Кисломолочні продукти

Ключові слова: антибіотики; кисломолочне бро­діння; закваски; ацидофільна паличка; болгарсь­ка паличка; кисломолочні стрептококи; сирна паличка; біфідобактерії; спиртове бродіння; діацетил; кефір; кумис; кисле молоко; ацидофільне молоко; кисломолочний сир; сиркові вироби; копреципітати; казеїнати; копреципітація; термокислотна коагуляція; кислотна коагуляція; гелеутворення; змішане бродіння.

4.1. Значення в харчуванні, сутність процесу кисло­молочного бродіння

Класифікація. Кисломолочними називають продукти, які одержують з моло­ка шляхом молочнокислого бродіння, інколи за участю спиртового. Залежно від характеру зброджування лактози весь асортимент кисломолочних продуктів поділяють на дві групи: молочнокислого й змішаного бродіння (молочнокислого й спиртового). До продуктів молочнокислого бродіння належить кисле молоко різних видів, йогурт, ацидофільне молоко, ацидофілія, кисломолочний сир_, смета­на. У продуктах змішаного бродіння, крім молочної кислоти, нако­пичується певна кількість етилового спирту (ацидофільно-дріжджове молоко, кефір, кумис). Такий поділ кисломолочних продуктів умовний, бо під час бродіння лактози в продуктах першої групи накопичується невелика кількість етилового спирту, вуглекислоти, летких органічних кислот, які характерні для продуктів другої гру­пи. За хімічним складом і консистенцією кисломолочні продукти поділяють на кисломолочні напої (кефір, кисляк_, варенець_, ряжан­ка, ацидофільне молоко, ацидофілін, кумис, йогурт, ацидофільно-дріжджове молоко), сметану (20-ти, 25-ти, 30%-ої жирності, дієтичну 10-ти, 15%-ої жирності, особливу, ацидофільну, білкову, 40%-ої жир­ності), кисломолочні сири (18-ти, 9%-ої жирності, нежирний, "Се­лянський", м'який дієтичний, 11-ти та 4%-ої жирності, нежирний, плодово-ягідний), сиркові вироби (сирки, сиркові маси, сирки глазу­ровані, креми сиркові, торти), казеїнати. Кисломолочні продукти відрізняються за хімічним складом, призначенням, дотичними та ліку­вальними властивостями. Для кисломолочних продуктів характер­ний підвищений вміст молочної кислоти, яка утворюється в процесі молочнокислого бродіння та зумовлює високу кислотність в межах 55...270°Т. Вони мають добре виражені кисломолочні смак і аромат. Завдяки консервуючій дії молочної кислоти отрок зберіган­ня усіх продуктів декілька більше, ніж молока.

Харчову та енергетичну цінність кисломолочних продуктів наведено в табл. 4.1.

Таблиця 4.1.

Харчова та енергетична цінність кисломолочних продуктів

Продукт (жирність, %)	Вміст основних харчових речовин в 100 г продукту, г						Енергетична цінність, ккал
	Вода	Білки	Вуглеводи		Органічні кислоти	Зола
			Лактоза	Сахароза
Кефір - 3,2	88,3	2,8	4,1	-	0,90	0,7	59
Кисле	88,4	2,8	4,1	-	0,80	0,7	58
Молоко - 3,2
Сметана - 20	72,7	2,8	3,2	-	0,80	0,5	206
Кисломолоч-	64,7	14,0	1,3	-	1,00	1,0	226
ний сир - 18
Сирки з кисло-	48,0	9,1	1,5	17,0	0,50	0,9	315
молочного си-
ру, дитячі - 23
Сирки глазу-	30,0	8,5	1,5	30,5	0,50	1,2	406
Рован - 27,8

Роль кисломолочних продуктів у харчуванні

Важливу роль в харчуванні людини відіграють кисломолочні продукти. Так, в кисломолочних напоях містяться майже всі речо­вини, характерні для молока. У їх складі є значна кількість молоч­ної кислоти. А в ацидофільно-дріжджовому молоці, кефірі та кумисі є етиловий спирт. Ці напої добре посилюють апетит. Засвоюваність хімічних речовин у кисломолочних напоях вищі, ніж у молоці. Кис­ломолочні продукти особливо легко та повно засвоюються організ­мом, залишаючи замість себе незначну кількість продуктів розпа­ду (шлаків). Для засвоювання кисломолочних продуктів необхідна наявність травних соків з низькою перетравлюючою силою й неви­сокою кислотністю, що робить застосування цих продуктів особли­во важливими в дитячому харчуванні, тому що у дітей особливо молодшого віку шлунково-кишковий тракт є ще функціонально не­зрілим. Також у дитячому харчуванні необхідно застосовувати різні продукти, отримання яких засноване на кисломолочному бродінні, а саме: кисломолочний сир, сметана, сир та ін. Особливе значення в харчуванні дітей має кисломолочний сир. Він багатий кальцієм і фосфором. Містить значну кількість незамінних амінокислот.

Білковий згусток кисломолочних напоїв розпушений вуглекис­лим газом стає більш доступним для ферментів. Білки в кисломо­лочних напоях знаходяться у дуже дрібнодисперсному й пептинізованому вигляді, що сприяє їх легкому перетравленню.

Енергетична цінність кисломолочних напоїв невисока та коли­вається в значному діапазоні від 30 ккал/100 г (знежирені напої) до 100 ккал і більше (йогурт з вмістом жиру 6%). Кисломолочні напої характеризуються високою дієтологічною цінністю. Молочна кис­лота, етиловий спирт, вуглекислий газ та інші речовини, які містять­ся в напоях, сприятливо діють на органи дихання та центральну нервову систему. Вони поліпшують окисно-відновні процеси в організмі, сприяють кровотворенню. У складі напоїв молочнокислі бактерії, які здатні приживатися в (шлунково-кишковому тракті та пригнічувати розвиток гнильної мікрофлори. Окремі раси молочно­кислих бактерій і дріжджі мають властивість синтезувати антибіо­тики. Багато антибіотиків накопичується в кумисі, ацидофільно-дріжджовому молоці, ацидофіліні та інших продуктах.

Їх використовують в їжу під час захворювання на туберкуль­оз, хронічний бронхіт, дифтерію, дизентерію.

Сутність кисломолочного бродіння

Молочне кисле бродіння є основним процесом під час виго­товлення кисломолочних продуктів. Лактоза зброджується кисло­молочними бактеріями з утворенням молочної кислоти та деяких інших продуктів.

На першій стадії молочнокислого бродіння під дією ферменту лактози відбувається гідроліз молочного цукру з утворенням двох модекул гексоз глюкози та галактози. Глюкоза, в свою чергу, піддаючись ряду ферментативних пе­ретворень, утворює дві молекули піровиноградної кислоти. Галак­тоза попередньо повинна бути перетворена в форму глюкози. На другій стадії молочнокислого бродіння піровиноградна кис­лота відновлюється в молочну при участі ферменту лактодсгідрази.

Під час спиртового бродіння, яке викликається молочними дріжджами, піровиноградна кислота під дією ферменту карбоксилази розщеплюється на вуглекислий газ та оцтовий альдегід. Оцтовий альдегід, відновлюючись, утворює етиловий спирт.

Під час маслянокислого бродіння дві молекули оцтово­го альдегіду, ущільнюючись, перетворюються в масляну кис­лоту.

Молочнокислі бактерії, ферментативні системи яких здій­снюють перетворення молочного цукру переважно в молочну кисло­ту, називають гомоферментативними, поряд з молочною кислотою під час молочнокислого бродіння утворюються органічні кислоти (оцтова, пропіонова), етиловий спирт, ефіри, вуглекислий газ та інші, всі вони поліпшують смак і аромат кисломолочних продуктів, мо­лочнокислі бактерії, з розвитком яких в середовищі накопичуються в значних кількостях побічні продукти бродіння, що поліпшують смакові властивості, називають гетероферментативними.

Види молочнокислих мікроорганізмів та їх роль в сквашуванні молока

До складу заквасок, які використовуються для виготовлення кисломолочних напоїв, входять молочнокислі стрептококи, молоч­нокислі палички, болгарська та ацидофільна палички, кефірні гриб­ки, дріжджі на лактозу та інші мікроорганізми. Молочнокислі стреп-тококи мають середню кислотоутворюючу здатність (до 120...130°Т) і дають твердий згусток. Вони бувають мезофільні та термофільні, оптимальна температура їх розвитку відповідно ста­новить 30...35°С і 42...45°С. Молочнокислі стрептококи мають низь­ку протеолітичну активність. Крім звичайних молочнокислих стреп­тококів, використовують також ароматоутворюючі стрептококи, які здатні накопичувати не тільки молочну кислоту але й утворювати ароматична сполуки (діацетил, ацетальдегід та ін.). Молочнокислі палички за середньої кисло утворюючої здатності (до 110...130°Т) дають слабкий згусток. Вони мають протеолітичну активність вищу, ніж молочнокислі стрептококи. Під дією цих паличок у продукті накопичується більше амінокислот. Надзвичайно багато молочної кислоти (до 300...400°Т) може накопичувати болгарська паличка, яка належить до термофільних бактерій. Вона утворює твердий згусток. Ацидофільні палички бувають слизистих і неслизистих рас.

Виготовлення заквасок

Для виробництва кисломолочних продуктів в промислових умовах використовують спеціальні закваски, які виготовляються на чистих культурах молочнокислих бактерій. Використання чис­тих культур з перевіреними біохімічними властивостями дозволяє інтенсифікувати виробничий процес і отримати продукт з попередньо визначеними властивостями. Молочнокислі бактерії, які вико­ристовуються у виробництві кисломолочних продуктів, за морфо­логічними ознаками розподіляються на дві групи: молочнокислі стрептококи, що мають кулеподібну форму клітин, молочнокислі палички, що відносяться до групи паличкових бактерій. Молочно­кислі палички мають більш високу енергію кислотоутворення. Під час розвитку в молоці вони можуть підвищувати кислотність до 300°Т і більше. Молочнокислі стрептококи менш активні кислотоутворювачі. Межова кислотність молока під час розвитку в ньому тільки стрептококів не перевищує 120°Т, а продукти, сквашені із застосуванням тільки стрептококових культур, мають ніжний кис­ломолочний смак. Обидві морфологічні групи бактерій різняться відношенням до температури. Більшість молочнокислих паличок є термофільними бактеріями з оптимальною температурою розвит­ку в межах 37...45°С, мінімальна температура біля 20°С. Пред­ставники цієї групи — ацидофільна паличка (Lbm. acidophilum) оп­тимумом розвитку 37...38° С і болгарська паличка (Lbm. bulgaricum) з оптимальною температурою розвитку 40...45°С.

У молочнокислих продуктах інколи знаходиться термостійка молочнокисла паличка незаквасочного походження, котра добре переносить більш високу (90°С) температуру пастеризації. Під дією цієї культури різко підвищюється кислотність, з'являється надли­шок кислого смаку, наростає кислотність вище межі, допустимого стандартом, можливо це під час виробництва продукту на заводі. Молочнокислі стрептококи відносяться до мезофільних мікроор­ганізмів, що успішно розвиваються за температури 25...300; мінімальна температура розвитку — 10°С, а інколи декілька ниж­че. Із цієї групи для виробництва продуктів незбираного молока, використовують молочнокислий стрептокок — основ­ний компонент мікрофлори заквасок для кислого молока, сметани, кисломолочного сиру, а також вершковий стрептокок і ароматоутворюючий стрептокок. Термофільний стрептокок на відміну від інших бактерій цієї групи має оптимум розвитку в межах 40...45°С, ви­робляє декілька менше молочної кислоти, але дуже зручний для складання комбінованих заквасок, в поєднанні з молочнокислими паличками. Ароматоутворюючий стрептокок є більш слабким кис­ло утворювачем і зброджує молочний цукор з утворенням не тільки молочної кислоти, але й ароматичних сполучень — ацетоїна, діацетіла, ацетальдегіда. Найважливішим із цих сполучень є діацетил. Він утворюється із піровиноградної кислоти, присутність якої є акцептором водню. Утворення вуглецевих сполук знижує вихід молочної кислоти.

Виробничі штами молочнокислих бактерій одержують в ре­зультаті ретельного відбору більшої кількості культур із молочних продуктів, одержаних шляхом природного сквашування молока, або так званого "самоквасом" із найбільш кращих за смаком та іншим ознакам молочних продуктів заводського виготовлення. Окремі штами виділяють із оточуючого середовища: з поверхні рослин, із кишечника теплокровних тварин і людини. На заводах спочатку готують лабораторну закваску в мікробіологічній лабо­раторії, а потім на її основі — виробничу закваску. Для виготовлен­ня лабораторної закваски беруть стерилізоване молоко, охолоджу­ють його до температури сквашування, а потім вводять в нього сухі або рідкі культури мікроорганізмів, одержані зі спеціальних ла­бораторій. Суху закваску вносять в молоко. Після заквашування одержують закваску, яка повинна мати рівний щільний згусток, кис­лотність в межах 75...85°Т (у присутності в заквасці молочнокис­лих стрептококів) і 100... 130°Т (у присутності молочнокислих па­личок). Заздалегідь виготовлена закваска буває ослаблена, так як під час зберігання в сухому стані або в одному і тому ж середо­вищі частина клітин гине. Для поновлення активності, культуру пе­реносять в свіже молоко. Залежно від кількості пересадок одержу­ють первинну, вторинну закваску і т.ін. Зі збільшенням кількості пересадок посилюється здатність до розмноження та біохімічна активність культури, в тому числі енергія кислотоутворення.

Виробничу закваску готують в значно більших об'ємах і вико­ристовують для виробництва продуктів. Для одержання її в пасте­ризоване та охолоджене молоко вводять лабораторну закваску в кількості від 1 до 3% і залишають для заквашування на 8-10 год. (якщо присутні в заквасці молочнокислі стрептококи), або 4-6 год. (якщо присутні молочнокислі палички). Весь цикл виготовлення виробничої закваски, починається з пастеризації молока, його охо­лодження, заквашування та збереження готової закваски. Прово­дять весь цикл в одній ємності, щоб не потрапляли сторонні мікро­організми. По цій же причині закваску не перемішують. Якість ви­робничої закваски ретельно контролюють. Якщо під час просмотрювання препарату під мікроскопом з'являється стороння мікроф­лора, то відразу негайно виробляють виробничу закваску на свіжій лабораторній. Свіжовиготовлена закваска має найбільшу кислото-утворюючу активність. Якщо закваску не можна використати зра­зу після заквашування, її охолоджують до 4...6°С і зберігають до використання, але не більше 24 год., так як при подальшому збер­іганні в ній розвивається стороння мікрофлора.

Сировина та вимоги до неї

Основним видом молока для виготовлення кисломолочних напоїв є коров'яче, інколи використовують кобиляче, овече та інші види молока. Вид молока формує поживні властивості кисломо­лочних напоїв. Наприклад, кумис з коров'ячого молока за пожив­ними властивостями поступається кумису з молока кобилячого. Для виготовлення кисломолочних напоїв використовують різні до­бавки. Одні з них впливають на смак і запах у продуктах (кориця, ванілін) інші підвищують їх біологічну цінність (солод, вітамін С), треті збільшують енергетичну цінність і поліпшують смакові та аро­матичні властивості (мед, варення, цукор). Сировина повинна бути доброякісною, бо її дефекти можуть передаватись готовим про­дуктам. Кисломолочні напої виготовляють з пастеризованого, пря­женого та стерилізованого молока. Пастеризацію молока прово­дять при температурі 90...95°С, пряжене — при 95...98°С (3-4 год.), стерилізацію — при 120°С. Термічна обробка молока впливає на колір, смак, запах та інші показники кисломолочних напоїв. Вона призводить до руйнування вітамінів і денатурації білків. Кисломо­лочні напої з термічно обробленого молока краще зберігаються і є безпечними в харчуванні. Після термічної обробки молоко охолод­жують до температур 0°С, для виготовлення кислого молока 50-55; та ацидофіліну 28-32, кефіру 16-25.