7.2. Коагуляция казеина

Коагуляция — слипание частиц в дисперсных системах с образованием более крупных агрегатов.

Коагуляция казеина при выработке молочнокислых продуктов вызывается образующейся при молочнокислом брожении лактозы молочной кислотой, то есть происходит кислотная коагуляция казеина или кислотное свертывание белков молока. Предел накопления молочной кислоты зависит от вида используемых молочнокислых бактерий - для палочек он выше, чем для кокковых форм.

Сущность кислотной коагуляции казеина сводится к следующему: при накоплении молочной кислоты (342 г молочного сахара сбраживаются до 360 г молочной кислоты), наступает изоэлектрическое состояние (рН 4,6-4,7). В состоянии изоточки белок теряет свою растворимость и устойчивость и коагулирует.

Под действием молочной кислоты, нарушается также структура казеинаткальцийфосфатного комплекса - от него отщепляется фосфат кальция и органический кальций, что дестабилизирует мицеллы казеина.

Молочная кислота также сильно влияет и на солевой состав молока. Она вытесняет фосфорную и лимонную кислоты из их солей, разрушая тем самым буферные системы молока. При этом фосфаты и цитраты кальция молока переходят в более растворимые лактаты кальция, что способствует его лучшему усвоению организмом человека при употреблении кисломолочных продуктов по сравнению с молоком.

7.3. Гелеобразование

Гелеобразование - обратимое превращение золя в гель.

При постепенном понижении рН молока и приближении его к изоэлектрической точке (начиная с рН 5,2-5,3) частицы казеина при столкновении образуют нерастворимые в воде агрегаты и нити, одновременно с этим наблюдается их распад. Постепенно происходит формирование единой пространственной сетки молочного сгустка, в петли которой захватывается дисперсионная среда с шариками жира и другими составными частями молока.

Характер сгустков в кисломолочных продуктах различный. В одних случаях он плотный (хорошо отделяющий сыворотку), в других - ровный и нежный (сметанообразный).

По характеру связей между частицами казеина сгустки могут быть образованы двумя типами пространственных структур - коагуляционными (тиксотропно обратимыми) и конденсационными (необратимо - разрушающимися).

В коагуляционных структурах частицы удерживаются межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса-Лондона). Между частицами остаются тонкие прослойки дисперсионной среды (сыворотка), структура эластичная и пластичная, при этом она имеет небольшую прочность. Для коагуляционных структур характерны явления тиксотропии и синерезиса.

Тиксотропия - способность структуры после механического разрушения восстанавливаться во времени (обратимый переход золя в гель). Образующиеся при этом связи менее прочные, чем исходные. (25)

Схема образования пространственной структуры в процессе свертывания белков молока:

а) начало образования структурной сетки; б) пространственная структура сгустка; 1 - частицы белка, 2- петли структуры, заполненные дисперсионной средой

Синерезис - самопроизвольное уплотнение структуры за счет сжатия геля и выдавливания из него воды (сыворотки) (26)

Схематическое изображение синерезиса (по А. Тепелу)

В кисломолочных продуктах сгусток образован необратимо - разрушающимися (конденсационными) связями. Тиксотропнообратимых связей в них мало, а в ацидофильном молоке они вообще отсутствуют. Сметана характеризуется меньшей потерей вязкости при разрушении структуры и большим количеством тиксотропнообратимых связей по сравнению с кисломолочными напитками и простоквашей. При выработке творога необходимо получить прочный сгусток, имеющий незначительное количество тиксотропно - обратимых связей и легко отделяющий сыворотку.

Чтобы получить продукт или сгусток с определенными структурно - механическими и синеретическими свойствами необходимо уметь контролировать процесс гелеобразования и управлять им.

На структуру и консистенцию кисломолочных напитков значительно влияет дисперсность белковых частиц. Чем она выше, тем структура устойчивее при хранении, а консистенция более гомогенная, хотя и более жидкая, по сравнению с продуктами, имеющими более низкую дисперсность белковых частиц.