Кисломолочные продукты, исследование йогурта

Эффективность гомогенизации  молока определяется рабочим давлением, температурой и кислотностью молока. Увеличение давления гомогенизации приводит к уменьшению среднего диаметра и диапазона распределения по размерам жировых шариков молока. Понижение температуры приведёт к повышению вязкости молока и, как следствие, к образованию скоплений молочного жира и их отстаиванию. При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации, так как уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирование жировых шариков [13, c. 87].

Во многом определяют качество готового продукта активность и чистота заквасок [11, c. 277].

Для получения диетических  продуктов используют закваски, состоящие из молочнокислого стрептококка, а также молочнокислых палочек и дрожжей. Соотношение этих видов в закваске обусловливает вкусовые особенности, характер сгустка и другие свойства продукта [3, с. 195].

Перед использованием закваски проверяют ее органолептические  показатели. Доброкачественная закваска должна достаточно быстро сквашивать молоко, иметь чистый вкус и запах [11, c. 277].

Для получения диетических  продуктов используют закваски, состоящие из молочнокислого стрептококка, а также молочнокислых палочек и дрожжей.

Если молоко сквашено на одной культуре молочнокислых бактерий, готовый продукт имеет несколько  обедненный вкус и аромат.

Многолетними наблюдениями установлено, что наиболее яркий  вкусовой букет имеют кисломолочные продукты, получаемые самопроизвольным сквашиваемого доброкачественного молока, когда в составе микрофлоры встречается большое разнообразие видов молочнокислых бактерий.

В лабораториях молочных заводов, стремясь приблизить биохимию бродильных процессов к естественному сквашиванию, применяют для обогащения вкуса кисломолочных продуктов комбинированные закваски из двух или более видов молочнокислых бактерий.

Для получения комбинированной  закваски каждый вид бактерий выращивают в молоке раздельно, а затем полученные закваски смешивают в определенной пропорции для получения желаемого букета вкуса у готового продукта [3, с. 195].

Чтобы получить продукт с плотной однородной консистенцией необходимо поддерживать температуру сквашивания, оптимальную для данного продукта. Продолжительность сквашивания молока зависит от вида получаемой кисломолочной продукции и колеблется в пределax от 4 до 16 ч. Окончание сквашивания определяют по характеру сгустка и по кислотности, которая должна быть немного ниже кислотности готового продукта [11, c. 278]. Однако на этом этапе производства возможно появление кислого вкуса, который возникает при повышенной кислотности в результате нарушения температурного режима сквашивания. Также вкус может быть пресным, недостаточно выраженным как результат использования не только малоактивной закваски, но и применения пониженной температуры сквашивания [3, с. 204].

Проведенные ранее научно-исследовательские  работы, имевшие целью улучшение  консистенции кисломолочных напитков, вырабатываемых резервуарным способом, связаны с обогащением белкового состава исходного молока, подбором заквасок, обладающих загущающими свойствами, применением специальных режимов технологической обработки. Эти факторы оказывают большое влияние на консистенцию кисломолочных напитков, но не всегда достаточно эффективны в случае значительных механических нагрузок, возникающих при производстве, транспортировании, а также при более длительном хранении [14].

При изготовлении различных  видов йогуртов к молочной основе принято добавлять различные виды стабилизаторов, как каррагенин, желатин, пектин, крахмал и др. Наибольшее распространение в молочной промышленности получили модифицированный крахмал, а также пектин, используемый как самостоятельно, так и в сочетании с другими стабилизаторами. Модифицированные крахмалы - это «пищевые крахмалы, у которых одна или более начальных характеристик изменены путём обработки в соответствии с практикой производства пищевых продуктов в одном из физических, химических, биохимических или комбинированных процессов» (ВОЗ). Данных о воздействии на организм этих соединений в литературе практически нет, так они являются новой группой пищевых добавок и в России Е1412, Е1422, Е1442 (не ген модифицированные) не запрещены [15].

 Основная цель их  добавления — улучшение и сохранение реологических характеристик — структуры и консистенции, вязкости, внешнего вида и вкуса продукта. Так как в процессе производства йогурта сгусток часто подвергается механическому воздействию, вследствие чего он становится рыхлым и менее вязким, в процессе хранения продукта может наблюдаться отделение сыворотки. Внесение стабилизаторов, в первую очередь, направлено на устранение именно этих недостатков [16].

Процессы охлаждения и  созревания также являются важными  факторами, влияющими на качество готового продукта. За время их протекания происходит набухание белков молока, что ведет к образованию более плотного сгустка, ослабевает или полностью прекращается молочнокислый процесс.

Быстрое охлаждение диетических  продуктов после сквашивания  необходимо для торможения развития молочнокислых бактерий, которое практически прекращается при температуре 10 ⁰С и ниже, а также для приостановки накопления молочной кислоты.

Под термином “созревание” понимают улучшение потребительских свойств продукта в процессе выдержки его в определенных температурных условиях. Созревание может носить биохимический характер, в этом случае оно сопровождается развитием определенной микрофлоры и накоплением некоторых химических соединений, усиливающих вкус и аромат продуктов. Такого рода созревание особенно необходимо для кефира и ацидофильно-дрожжевого молока; оно протекает при температуре 10—17 ⁰С в течение 6—12 ч. При созревании создаются условия для накопления продуктов обмена медленнее развивающейся микрофлоры — дрожжей, уксуснокислых и ароматобразующих бактерий.

Кисломолочные продукты обладают первичным ароматом, который обусловлен веществами, содержащимися в молоке. В период созревания накапливаются вещества, типичные для данного вида брожения, они сообщают кисломолочным продуктам специфический вкусовой букет [3, c. 197].

Непосредственное влияние  на качество продуктов оказывают  техническое переоснащение молокоперерабатывающих предприятий и совершенствование технологических процессов. Знание производства конкретной продукции и чёткое соблюдение технологических параметров позволяют направленно регулировать качество [17].

Безопасность продукта определяется отсутствием патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, а также минимальным количеством возбудителей порчи. Наибольшую опасность представляют сальмонеллы, патогенные стафилококки, листерии и энтеропатогенные бактерии группы кишечных палочек [18, c. 118].

Без добросовестной санитарной обработки (мойки и дезинфекции) оборудования на молочном предприятии происходит накопление патогенной микрофлоры, снижается стойкость молока и, как следствие, возникают пороки молочных продуктов. Некачественная мойка способствует накоплению на оборудовании фагов, которые могут снижать активность молочнокислых заквасок и бактериальных концентратов, используемых при производстве кисломолочных продуктов [19].

Поскольку в данной дипломной  работе особое внимание уделяется йогурту, то целесообразным было бы представить общую схему производства йогуртов и факторы, формирующие качество.

Йогурт — особый вид простокваши с повышенным содержанием сухих веществ (16—22 %), сквашенный чистыми культурами термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки с добавлением или без добавления различных пищевкусовых продуктов, ароматизаторов и пищевых добавок. Так как йогурт является разновидностью простокваши и отличается только повышенным содержанием сухих веществ, то схема производства аналогична схеме производства простокваш.

Простокваша — это продукт, получаемый в результате только молочнокислого брожения. Она имеет достаточно плотный, однородный сгусток и кисломолочный вкус, обусловленный накоплением молочной кислоты [6, с. 27].

Получают простоквашу  из коровьего молока пастеризованного, стерилизованного путем сквашивания его чистыми культурами молочнокислых стрептококков и болгарской палочки в соотношении 4:1 [20, с. 245].

Для производства используется молоко не ниже второго сорта, с кислотностью не более 19 Т⁰ [21, c. 6], по редуктазной пробе — не ниже первого класса и по механической загрязненности — не ниже первой группы. Если будет использоваться молоко плотностью менее 1,027 г/см³, то полученный продукт может иметь жидкую консистенцию с отстоем сыворотки.

Молоко также должно отвечать требованиям по органолептическим свойствам, поскольку посторонние и несвойственные привкусы и запахи передаются готовому продукту из исходного молока.

Может быть использовано частично или полностью восстановленное  молоко из цельного молока распылительной сушки высокой растворимости.

Для большинства йогуртов содержание жира должно быть не менее 6 %. Расчет потребного для нормализации обезжиренного молока или сливок ведут по формулам материального  баланса если нормализация осуществляется путем смешивания цельного молока с обезжиренным или со сливками [22, c. 310].

Для приготовления простокваш молоко пастеризуют в течение 5—10 мин при температуре 85—87 или 2—3 мин при 90—92 ⁰С. Уничтожается патогенная микрофлора, в наибольшей степени денатурируются сывороточные белки. Они при сквашивании коагулируют вместе с казеином, образуя прочный сгусток, способный задержать отделение сыворотки. 

Тепловую обработку молока сочетают с гомогенизацией. Гомогенизация при температуре не ниже 55 ⁰С и давлении 17,5 МПа улучшает консистенцию и предупреждает отделение сыворотки [12, c. 314]. Затем молоко охлаждают до температуры сквашивания (37—45 ⁰С), вносят бактериальную закваску. Для приготовления заквасок применяются следующие культуры: молочный стрептококк, болгарская палочка, ацидофильная палочка [20, с. 275].

В качестве основной закваски при выработки всех видов простокваш применяют молочнокислый стрептококк, при развитии которого получается продукт  с невысокой кислотностью (не более 110 Т⁰), нежным кисломолочным вкусом и однородным без газообразования сгустком. Молочнокислый стрептококк — активный кислотообразователь в начале процесса сквашивания, но по мере нарастания кислотности наблюдается снижение количества клеток и темпы кислотообразования замедляются. Чтобы ускорить процесс сквашивания, для большинства простокваш в закваску в качестве дополнительной культуры вводят молочнокислые палочки, у которых верхний предел кислотообразования намного выше [3, c. 198].

Доброкачественная закваска должна достаточно быстро сквашивать молоко, иметь чистый вкус и запах [11, c. 285].

Закваску перед внесением  в молоко тщательно перемешивают до получения жидкой однородной консистенции, затем вливают в молоко при постоянном перемешивании. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод, в смесителе она хорошо смешивается с молоком.

Сущность молочнокислого брожения.

Под воздействием фермента лактазы происходит гидролиз молекулы лактозы на две частицы гексоз: глюкозу и галактозу (формула (1)):

 

С₁₂ Н₂₂ О₁₁ + Н₂О                           С₆ Н₁₂О₆ + С₆ Н₁₂ О₆   (1)

  лактоза                       глюкоза       галактоза

 

В результате дальнейших ферментативных превращений глюкоза образует две молекулы пировиноградной кислоты,  каждая молекула которой восстанавливается с участием окислительно-восстановительного фермента лактодегидразы до молочной кислоты (формула (2)):

                                                             

СН₃СОСООН  +  2Н    СН₃СНОНСООН   (2)

пировиноградная кислота       молочная кислота

                          

В результате из одной молекулы лактозы образуется четыре молекулы

молочной кислоты (формула (3)):

 

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О                  4С₃Н₆О₃     (3)

   лактоза                         молочная кислота

 

Параллельно с молочнокислым  брожением, как правило, протекают  побочные процессы, которые обуславливают  накопление продуктов распада лактозы  — летучих кислот, спиртов и диацетила (ароматическое вещество). Брожение прекращается, когда микроорганизмы расщепляют лишь незначительную часть лактозы (около 20 %), так как образующаяся молочная кислота губительно действует на их дальнейшее развитие [23, c. 124].

Сквашивание молока производят при определенной температуре, в зависимости от вида закваски. При использовании заквасок, приготовленных на чистых культурах молочнокислого стрептококка термофильных рас — 2,5—3 ч.

На этом этапе производства могут иметь место следующие  дефекты:

- кислый вкус возникает при повышенной кислотности в результате нарушения температурного режима сквашивания;

 - пресный, недостаточно выражены вкус — результат использования малоактивной закваски и пониженной температуры сквашивания. Одновременно формируется слабый малоустойчивый сгусток, который при транспортировании легко разрушается с последующим выделением сыворотки;

- нечистый, старый, затхлые вкус и запах может быть вызван развитием в йогурте гнилостных бактерий из-за применения неактивной закваски и несоблюдения режимов производства [24, c. 94].

Дальнейшее производство осуществляется по общей схеме технологического процесса термостатным способом [11, c. 285]. А именно: заквашенное молоко разливают в бутылки, которые укупоривают и этикетируют. Бутылки с молоком помещают в термостаты до образования сгустка. После окончания сквашивания продукт направляют в холодные камеры [6, c. 29] с температурой 6—8 ⁰С для приостановления молочнокислого брожения и созревания [8, c. 209]. Там продукт выдерживают несколько часов для некоторого уплотнения сгустка в результате набухания белка (казеина) и усиления аромата за счет развития ароматообразующих бактерий [6, c. 29]. Если на производстве будет использоваться недостаточно вымытая тара, оборудование, то готовый продукт может иметь нечистый, старый, затхлые вкус и запах.