of the cans, leading to leaker spoilage.

Option analysis:

Avoid coagulation of curd: Prevented by adding mineral stabilizing salts (disodium phosphate/citrate), not by headspace.
Allow for expansion and to prevent opening of seams: Correct. Headspace accommodates thermal liquid expansion and protects hermetic seam integrity.
Prevent germination of spores: Controlled by retort thermal lethality ($F_0$ value).
Avoid sedimentation: Controlled by pre-heating, homogenization, and appropriate viscosity balance.

वाष्पीकृत दूध के डिब्बाबंद निर्जमीकरण (रिटॉर्टिंग) के दौरान उच्च तापमान ($115-118^\circ\text{C}$) के कारण दूध में तापीय प्रसार होता है। यदि डिब्बे में पर्याप्त खाली स्थान (हेड स्पेस) न छोड़ा जाए, तो अत्यधिक आंतरिक दबाव के कारण डिब्बे के जोड़ (सीम) खुल सकते हैं या फट सकते हैं।

विकल्प विश्लेषण:

दही के जमने से बचना: यह स्टेबलाइजिंग लवणों द्वारा रोका जाता है।
प्रसार की अनुमति देना और सीम को खुलने से रोकना: सही। यह तापीय प्रसार को समायोजित करता है और कैन की सीलिंग को सुरक्षित रखता है।
बीजाणुओं के अंकुरण को रोकना: यह ऊष्मा उपचार की प्रभावशीलता से नियंत्रित होता है।
अवसादन से बचना: यह समरूपीकरण और चिपचिपापन से नियंत्रित होता है।

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ICAR PG Dairy Science 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In freshly made milk powder, lactose is non-crystalline and exists in the same equilibrium mixture of alpha- and beta-lactose as existed in milk prior to drying, which is

ताजा बने दुग्ध चूर्ण में, लैक्टोज गैर-क्रिस्टलीय होता है और अल्फा- और बीटा-लैक्टोज के उसी साम्यावस्था मिश्रण में मौजूद होता है जैसा कि सुखाने से पहले दूध में मौजूद था, जो कि है:

$1.0 : 1.68$ $1.0: 1.68$ $1.0 : 2.2$ $1.0: 2.2$ $2.2 : 1.0$ $2.2: 1.0$ $1.0 : 1.42$ $1.0: 1.42$

In liquid milk at room temperature ($20^\circ\text{C}$), mutarotation equilibrium yields approximately $37.3\%\text{ }\alpha$-lactose and $62.7\%\text{ }\beta$-lactose. The ratio of $\alpha$-lactose to $\beta$-lactose is $37.3 / 62.7 = 1.0 : 1.68$. In conventional spray drying, water removal is so rapid (droplets dry in milliseconds) that lactose molecules cannot orient themselves into an organized crystal lattice. Consequently, lactose solidifies into an amorphous, metastable glassy state ('lactose glass'), precisely capturing and freezing the pre-existing liquid equilibrium ratio of $1.0 : 1.68$.

Option analysis:

$1.0 : 1.68$: Correct. Ratio of $\alpha$- to $\beta$-lactose at room temperature ($37.3\% : 62.7\%$).
$1.0 : 2.2$: Incorrect.
$2.2 : 1.0$: Incorrect.
$1.0 : 1.42$: Incorrect.

सामान्य तापमान ($20^\circ\text{C}$) पर तरल दूध में लैक्टोज का म्यूटाघूर्णन साम्यावस्था पर लगभग $37.3\%\text{ }\alpha$-लैक्टोज और $62.7\%\text{ }\beta$-लैक्टोज का अनुपात होता है, अर्थात $\alpha : \beta$ अनुपात $1.0 : 1.68$ होता है। स्प्रे सुखाने के दौरान जल इतनी तेजी से वाष्पीकृत होता है कि लैक्टोज क्रिस्टलीकृत नहीं हो पाता और अनाकार (अमोर्फस ग्लास) रूप में जम जाता है, जिससे सुखाने से पहले का $1.0 : 1.68$ साम्यावस्था अनुपात ज्यों का त्यों बना रहता है।

विकल्प विश्लेषण: