Биотехнология кисломолочных напитков

Модуль 2

Лекция 7

1. Биотехнология кисломолочных напитков.

2. Диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов Пищевая и биологическая ценность кисломолочных напитков продуктов.

3. Ассортимент кисломолочных напитков. Характеристика напитков.

Кисломолочный продукт - молочный или молочный составной продукт, изготовляемый сквашиванием молока и/или молочных продуктов и/или их смесей с немолочными компонентами, которые вводятся не с целью замены составных частей молока, с использованием заквасочных микроорганизмов, приводящим к снижению рН и коагуляции белка, содержащий живые заквасочные микроорганизмы (ГОСТ Р 52738).

Кисломолочные продукты вырабатывают из молочного сырья путем сквашивания его закваской, приготовленной на чистых культурах специальных рас молочнокислых бактерий. К кисломолочным продуктам относятся кисломолочные напитки, творог и твороженные изделия, сметана. Диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов известны с давних времен. Русский физиолог И.И. Мечников долголетие болгар объяснял потреблением йогурта. Из него он выделил молочнокислую палочку, которую назвал болгарской. Она сбраживает молочный сахар в молочную кислоту и при систематическом потреблении йогурта затормаживает гнилостные процессы в кишечнике, являясь антагонистом гнилостной микрофлоры. Позднее из кишечника грудного ребенка была выделена более устойчивая к воздействию щелочей и соляной кислоты, близкая по свойствам к болгарской палочка названная ацидофильной. Она легче переваривается в кишечнике человека, сбраживает не только молочный, но и другие сахара, обладает более сильными антибиотическими свойствами, вырабатывает антибиотик низин. Этим свойством в некоторой мере обладают и молочные дрожжи.

Характерными особенностями молочнокислых микроорганизмов являются:

- способность усваивать лактозу в качестве основного источника углерода и энергии;

Рекомендуемые материалы

- образование молочной кислоты с выходом более 90% от исходной концентрации лактозы в среде;

- высокая кислотоустойчивость (сохраняют жизнеспособность при рН 3,0-3,5);

- спиртоустойчивость (выдерживают до 16% этанола);

- использование флавиновых оснований и коэнзима В₁₂ в окислительно-восстановительных ферментах;

отсутствие ЦТК и окислительного фосфорилирования.

По биохимическим закономерностям и составу конечных продуктов метаболизма молочнокислые бактерии и палочки подразделяют на гомоферментативные и гетероферментативные. В первом случае образуется преимущественно молочная кислота (обнаруживаются лишь следовые количества летучих кислот, этанола, других побочных продуктов); во втором – наряду с молочной кислотой образуются значительные количества СО₂, этанола, летучих ароматических веществ.

При гетероферментативном молочнокислом брожении кроме молочной кислоты могут образовываться СО₂, этанол, уксусная и пропионовая кислоты, ароматические вещества (диацетил, ацетоин), многоатомный спирт маннит. Метаболиты гетероферментативного брожения обеспечивают уникальные органолептические свойства кисломолочных напитков, а некоторые из них, например, витамины группы В, повышают биологическую ценность продуктов. Гетероферментативное брожение, в свою очередь, подразделяют на идущее без выделения СО₂ и сопровождающееся газовыделением.

В производстве кисломолочных продуктов применяют также молочнокислый, сливочный, и ароматобразующие лактококки, кефирные грибки, кумысные дрожжи, молочно-кислую палочку, бифидобактерии. Под действием ферментов, выделяемых молочнокислой микрофлорой, происходит сбраживание молочного сахара с образованием молочной кислоты, иногда и других кислот, спирта, углекислого газа, деацетила. При сквашивании также происходит частичный гидролиз белков с образованием свободных аминокислот и гликолиз глюкозы, появляются метаболиты, значительно изменяющие биофизическую структуру мицелл казеинаткальций-фосфатного комплекса (ККФК) и биоактивность минеральных солей. Молочнокислый стрептококк выделяет также антибиотик низин, сливочный – диплококцин, ароматообразующий антибиотик, близкий к дисплококцину, молочнокислую палочку – лактонин. Продуцируемые антибиотики с большой разрушающей силой действуют на микроорганизмы гниения.

Потребление молочнокислых продуктов улучшает здоровье человека, повышает его резистентность к инфекции и образованию опухолей. Диетические кисломолочные продукты, особенно ацидофильные, используют в процессе лечения кишечно-желудочных заболеваний, туберкулёза, фурункулёза, детской грудной астмы и др. Микроорганизмы диетических кисломолочных продуктов синтезируют витамины С, В₆, В₁₂. Диетические кисломолочные продукты не только оздоравливают желудочно-кишечный тракт, но и благотворно действуют на нервную систему и обмен веществ. Кисломолочные продукты рекомендуется применять при малокровии, истощении, потере аппетита, в качестве профилактики многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и злокачественных опухолей. В результате биохимических процессов кисломолочная продукция усваивается значительно легче и быстрее, чем обычное молоко. Например, за 3 часа молоко усваивается организмом на 44%, а простокваша – на 95,5%. Это обусловлено частичной пептонизацией белков молока с получением легкоусвояемых простых веществ. Образующиеся молочная кислота, углекислый газ, спирт вызывают более интенсивное выделение соков и ферментов, ускоряющих усвоение с наименьшей затратой энергии.

 Кисломолочные напитки

Общим в производстве всех кисломолочных напитков является сквашивание подготовленного молока заквасками и, при необходимости, созревание. Специфика производства отдельных продуктов различается лишь температурными режимами некоторых операций, применением заквасок разного состава и внесением наполнителей. В настоящее время ассортимент кисломолочных напитков очень широк и насчитывает более 200 наименований.

Микробиологические показатели кисломолочных напитков

Органолептические показатели кисломолочных напитков

Внешний вид и консистенция

Однородная консистенция с ненарушенным сгустком – при термостатном способе производства, с нарушенным сгустком – при резервуарном. Для кефира допускается газообразование в виде отдельных глазков, вызванных нормальной микрофлорой. Для напитков, приготовленных на ацидофильных культурах, характерна тягучая консистенция. Для кумыса характерна газированная пенящаяся консистенция с мелкими частицами белка; для йогурта плодово-ягодного – наличие мелких частиц плодов и ягод. Йогурт плодово-ягодный, выработанный термостатным способом, должен состоять из двух слоев: наполнителя, расположенного на дне упаковки, и молочной основы. Простокваша, вырабатываемая резервуарным способом с использованием стабилизатора, отличается легкой желированностью; а простокваша сливочная, вырабатываемая резервуарным способом, – нарушенным сгустком однородной консистенции.

Допускается незначительное отделение сыворотки на поверхности сгустка: для кефира - не более 2% от объема продукта, простокваши и йогурта 3% от объема продукта, кумыса - 5%; для ряженки - наличие пенок.

Вкус и запах

Чистые, кисломолочные, без посторонних привкусов и запахов. Для кефира – освежающий, слегка острый вкус; для ряженки, варенца, напитка «Турах» – выраженный привкус пастеризации; для кумыса – дрожжевой привкус. Для напитков с плодово-ягодными наполнителями характерен привкус внесенного наполнителя и сладкий вкус; для напитков, вырабатываемых с сахаром, – сладкий вкус, для айрана – слабосоленый вкус.

Цвет

Молочно-белый цвет. Для варенца, ряженки, напитка «Турах» характерен выраженный светло-кремовый цвет, для напитков с наполнителями – цвет внесенного наполнителя, равномерный по всей массе

Производство кисломолочных напитков осуществляется резервуарным или термостатным способами и состоит из ряда одинаковых для всех видов напитков технологических операций (рис. 2.2).

В целях сокращения производственных площадей и снижения затрат труда в настоящее время в основном применяется резервуарный способ.

Для выработки кисломолочных напитков пригодно молоко не ниже 2 сорта с кислотностью не более 19 °Т, плотность – не менее 1027 кг/м³; молоко обезжиренное с кислотностью не более 20 °Т, плотность – не менее 1030 кг/м³ , сливки с массовой долей жира не более 30% и кислотностью не менее 16 °Т, пахта от несоленого сладкосливочного масла, молоко и пахта сухие.

Отобранное по качеству молоко нормализуют по массовой доле жира и сухих веществ.

Если используется закваска на обезжиренном молоке и кисломолочные напитки вырабатываются с сахаром и наполнителями, не содержащими жира, молоко нормализуют до более высокой жирности. Расчет ведут по формуле:

                              ,

Вместе с этой лекцией читают "Часть первая".

где а - суммарное количество вносимых компонентов, не содержащих жира.

При выработке витаминизированных напитков витамины добавляют в закваску или нормализованную смесь. Очистка нормализованной смеси осуществляется при температуре (43±2) °С. Смесь гомогенизируют при давлении (15±2,5) МПа и температуре 45–48 °С, а затем ее пастеризуют.

Режимы пастеризации зависят от вида напитка: температура 85–87 °С с выдержкой 10–15 мин или при (92±2) °С с выдержкой           2–8 мин. Для ряженки и варенца температура пастеризации 95–99 °С с выдержкой при этой температуре 3–5 ч для ряженки и (60±20) мин для варенца. Пастеризованная смесь охлаждается до температуры заквашивания, характерной для различных видов микроорганизмов, на которых готовят кисломолочные напитки и заквашивается специально подобранными заквасками. Закваску, приготовленную на пастеризованном молоке, вносят в смесь в количестве 3–5% от объема смеси; закваску на стерилизованном молоке – в количестве 1–3%. После заквашивания смесь перемешивается в течение 15 мин. Количество закваски можно уменьшить в зависимости от ее активности. Продолжительность сквашивания, которая обуславливается видом продукта и применяемой закваски, составляет от 2 до 12 часов. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно прочного сгустка, а также по кислотности, которая в зависимости от вида продукта составляет 65–90 °Т. По окончании сквашивания сначала продукт охлаждают ледяной водой в течение 30–60 минут, а затем сгусток перемешивают. Продолжительность перемешивания зависит от консистенции сгустка. По достижении сгустком однородной консистенции прекращают перемешивание. Дальнейшее перемешивание осуществляют периодически в целях охлаждения сгустка до заданной температуры напитка.

Технологическая схема производства кисломолочных напитков

При необходимости в частично (до 25-30° С) или полностью (6 °С) охлажденный сгусток вносят плодово-ягодные наполнители, перемешивают и подают на розлив. Перед началом розлива кисломолочные напитки снова перемешивают в течение 3–5 минут. Напитки разливают в стеклянную тару, бумажные пакеты или пакеты из полиэтиленовой пленки, бутылки из полимерных материалов. Упакованные кисломолочные напитки должны выпускаться с предприятия в проволочных или полимерных ящиках, а также в контейнерах или другой транспортной таре. Кисломолочные напитки транспортируют в авторефрижераторах или машинах с изотермическим кузовом. Продолжительность хранения напитков составляет от 36 ч до нескольких месяцев при температуре напитка не более 6 °С.