молоко лекции. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности
 Скачать 437 Kb.
|
|
Мороженое – пищевой продукт, полученный путём сбивания молока и фруктово-ягодных смесей, сахаром, вкусовыми и ароматическими веществами, стабилизаторами. В зависимости от состава и применяемого сырья мороженое разделяют на: - молочное, сливочное, пломбир (на основе молочных смесей без наполнителей или с наполнителями) - плодово-ягодное (на натуральной основе: соки, джем, варенье) - ароматическое (на основе сахарного сиропа с добавлением ароматических веществ и красителей) - любительское (с ксилитом и сорбитом, мёдом)
Титруемая кислотность молочной основы не более 20 ºТ, у ароматического и плодово-ягодного – не более 70 ºТ. Калорийность продукта 1кг – 1500 ккал (в пломбире 2500 ккал).
Приготовление смеси состоит из следующих этапов: приёмка и подготовка – составление смеси – фильтрация – пастеризация – гомогенизация. Выработка включает: фризирование – фасование – предварительная закалка – дозакаливание – хранение и реализация. Сырьё: молочные продукты, сливки, сгущенное молоко, масло, сухое молоко, сахар, крахмальная патока, глюкоза, глюкозо-галактозный сироп – понижает температуру замерзания мороженого, препятствует образованию крупи. Кристаллизация льда – нежная однородная консистенция, стабилизаторы – коллоидные гидрофильные вещества, связывают свободную воду, повышают вязкость смеси – предотвращает образование крупи, кристаллизацию льда – нежная однородная консиситенция, снижение поверхностного натяжения – стабилизация пенных пузырьков – желатин, агар, агароид, альганат натрия, казеинат натрия, крахмал, пшеничная мука. Вкусо-ароматические добавки: ванилин, ядра орехов, какао-порошок и кофе, плоды, ягоды, изюм. Все входящие компоненты должны быть подготовлены – жидкие фильтруют, сыпучие – просеивают, сухое молоко тщательно перемешивают с сахаром 2:1 и растворяют в необходимом количестве тёплого молока. Поверхность сливочного масла освобождают от пергамента, зачищают, разрезают при помощи маслорезок и расплавливают – температура плавления не выше 50 ºС, чтобы жир не вытапливался. Плоды, ягоды чистят, тщательно моют. Соответствующим образом подготавливают стабилизаторы. Желатин выдерживают в холодной воде в течение 30 мин, нагревают до температуры 55-65 ºС для полного растворения, фильтруют и добавляют в смесь 0,5-0,9%. Агар, агароид натрия, альгинат натрия по желирующей способности превосходят желатин, готовят в виде 10% раствора и добавляют в смесь в количестве 0,3-0,7%. Крахмал, казеинат натрия добавляют в сухом виде при температуре 35-40 ºС – 1% для сливочного мороженого, 0,5% - для пломбира и фруктового. Составляют смесь в количествах согласно рецептуры: баланс по сухим веществам и по количеству всех компонентов. Смесь приготовляют в ваннах, имеющих тепловую рубашку и мешалку. Жидкие компоненты подогревают до 35-40 ºС – для наиболее полного растворения сухих компонентов при постоянном перемешивании. Добавляют сгущенные продукты и сливочное масло, сухие продукты. В последнюю очередь добавляют стабилизаторы, фильтруют через цилиндрические фильтры, далее смесь пастеризуют, повышают содержание сухих веществ и вязкость. Для защиты от м/о необходимы более жёсткие условия 68-70 ºС 30 мин или 75-77 ºС 20 мин, 85-90 ºС 20-25 сек, далее проводят ещё одну фильтрацию. Смесь на молочной основе гомогенизируют для равномерной консистенции: мелкие жировые шарики быстрее реагируют на дальнейшее охлаждение, что способствует большей сбитости мороженого. Гомогенизируют при температуре более 50 ºС, под давлением 12,5-15МПа, сливочное мороженое – при 10-12 МПа, пломбир – 7,5-9 МПа. Гомогенизированную смесь быстро охлаждают до температуры 0-6 ºС и направляют в изолированные ёмкости для созревания на 4-24 часа. В конце созревания добавляют ароматические вещества – ванилин, эссенция. Фризирование – замораживание и сбивание. Эта стадия является основной – смесь в кремообразном состоянии замораживается и увеличивается в объёме за счёт поглощения воздуха. Цилиндр – двустенный аппарат, внутри находится шнек, во внутреннюю часть помещают смесь, а в рубашку хладоагент: жидкий аммиак или фреон с температурой минус 140 ºС. Специальным насосом нагнетается воздух. Вследствие перемешивания воздух равномерно распределяется со смесью. При соприкосновении с холодной смесью и стенками слой замерзает, его режут. Затем смесь вытесняется из цилиндра. Консистенция мороженого – от размеров кристаллов льда – не более 100мкм. В охлаждённой смеси перед фризированием 30-50% воды в свободном виде, она замораживается при фризировании. Замораживается 30-60% воды, объём смеси увеличивается в 1,5-2 раза, консистенция если глазурь намерзает снежистая, температура на выходе минус 4-6 ºС, затем мороженое поступает в бункер фасовочного автомата, после фасовки – на закаливание во избежание оттаивания воды – могут быть кристаллы льда, охлаждают циркулирующим воздухом 30 ºС, в течение 35-45 мин, температура мороженого минус 12-18 ºС, вымораживается 7,5-8,5 % от общего количества воды. Полная кристаллизация воды невозможна из-за концентрации сахара, глицерида молочного жира. В твёрдом состоянии закалённое мороженое помещают в коробки и направляют в камеры дозакаливания и хранения при температуре от минус 18 до минус 30 ºС в течение 1-6 месяцев. Эскимо производят по общей технологической схеме до фасовки. Отфризированную смесь помещают на эскимогенератор сундучного типа, в нём циркулирует холодный рассол CaCl2. Дозируется в формы на шарообразной карусели. Затем в продукт втыкают палочки, далее эскимо попадает в зону закаливания с температурой рассола минус 40 ºС, далее продукт направляют в зону оттаивания, где температура 30-35 ºС. Оно легко извлекается из формы и подаётся в глазировочные ёмкости (глазурь имеет температуру 35-38 ºС, но не выше 40 ºС, так как глазурь может расслоиться). Мороженое с температурой минус 12-14 ºС помещают в глазуировочную камеру, где оно соприкасается с жидкой глазурью – слой глазури легко окисляется, остатки стекают, далее – на завёрточный автомат и дальнейшее закаливание в камеру – скороморозильный аппарат. Молочные консервы Теоретические основы и принципы консервирования молока Консервирование направлено на уничтожение м/о и инактивирование ферментов, т.е. создаются условия, т.е. создаются условия при которых не возможно развитие бактерий. Продукты могут храниться длительное время, не меняя своих свойств. В основе механизмов консервирования продуктов лежит 4 принципа: - биоз - анабиоз - ценоанабиоз - абиоз Биоз – метод консервирования, основанный на естественном иммунитете живых организмов сопротивляться воздействию м/о. Не для длительного хранения. Соответствует бактерицидной фазе. Анабиоз – основан на подавлении бактерицидных процессов химическими и физическими средствами. К химическим средствам относятся – понижение рН среды (ацидоанабиоз); отсутствие кислорода, хранение сред в газовых средах. К физическим средствам относят – воздействие пониженной температуры (психроанабиоз), замораживание (криоанабиоз), высушивание (ксероанабиоз) – удаление части воды и доведение её до минимального уровня, при которых не могут идти микробиологические процессы; концентрирование путём повышения осмотического давления (осмоанабиоз) – выпаривают влагу и повышают осмотическое давление путём добавления осмотических активных веществ (сахароза), идёт плазмолиз бактериальных клеток. Ценоанабиоз – естественная микрофлора заменяется другой, более полезной и создаются условия для её развития – производство кисломолочной продуктов. Абиоз – полное прекращение процессов в сырье и готовом продукте стерилизации. Общая технологическая схема производства молочных консервов – приёмка и подготовка сырья – очистка и охлаждение – нормализация – пастеризация – сгущение. Применяют цельное или обезжиренное молоко кислотностью не выше 20 ºТ, не ниже 2-го сорта, можно использовать пахту, полученную методом преобразования высокожирных сливок и методом взбивания. Определяют термоустойчивость молока по алкогольной пробе. Подготовка как и у всех молочных продуктов. Нормализация – регулируют содержание сухих веществ и жира (СОМО) до значения, соответствующего стандарту. При сгущении в молоке сохраняют такое же соотношение между составными частями, что и в смеси, подготовленной к сгущению. Ж продукта / Ж смеси = СМО продукта / СМО смеси = СОМО продукта / СОМО смеси Ж смеси /СОМО смеси = Ж продукта / СОМО продукта = О продукта При нормализации добиваются равенства этих соотношений Ж смеси / СОМО смеси < (Ж продукта / СОМО продукта) + сливки Ж смеси / СОМО смеси > (Ж продукта / СОМО продукта) + обезжиренное молоко Ж смеси / СОМО смеси = Ж продукта / СОМО продукта М + Сливки = Смесь М Жм + Сл Жсл = См Жсм Пастеризация снижает разность температуры молока, поступившего в вакуумный аппарат и температуру кипения при сгущении. Молоко мгновенно закипает и интенсивно перемешивается, используя местный перегрев и накипание молоко на греющих поверхностях. Пастеризацию проводят при температуре 75-80ºС с выдержкой 15-20 секунд или при температуре 90-105 ºС без выдержки. Охлаждают до температуры 70-75 ºС с целью использования денатурированных сывороточных белков. Далее молоко идёт для сгущения в вакуум-аппарат, где кипит при температуре 60 ºС. Физические свойства молока изменяются при этом в наименьшей степени. Выпарные установки используют плёночного и циркуляционного типа. Циркуляционный аппарат, сепаратор (пароотделитель)-колоризатор состоит из кипятильных трубок, разделённых на 2 части для сгущения молока. Молоко с температурой 70-75 ºС идёт в нижнюю часть, вскипает и идёт в сборники над верхней трубкой и поступает в сепаратор. Капельки молока идут к стенкам и стекают на дно сепаратора, затем по трубке – во вторую часть калоризатора. Если степень сгущения молока большая, то оно кипит заново и цикл повторяется. Пар конденсируется и удаляется. Технология сухих молочных продуктов Сухое цельное молоко, сухое обезжиренное молоко, сухая пахта, сухие сливки. Два способа высушивания - распылительный способ - плёночный или контактный Распылительный способ – сушильный агент – горячий воздух с температурой 140-150 ºС, который при встрече с распыляемым молоком отдаёт часть тепла. Молоко подаётся в вертикальную часть сушилки через диски с высокой скоростью вращения или через форсунки с высоким давлением. Внизу высушенное молоко собирается и выгружается через циклоны (для очистки). Растворимость 97%. Плёночный способ – Сгущаемое молоко разливают на поверхность барабанов, внутри которых находится перегретый пар, температура на поверхности 135-140 ºС. Сухой порошок идёт на мельницу, где измельчается до однородной структуры. Растворимость не превышает 80%. Сухое цельное молоко должно содержать не менее 25% жира и не более 4% влаги при герметичной упаковке и не более 7% при негерметичной упаковке. Сгущение ведут до концентрации, при которой не утрачиывается текучесть – около 43-48%. Далее эту смесь гомогенизируют для равномерного распределения жира. Сгущенный продукт собирают и передают на сушку. Молоко, сгущенное с сахаром Сахар добавляют 16-18% от нормализованной смеси в виде сахарного сиропа. Готовят в специальных котлах с концентрацией сахара 70-75%. Вводят со второй половиной молока, предназначенного для сгущения до плотности 1,28 – 1,30 г/см3 при 50 ºС. Это соответствует содержанию сухих веществ 73,8 – 74%. Далее продукт идёт на охлаждение в ёмкости – кристаллизаторы до температуры 30-35ºС. Добавляют затравку – мелкокристаллический порошок лактозы 0,02%. Выдерживают 2,5-3 ч и направляют на фасовку. Физико-химические показатели сгущённого с сахаром: Влага не более 26,5% Сахар не менее 43,5% Сухих веществ молока не менее 28,5% Массовая доля жира не менее 8,5% Технология ферментированных продуктов Бактериальные препараты и закваски как основа видообразования ферментированных молочных продуктов Существует целый ряд молочных продуктов, технология которых предусматривает культивирование определённых м/о. Во время своего развития м/о выделяют ферменты, которые воздействуют на составные части молока и вызывают их биохимические изменения. Эти изменения продолжаются и после лизиса клеток, так как освобождаются внутриклеточные ферменты и также продукты подвергшиеся ферментному воздействию называется ферментированными молочными продуктами. При их производстве используется специально подобранные и выращенные в стерильных условиях чистые культуры бактерий. Из чистых культур на специальных биофабриках изготавливают бактериальных препараты и закваски. Закваски и препараты могут быть - моновидные, но чаще поливидовые (несколько штук м/о) чистые культуры специально селекционных по ряду полезных технологических и биохимических свойств в зависимости от концентрации клеток, выпускают бактериальные концентраты и закваски, они бывают жидкие, содержат около 106-107 клеток в 1 мл. Их недостаток – они имеют ограниченный срок годности от 0ºС до 6 ºС до 10 суток, при комнатной температуре не более 5 суток. Сухие закваски 107-108 клеток МКБ в 1 г. Срок хранения при температуре от 0 до 6 ºС до 4 месяцев. В виде сухих заквасок поставляют обычно моновидовые культуры, бакконцентраты есть сухие и жидкие, содержание бактериальных клеток в них достигает 1011 клеток в 1 г. Они имеют большое преимущество. Их недостаток – после активации может нарушаться соотношение между м/о, которые входят в состав бакконцентратов. Бакконцентраты поступают на предприятие обычно в пенициллиновых флаконах или в 2-х слойных пакетах. Требования, предъявляемые к штаммам МКБ, входящим в состав заквасок - штамм должен иметь высокую энергию кислотообразования, при низкой энергии кислотообразования создаются условия для развития нежелательной микрофлоры и будет затягиваться технологический процесс - м/о должны давать чистый вкус и запах, даже при совместном культивировании - должны образовывать сгусток с нормальной консистенцией, характерный для данного вида бактерий - ароматобразующие бактерии должны создавать в среде аромат на основе ароматических веществ (эфиры, спирты) - штаммы не должны обладать антагонистической активностью по отношению друг к другу - они не должны быть чувствительны к действию антибиотиков - штаммы МКБ должны нормально развиваться в молоке всех периодов года (важно в период весеннего несквашивания молока) Для того, чтобы повысить активность заквасок в этот период используют препарат Антибакт-Углич – это среда, содержащая низкомолекулярные пептиды. - при подборе штаммов следует учитывать особенности технологического процесса конкретного продукта. Если творог, то сгусток должен хорошо отделять сыворотку, сметана. У сметаны сгусток должен быть вязкий, удерживать сыворотку. - для производства сыра нужно, чтобы м/о обладали протеолитической активностью. Технология приготовления бактериальных заквасок в производственных условиях Из сухих и жидких заквасок и бактериальных препаратов на предприятии готовят закваски. Технологический процесс состоит из операций. - отбор и подготовка молока для приготовления заквасок - тепловая обработка молока и охлаждение до температуры заквашивания - внесение молочнокислых культур (заквашивание) - сквашивание молока - охлаждение закваски и контроль годности для её использования. Требования к молоку Для заквасок отбирают молоко высокого качества. Их готовят или на цельном или на обезжиренном молоке, предварительно молоко очищают на сепараторах, сначала обрабатывают молоко, предназначенное для заквасок, а затем всё остальное. Тепловая обработка должна быть тщательной для уничтожения всей микрофлоры молока, для этого его стерилизуют при 120ºС 15 мин или кипятят 30 минут или пастеризуют при 95 ºС 1 час. Эти операции производят в резервуарах с двойной рубашкой, т.е. нагрев и охлаждение в одном сосуде. Сначала молоко нагревают, затем в рубашку пускают холодную воду и охлаждают молоко до температуры заквашивания. Для каждой закваски существует своя температура: мезофильные бактерии – 35-40 ºС, термофильные 40-45 ºС. Затем в охлаждённое молоко вводят сухой или жидкий бактериальный препарат в стерильных условиях. Флакон обрабатывают спиртом или обжигают, затем берут одну порцию бактериального препарата (1 часть), растворяют в небольшом количестве молока (1-1,5 л) и в жидком виде вводят в резервуар с молоком, перемешивают в течение 5 минут, оставляют в покое, затем снова перемешивают для равномерного распределения бактерий и оставляют в покое до образования сгустка. После его образования проводят контроль, т.е. делают препарат. Также делают посев на кишечную палочку, коли-титр закваски должен быть 10 мл и выше. Затем закваску охлаждают до температуры 4-6 ºС и хранят не более 24 часов до пересадки. Методы, применяемые для ферментированных молочных продуктов В зависимости от вида препарата и заквасок, от технологических условий на предприятии закваски готовят: - трёхпересадочные - метод активации - ускоренным методом - беспересадочно - метод непосредственного внесения бакконцентрата в молоко Трёхпересадочный способ используют при приготовлении закваски из чистых моновидовых культур. Берут 1 порцию препарата, в колбу вносят по 0,5л пастеризованного охлаждённого молока и вносят препарат. В первый день из каждой культуры получают первичную закваску, когда закваска готова три колбы убирают, а из одной отбирают закваску. На второй день из неё получают третичную закваску, которая идёт в производство, количество вносимой закваски – 5% от объёма молока. На третий день берут вторую, готовят также третичную закваску, на 4-й день из неё получают вторичную закваску, на 5-й день из неё получают производственную закваску. Партии заквасок отличаются тем, что в неё входят одни виды, но разные штаммы (для предотвращения развития бактериофага). Метод активации – берут бактериальный препарат, 1 порцию вносят в 1 л молока при оптимальной температуре выдерживают 2-3 часа, кислотность повышается до 35-45 ºТ. Этот препарат в количестве 5% вносят в приготовленное молоко. В этом случае сгусток получается в течение 5-7 часов. Ускоренный метод – из бакконцентратов готовят ускоренным и беспересадочным, чаще всего для поливидовых заквасок. Молоко готовят, пастеризуют, охлаждают и вносят препарат в небольшом количестве (1 порция на 300 л молока), перемешивают и получают закваску беспересадочным способом, здесь удлиняется период сквашивания до 12-15 часов. Метод непосредственного внесения бакконцентрата в молоко используют для импортных заквасок (производство йогуртов). Для этого вносят бактериальный препарат непосредственно в молоко для получения продукта. Здесь из 1 порции получают 500 л продукта. Концентрация м/о в них очень высокая. Бактериофаг в молочной промышленности и меры борьбы с ним Бактериофаги – вирусы, поражающие бактерии, размеры в 100 раз меньше бактерий, от 0,01 до 0,12 нм. Он проникает в клетки, и она начинает синтезировать составные части фага, затем клетка разрушается и из неё может выйти около 100 фагов. Определённые фаги лизируют определённые штаммы бактерий, т.е. действие строго специфично. Наиболее уязвимы мезофильные стрептококки, ароматобразующие. Менее подвержены термофильные стрептококки и молочнокислые палочки. Основная масса фаговых частиц, которые находятся в сыром молоке разрушается при тепловой обработке, но встречаются фаги, которые могут выдержать температуру до 90 ºС. Они являются причиной нарушения нормального сквашивания. Если в молоке присутствуют фаги, то после заквашивания кислотность сначала нарастает нормально (3 часа), поднимается до 30 ºТ, а затем рост кислотности прекращается, в этом заключается отличие действия бактериофага от действия ингибирующих веществ. Т.е. если ингибирующие вещества присутствуют, то нарастание кислотности не происходит вообще. Если это произошло, делают препарат, если имеется фаг, то будут видны утолщённые вытянутые клетки, может быть лизис, склеивание клеток. Известно, что фаг хорошо развивается в кислой среде (например, молочная сыворотка) и может распространяться воздушнокапельным путём. Меры борьбы: - при проектировании производственных помещений нужно строить заквасочные подальше от цеха по производству кисломолочных продуктов. - рекомендуется мойка оборудования после каждого опорожнения ёмкости - на фаги губительно действуют УФ лучи, т.е. все заквасочные должны быть оборудованы бактерицидными лампами. - на фаги действуют ионы хлора, т.е. мойку оборудования необходимо производить хлорной известью. - необходимо регулярно проводить ротацию заквасок (их смену через 2-4 дня работы). - необходимо использовать в заквасках нечувствительные штаммы к большому количеству бактериофагов. - появлению фагов препятствует непосредственное внесение бактериальных культур в молоко. Основные биотезнологические процессы, протекающие при производстве ферментативных молочных продуктов - сбраживание лактозы - коагуляция казеина (образование сгустка) - синерезис сгустка Сбраживание лактозы – в молоко вводят закваски и создают условия для развития используемых штаммов м/о, т.е. они должны образовывать молочную кислоту. Молочнокислое брожение идёт гомоферментативным путём (через гликолиз). В итоге из 1 молекулы лактозы образуется 4 молекулы молочной кислоты. Максимально возможная теортическая кислотность 580 ºТ. Если идёт гетероферментативное брожение (пентозофосфатный путь), то в результате образуется молочная кислота, а также углекислый газ, уксусная кислота и т.д. Сбраживание лактозы может пойти и по спиртовому пути, этот процесс осуществляют молочные дрожжи В молоке из существующей лактозы теоретически может образоваться 2,2% этилового спирта, реально – меньше (от 0,1 до 0,01), молочная кислота оказывает влияние на коагуляцию казеина. Коагуляция казеина Казеин присутствует в виде казеинкальцийфосфатного комплекса, который находится в молоке в виде мицелл, имеющих отрицательный заряд – каждая мицелла окружена гидратной оболочкой, по мере по мере накопления продуцируемой молочной кислоты из-за её диссациации накапливаются ионы водорода, которые способствуют снижению заряда казеиновых мицелл – молекула теряет гидратную оболочку и достигается равновесие положительных и отрицательных зарядов – изоэлектрическая точка (рН 4,6-4,7), это приводит к тому, что казеин выпадает в осадок. Образуется сгусток, сначала он мягкий и слабый, нежный, его необходимо охладить, при этом происходит физическое созревание продукта. Сгусток уплотняется, т.е между мицеллами образуются связи. Образование молочной кислоты замедляется, так как понижается МКБ. Факторы, влияющие на интенсивность сквашивания молока - состав и свойства молока. Большое влияние оказывает содержание сухих веществ в молоке. Чем их больше, тем больше в молоке витаминов, азотистых веществ и других факторов роста, так как условия развития МКБ будут лучше. - сезонное состояние молока. Весеннее несквашивание молока вызвано тем, что молозеве и стародойном молоке меньше факторов роста и много иммунных тел. Наиболее чувствительны к снижению факторов роста ароматобразующие бактерии. - в составе молока могут присутствовать ингибирующие вещества (антибиотики), которые тормозят развитие МКБ. - развитие бактериофага Технологические факторы - температура пастеризации, чем выше температура пастеризации, тем больше гарантия того, что будут разрушены все ингибирующие вещества. В молоке при высокой температуре пастеризации образуются свободные сульфгидридные группы, они снижают окислительно-восстановительный потенциал среды и способность к высокому развитию МКБ. - температура сквашивания. Для разных м/о – разная температура сквашивания. Так как наиболее наиболее интенсивное развитие происходит при оптимальной температуре развития м/о, входящих в состав заквасок. Например, для ряженки 42-43 ºС, для кефира 20 ºС. Нужно подбирать температуру благоприятную для каждого штамма. - количество и качество закваски. Её количество меньше влияет на интенсивность сквашивания, при увеличении количества закваски большее кислотообразование наблюдается только в первые 2 часа, затем выравнивается. Качество закваски влияет в большей степени. М/о должны быть в активном состоянии, если в технологический процесс направляется неохлаждённая закваска, то процесс сквашивания удлиняется, её закваску охладить то процесс укорачивается. Синерезис сгустка – процесс выделения сыворотки из сгустка, происходит вследствие уплотнения и стягивания нити казеина. При производстве кисломолочных продуктов и сметаны нежелательный процесс, положительный процесс при производстве творога. Факторы, влияющие на процесс синерезиса - температура пастеризации, чем она выше, тем лучше отделяется сыворотка. Чем выше температура пастеризации, тем больше денатурация сывороточных белков. Они обладают большими гидрофильными свойствами по сравнению с казеином. При образовании сгустка они захватываются казеином и сгусток захватывает больше влаги - гомогенизация, происходит дробление жировых шариков. Их суммарная поверхность становится больше, а их поверхность обладает гидрофильными свойствами, вследствие чего количество удерживаемой воды будет больше, т.е синерезис сгустка, полученного из гомогенизированного молока будет меньше. Гомогенизацию не проводят при производстве сыра и творога. - температура подогрева сгустка, чем она больше, тем интенсивнее синерезис. - степень раздробления сгустка, чем мельче раздроблен сгусток, тем интенсивнее отделяется сыворотка, так как площадь поверхности сгустка выше. - кислотность сгустка. Наиболее благоприятная кислотность для синерезиса наблюдается при изоэлектрической точке казеина 4,6-4,7 рН. - свойства применяемых культур. Некоторые штаммы дают плотный колющийся сгусток, хорошо отделяющий сыворотку (Lactococcus lactis), некоторые культуры образуют вязкий сгусток (сливочные лактококки). - массовая доля жира в продукте. Сыворотка лучше выделяется сгустком из обезжиренного молока, так как жировые шарики закупоривают поры для выделения сыворотки. Сущность диетических и лечебнопрофилактических свойств кисломолочных продуктов Кисломолочные продукты являются диетическими. И.И. Мечников изучал образование молочной кислоты, которая подавляет деятельность гнилостных бактерий в кишечнике, предотвращает старение организма. Преждевременное старение часто следствие ядовитых веществ, которые накапливаются гнилостными бактериями, дрожжами рода Candida (могут находиться в кишечнике человека), МКБ выделяют кислоту, выделяют антибиотическое вещество (низин), подавляющие постороннюю микрофлору. Мечников сквашивал молоко болгарской палочкой, получая напиток – мечниковскую простоквашу, но позднее было установлено, что болгарская палочка плохо уживается в кишечнике, поэтому продукт стали готовить Lactobacillusacidophilus. Они способны выделять антибиотическое вещество, позже были выделены бифидобактерии (выделены из фикаликалий грудных детей). В микрофлоре грудных детей содержание бифидобактерий достигает 90%, у взрослых – 70%. Эти бактерии повышают иммунитет, они хорошо приживаются в кишечнике и оказывают фунгицидное действие на дрожжи рода Candida, поэтому продукты с ними относятся к лечебнопрофилактическим. Классификация кисломолочных напитков - по видам МКБ, используемых в составе молочных заквасок 1. молочнокислые напитки, вырабатываемые с использованиеммезофильных МКБ (простокваша с Lactococcuslactis), в последнее время практически не производятся, в связи с медленным развитием бактерий в молоке. 2 . кисломолочные напитки с использованием термофильных МКБ – варенец, ряженка, йогурт, ацидофильные напитки. 3. напитки смешанного типа брожения (молочнокислого и спиртового): кефир, айран, кумыс. 4. напитки, вырабатываемые с использованием бифидобактерий: бифидок, биомакс, здоровье. - по содержанию жира 1. нежирные – из обезжиренного молока 2. маложирные – до 2,5% 3. жирные – свыше 2,5% - по способу термической обработки молока 1. из пастеризованного 2. из топлёного молока Способы приготовления молочнокислых напитков - термостатный способ (наиболее старый, в настоящее время применяется редко). Молоко подготавливают к заквашиванию: вносят закваску в охлаждённое до температуры заквашивания молоко и направляют на розлив в стеклянные бутылки, полимерные пакеты. Тару затем выдерживают в термостате до образования сгустка, затем помещают в холодильник - резервуарный способ. Заквашивание смеси, сквашивание и охлаждение происходит в одной ёмкости с рубашкой, снабжённой мешалкой. Т.е. сквашенную смесь перемешивают, нарушая сгусток, затем в рубашку подают ледяную воду и охлаждают. Преимущества данного способа: – обеспечиваются лучшие условия санитарно-гигиенического плана, так всё происходит в одной ёмкости. - образуется большее количество молочной кислоты – если происходит загрязнение посторонней микрофлорой, то она подавляется; - увеличивается выход продукции с единицы площади производственных помещений в 1,5-2 раза. - возможность автоматизации технологического процесса сквашивания - однородность продукции. Преимущество термостатного способа – получается продукт с более плотной консистенцией. Технологическая схема производства кисломолочных напитков – приёмка молока и оценка качества – очистка – нормализация – пастеризация – гомогенизация – заквашивание При термостатном способе – фасовка и упаковка – сквашивание – охлаждение и созревание – хранение и реализация. При резервуарном способе – сквашивание – охлаждение – фасовка и упаковка – доохлаждение – хранение и реализация. Молоко для кисломолочных напитков должно соответствовать требованиям ГОСТа – не ниже 2-го сорта, кислотность не выше 19ºТ, плотность не ниже 1028 кг/м3, можно применять обезжиренное молоко с плотностью не ниже 1030 кг/м3. Допускается применять пахту от сладкосливочного масла кислотностью не выше 19 ºТ, плотностью 1027 кг/м3. Можно использовать восстановленное молоко, обезжиренное и цельное распылительной сушки, чтобы повысить сухие вещества в молоке, так как при их низком содержании образуется дряблый сгусток, нормализацию проводят по рецептуре – рассчитывают сколько сколько нудно добавить обезжиренного, цельного молока и закваски, вычисляют жирность нормализованной смеси исходя из материального баланса. Н = Мн + З Н = 100% Мн = 100-З Н∙Жн = МнЖнм + З·Жз 100·Жн=(100-З)·Жнм+З·Жз Жнм = (100·Жн - З·Жз)/100 – З Если закваску готовят на обезжиренном молоке Жнм = (100·Жн) / (100-З) Контроль количества сухих веществ проводят по плотности. Для напитков нужно, чтобы сыворотка удерживалась в сгустках, температура пастеризация 90-95 ºС 2-3 мин, если температура 80-90 ºС – 5-10 минут. Тепловую обработку сочетают с гомогенизацией, обычно её проводят при температуре пастеризации, с давлением 15±2,5 МПа. Затем охлаждают смесь до температуре заквашивания и добавляют закваску в количестве 5-10% при перемешивании, затем перемешенную заквашенную смесь 15 минут и оставляют до сквашивания, контролируют сквашивание по кислотности сгустка. В зависимости от продукта время сквашивания варьирует от 3-х до 12 часов. Итоговая кислотность составляет 75-90 ºТ, затем начинают охлаждение. При термостатном способе сквашивание происходит в потребительской таре и охлаждение нужно вести осторожно, чтобы не произошёл синерезис, при резервурном способе охлаждение тоже ведут медленно (1-2 часа) до температуры 8-12 ºС, затем начинают фасовку, фасованный продукт направляют в холодильную камеру, где происходит доохлаждение до 6 ºС. Если при начальном охлаждении продукте замедляется развитие МКБ, то при доохлаждении их развитие полностью прекращается, происходит уплотнение сгустка, повышается вязкость, хорошо развиваются ароматообразующие бактерии и продукт приобретает аромат, затем продукт реализуют. Срок хранения 36 часов. Технология производства ряженки и варенца Они вырабатываются термостатным и резервуарным способами. Различаются по специфическим режимам тепловой обработки, нормализованною смесь подвергают высокотемпературной обработки при 95-99 ºС для ряженки в течение 3-4 часов; для варенца 60±20 минут. Во время выдержки смесь перемешивают каждый час 1-2 раза для предотвращения образования пенок внутри продукта. Смесь сначала нагревают на трубчатой установке и направляют в резервуар для выдержки, иногда пастеризацию заменяют стерилизацией 120 ºС 20 минут для варенца. После выдержки молоко охлаждают до 40-45 ºС и вносят закваску – в её состав входят молочнокислые термофильные стрептококки, для ряженки можно добавить болгарскую палочку в соотношении 4:1. Закваску добавляют в количестве 5% от массы сквашиваемого молока. Сквашивание ведётся 4-5 часов до получения плотного сгустка с кислотностью 65-75 ºТ. Затем начинают охлаждение, вначале без перемешивания в течение 30 минут до часа (так как может выделиться сыворотка) до 10-15 ºС, затем продукт фасуют. Кислотность готового продукта 110 ºТ. Варенец чаще всего выпускают с жирностью 2,5%, ряженка – 1; 2,5; 4%. Вообще в зависимости от массовой доли жира ряженку делят на обезжиренную (0,1%), нежирная (до1%), маложирная (до2,5%), классическая (до 4,5%), жирная (до 7%), высокожирная (до 9,5%). Технология производства йогурта Йогурт – кисломолочный напиток, вырабатываемый из нормализованной смеси с повышенным содержанием сухих обезжиренных веществ молока, путём сквашивания закваской приготовляют на чистых культурах термофильных МКБ, стрептококков и болгарской палочки (1:1), выпускают с добавлением и без добавления ароматообразующих добавок и сахара. Содержание сухих веществ составляет от 12,5 до 25%. В зависимости от массовой доли различают: - молочный нежирный до 0,1% - молочный пониженной жирности от 0,3 до 10% - молочный полужирный до 2,5% - молочный классический до 4,5% - молочный сливочный до 7% - сливочный свыше 10% По стандартам йогурт должен содержать не менее 107 колоний образующих единиц (КОЕ) МКБ в 1 г. Биойогурт содержит не менее 106 КОЕ в 1 г. Срок годности йогурта с живыми культурами не более 14 суток. Технологический процесс производства йогурта Применяемый стабилизатор: желатин, ксантан и т.д. позволяет получать твёрдую структуру сгустка как при термостатном способе. Приёмка молока и других компонентов, их подготовка – нормализация – заквашивание – сквашивание – перемешивание, охлаждение – внесение натуральных и синтетических фруктовых добавок – фасовка – доохлаждение – хранение и реализация. Молоко нормализуют как по жиру, так и по сухим веществам, если йогурт вырабатывают с сахаром, то готовят сахарный сироп. Сахарный песок растворяют в воде с температурой ºС и выдерживают 10-20 минут, затем охлаждают до 25 ºС и оставляют до момента использования. Нормализованную смесь пастеризуют при 90-95 ºС 2 – 5 мин или 80-85 ºС 10-15 мин. Охлаждают до 40-43 ºС, заквашивают 3-5% закваски и оставляют в покое после перемешивания. Если используют стабилизаторы, то их добавляют перед тепловой обработкой. Сквашивание ведут до образования сгустка кислотностью 75-85 ºТ 3-6 часов. После окончания сквашивания в течение 30-60 минут охлаждают ледяной водой без перемешивания, затем 15-30 минут с перемешиванием, после достижения температуры 20-25 ºС в йогурт вносят добавки. Если добавки и красители синтетические, то йогурт называют ароматизированным, затем в течение 20-30 мин перемешивают и фасуют, в камере охлаждают до 0-6 ºС и реализуют. Выпускают и термостатированные йогурты. Их подвергают термической обработке после сквашивания, срок хранения 30 суток и более, так как они почти не содержат м/о. Особенности производства кефира Кефир вырабатывают по общей технологической схеме производства молочнокислых напитков, особенности определяются составом закваски. Она представлена кефирными грибками – симбиотические образования, в состав которых входят мезофильные молочнокислые лактококки (Lactococcuslactissubslactis и lactococcus diacetilatis), молочнокислые палочки – уксуснокислые бактерии и молочные дрожжи. Кефирные грибки поддерживают на предприятии путём пересева в новую порцию обезжиренного молока. В качестве закваски используют сквашенное молоко, отделённое от кефирных грибков. Кефир относится к продуктам со смешанным типом брожения, так как дрожжи сбраживают лактозу с помощью спиртового брожения и молочнокислого брожения. Виды кефира: нежирный, 2,5%, 1%, 3,2%, с плодово-ягодными наполнителями. Кефир сквашивают при температуре 20-25 ºС в течение 8-12 часов. Окончание сквашивания определяют по кислотности сгустка (она должна быть от 85 до 100 ºТ). При более высокой температуре сквашивания процесс идёт быстрее , но образующийся сгусток плохо удерживает сыворотку, ухудшаются вкусовые качества кефира. Используют температуру, благоприятную для развития дрожжей, в противном случае они будут вытесняться МКБ. После окончания сквашивания, подаётся холодная вода и ведут охлаждение до 12- 14 ºС при периодическом перемешивании, затем продукт оставляют для биологического созревания, которое длится 8-12 часов. При этой температуре молочнокислые м/о не развиваются, но идёт активное развитие дрожжей, накапливается их биомасса, происходит гидратация белков, что сопровождается повышением плотности сгустка, появляется специфический аромат, затем кефир ещё раз перемешивают и направляют на фасовку, доохлаждают до 0-6 ºС в холодильных камерах и отправляют на реализацию. Кислотность не выше 120 ºТ. Срок хранения 36 часов с момента достижения кефиром температуры 6 ºС. Биотехнология лечебно-профилактических молочнокислых напитков Питание современного человека должно быть функциональным, т.е. продукты, которые мы потребляем должны не только обеспечивать питательными веществами, но и выполнять профилактические функции – снижать заболевания, защищать от неблагоприятных условий окружающей среды. Термин функционального питания был введён нутрициологами в Японии в конце 80-х гг. прошлого века. Под этим понятием понимают продукты питания, которые основаны на веществах природного происхождения и обеспечивают организм не столько энергетическим и пластическим материалом, сколько контролируют и моделируют физиологические функции и биологические реакции, способствуют поддержанию здоровья, понижают риск возникновения заболеваний и ускоряют процесс выздоровления. Эти продукты, в отличие от биологически активных добавок, должны приниматься как часть ежедневного питания. В молочной промышленности ранее к лечебно-профилактическим относили продукты, выработанные с использованием ацидофильной палочки: ацидофильное молоко, ацидофилин. Ацидофильная палочка обладает высокой активностью и пределом кислотообразования. Важным элементом концепции здорового питания населения является использование пробиотиков – препараты и продукты на основе живых м/о из числа представителей нормальной микрофлоры человека и животных. Пробиотики – один из наиболее эффективных и физиологичных путей профилактики нарушения микрофлоры ЖКТ, а также лечения заболеваний, возникающих из-за этого, причём пожжет расстраиваться не только пищевая, но также иммунная и эндокринная системы. Последние 20 лет широко используются продукты с бифидобактериями, которые были выделены в 1962 г. из фикалий грудных детей. В молоке бифидобактерии практически не развиваются. В процессе своей жизнедеятельности, они образуют органические кислоты, которые препятствуют размножению гнилостной, патогенной и газообразующей микрофлоры кишечника. Они также снижают содержание стеринов в крови, понижают уровень канцерогенных соединений, понижают уровень канцерогенных соединений, повышают иммунитет. Они участвуют в синтезе витаминов группы В, К, фолиевой и никотиновой кислот, способствуют лучшему усвоению солей кальция и витамина Р, обладают антисептическим и антиаллергенным свойством. Они хорошо уживаются с лактобактериями и улучшают качество молочных продуктов. У нас в начале 80-х гг прошлого века на биофабрике в Угличе была разработана серия препаратов «Бифилакт А, АД; ДУ». В состав «Бифилакт А» входят микроорганизмы: бифидум, бифидобактерии лонгум, ацидофильная палочка, бифидобактерии бифидум. «Бифилакт Д» содержит бифидобактерии, термофильный стрептококк и ароматобразующие бактерии Lactobacillusdiacetilactis, и при добавлении ацидофильной палочки получается «Бифилакт АД», при добавлении Lactococcus lasctis – Бифилакт-У. Первоначально на их основе были разработаны 2 напитка, с Бифилактом А – Вита, с бифилактом Д – угличиский, на кафедре биотехнологии – Здоровье с концентратом билакт АД, с добавлением вязкого термофильного стрептококка, технологическая схема близка к технологии ряженки, вырабатывается на основе пастеризованного молока, подвергнутого высокотемпературной пастеризации 90-95ºС 2-3 часа, количество добавляемой закваски 5% к массе молока. Соотношение между вязким термофильным стрептококком и бифилакт АД 1:4. Температура заквашивания 36 ºС, образуется наибольшее число бифидобактерий, температура сквашивания от 3 до 7 ºС, сквашивание ведут до кислотности 65 ºТ. Затем продукт охлаждают, срок годности до 5 суток, в 1 г продукта на конец срока годности 106 бифидобактерий; первоначально от 107 до 109. Лечебно-профилактическими считают продукты, которые имеют не менее 106 КОЕ. Технология производства бифидока Специфика производства заключается в том, что в заквашенную смесь вносится сухая биомасса бифидобактерий из расчёта 1 г на 1 тонну молока, т.е. 109-1010 КОЕ и добавляется грибковая закваска. Оптимальная температура для роста бифидобактерий 35-37 ºС, сквашивание ведут при температуре 20-25 ºС. Готовый продукт редко содержит более 104 бифидобактерий в 1 г. Биотехнология сметаны Сметана – кисломолочный продукт, получаемый из нормальных пастеризованных сливок, путём их сквашивания закваской, приготовляемых на чистых культурах молочнокислых кокков и созревание при низких температурах, это чисто русский продукт. Вырабатывается несколько видов сметаны, в основном с массовой долей жира 10, 15, 20, 25%. В 2003 году был утверждён новый ГОСТ, согласно которому она классифицируется в зависимости от жирности: - нежирная 10, 12, 14% - маложирная 15, 17, 19% - классическая 20, 22, 25% до 34% - жирная 35, 38% - высокожирная 50-58% Наиболее распространена сметана с массовой долей 15-20%. Она должна иметь однородную, в меру густую консистенцию без крупинок жира и белка. Для сметаны менее 25% жирности консистенция допускается недостаточно густая, т.е. вязкая. Вкус и запах чистый кисломолочный с выраженным привкусом и ароматом пастеризации, кислотность 65-110 ºТ. 2 технологические схемы производства - с гомогенизацией сливок - без гомогенизацией сливок, т.е. созревание до заквашивания. Технологическая схема производства сметаны Приёмка молока – сепарирование молока и получение сливок – нормализация сливок – пастеризация сливок - С гомогенизацией – гомогенизация – охлаждение до температуры заквашивания – заквашивание С созреванием сливок – охлаждение до 2-6 ºС – созревание – подогрев до температуры заквашивания - сквашивание – охлаждение – фасовка – доохлаждение и созревание – хранение и реализация. Требования к молоку такие же как и для производства кисломолочных напитков. Используют натуральные сливки с кислотностью плазмы от 15 до 26 ºТ К плазмы = (100 ·Ксл)/(100 – Жсл) Нормализация сливок проводилась с учётом добавления закваски, повышенное содержание жира оказывает защитное действие на м/о, повышая их термостойкость, поэтому тепловую обработку ведут при более высокой температуре 80-85 ºС до 10 минут (в зависимости от жирности) – уничтожаются посторонние м/о, улудшается качество продукта, так как повышается денатурация сывороточных белков, обладающих более высокими гидрофильными свойствами по сравнению с казеином. Технология производства сметаны с гомогенизацией Сливки гомогенизируют с целью предотвращения отстоя жира, Чем больше жирность сливок, тем меньше давление гомогенизации; для сливок массовой долей 10-15% давление гомогенизации 10-12 МПа; для 20%-х – 9-10МПа; для 25%-х 7-8 МПа. Гомогенизацию проводят при температуре пастеризации в потоке и затем охлаждают до температуры заквашивания. |