Технико-технологические основы производства молока и молочных продуктов (теория и практика). Учебное пособие

Сэкономической точки зрения, сочетание сырья животного

ирастительного происхождения позволяет вывести молочные продукты на доступный для большинства населения уровень соотношения «цена-качество». При этом целесообразно осуществить комплексный подход к определению факторов, влияющих на органолептические, структурно-механические и технологические показатели.

Существует три наиболее известных варианта получения сухих многокомпонентных продуктов. Первый вариант предполагает смешивание компонентов в жидком виде перед сушкой. Этот способ в основном применяется в технологиях сухих детских молочных продуктов. Недостатком его является возможная деструкция нетермостойких компонентов при сушке. Второй вариант предполагает смешивание компонентов в сухом виде. Третий вариант совмещает два вышеприведенных варианта. В этом случае сначала готовят с использованием распылительной сушки готовую сухую молочную основу, а минерально-витаминный комплекс вносят способом сухого смешивания.

Второй вариант – смешивание компонентов в сухом виде еще мало распространен в нашей стране. Однако, принимая во внимание относительную простоту аппаратурного оформления, этот способ имеет большое будущее, особенно для тех сухих смесей, которые в последующем будут проходить термообработку, как в нашем случае. Рекомендуемые для освоения в производстве на молочноконсервных предприятиях сухие смеси вырабатывают методом сухого смешивания.

Для получения сухой молочно-растительной основы необходимо качественное сырье. Рассмотрим подробнее отдельные виды сырья, представляющие наибольший интерес.

Качественные характеристики сухого обезжиренного молока можно представить как комплекс физико-химических и микробиологических параметров. В настоящее время требования по отбору сухого обезжиренного молока, которые позволили бы производителям консервированных молокосодержащих продуктов получать их стабильное качество, окончательно не определены. Обычно хорошие результаты получают при следующих -ха рактеристиках этого сырья: кислотность не выше 18 ºТ, массовая

91

доля влаги – не более 4 %, жира – не более 1,5 %, индекс растворимости – не менее 0,3 см3 сырого осадка. Однако, несмотря на такие исходные данные порошка, в зависимости от условий хранения в нем могут происходить изменения, что влияет на производство молочных консервов.

Продукты, выработанные на основе сухого молока, имеют более низкую бактериальную обсемененность по сравнению с продуктами на основе цельного молока. Это объясняется тем, что при сушке из молока удаляется часть воды и доводится до такого ее количества, при котором микробиологические и ферментативные процессы не могут протекать интенсивно.

В настоящее время практически все ведущие европейские предприятия для расширения ассортимента, улучшения качества и получения недорогих полезных продуктов питания используют растительные жиры и масла. Роль жиров в организме человека очень значима – это важнейший строительный материал для кле-

точных мембран. В то же время ни один из природных жиров не является идеальным по своему жирнокислотному составу и свойствам. В связи с этим существуют реальная потребность и необходимость создания функциональных жировых продуктов с заданным оптимальным сочетанием жирных кислот. В рационе россиян присутствует недостаточное количество растительных масел, которые являются основным источником эссенциальных жирных кислот – линолевой, линоленовой и арахидоновой.

Специалистами создаются жировые системы на основе

большое разнообразие заменителей молочного жира на основе пальмового масла.

Органолептические и физико-химические свойства жирового компонента Бониграса 55РА.Н представлены в табл. 22, 23.

92

Таблица 22

Органолептические показатели жирового компонента Бониграса 55 РА.Н.

Бониграса 55 РА.Н отвечает требованиям позитивного питания, так как содержит физиологически ценные ингредиенты: лактозу, макро-, микроэлементы, жиро- и водорастворимые витамины. По микробиологическим показателям Бониграса55РА.Н соответствует требованиям, приведенным в табл. 24.

93

органолептических и функциональных свойств продуктов и

предотвращения расслоения продукта в процессе хранения применяют эмульгаторы и стабилизаторы.

В качестве эмульгатора применяют моно- и диглицериды. Хорошими стабилизаторами немолочного происхождения являются пектины, альгинаты, крахмалы. Существует способ производства сгущенного молока с сахаром, в котором в качестве стабилизатора используется желатин и агар-агар. Эмульгаторы помогают стабилизировать молочные эмульсии, что необходимо при производстве молокосодержащих продуктов, вырабатываемых из сухого обезжиренного молока и растительных масел.

Для улучшения и стабилизации консистенции применяют как отдельные структурообразователи, так и их смеси. При использовании смесей некоторых гидроколлоидов, проявляющих различные функциональные свойства, отмечается синергизм их действия. Обязательным условием получения однородной структуры продукта является применение правильно подобранной стабилизационной системы, использование отработанной гармоничной рецептуры, строгое соблюдение технологии производства, надлежащая упаковка и хранение продукта при оптимальных условиях.

При выборе ингредиентов для консервированных молокосодержащих продуктов руководствуются их влиянием на питательную ценность и физиологическую функциональность, себестоимостью сырья. Однако при составлении рецептуры следует учитывать влияние компонентов на физико-химические показатели качества продукта.

Необходимыми компонентами для организма являются углеводы, которые попадают в организм человека с пищей. Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56 % энергии

94

организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и жиров.

Сгущенные молочные продукты предназначены для длительного хранения, в течение которого должны оставаться без изменения их органолептические, физико-химические и микробиологические показатели, для достижения этой цели их консервируют. При производстве сгущенных молочных консервов с сахаром применяется метод анабиоза.

Для достижения консервирующего эффекта осмотическое

1,25-1,33 раза больше, чем сахарозы. Кроме того, ферментативный гидролиз лактозы является одним из способов предупреждения ее кристаллизации в сгущенном молоке с сахаром и повышения биологической ценности продукта.

4.3. Сахар

Термин «сахар» включает в себя только сахарозу, которая является стандартом чистоты вкуса и сладости. Все другие вещества, обладающие сладким вкусом, называют заменителями сахара или подсластителями.

Основные требования, предъявляемые к заменителям сахара:

-качество сладости не должно отличаться от качества сладости сахарозы;

-чистый приятный сладкий вкус, проявляющийся без задержки и не ощущающийся долго;

95

-отсутствие цвета и запаха;

-нетоксичность, полное выведение из организма;

-хорошая растворимость в воде;

-химическая и термическая устойчивость.

Существует единица измерения сладостиSES (sweetness equivalency of saccharose – сладость, эквивалентная сахарозе).

Сладость сахарозы приравнена к 1. Из более чем 150 известных заменителей сахара около 50 имеют SES менее 1, около 40 - слаще сахарозы до 50 раз, около 40 - от 50 до 500 раз, более 30 - слаще более 500 раз.

За последние десятилетия происходит интенсивный рост производства заменителей сахара, особенно углеводной группы, в частности, инвертированных и крахмальных сиропов. При общемировом объеме производства сахара около130 млн т общая выработка заменителей сахара составляет до15-20 млн т сахарного эквивалента. Это привело к относительному снижению потребления сахарозы в чистом виде из сахарной свеклы и тростни-

ка. Замена сахарозы другими веществами связана с ее высокой удельной энергией и легкой усвояемостью, что при чрезмерных дозах употребления, в том числе и виде сахаристых продуктов, особенно при низкой физической активности, может привести к тяжелым нарушениям углеводного и жирового обмена, способствует развитию заболеваний, связанных с избыточной калорийностью рациона (сахарный диабет, атеросклероз и др.), и является одним из патогенных факторов кариеса зубов.

В связи с этим в настоящее время с учетом современных концепций науки о питании, а также с ростом числа людей, страдающих сахарным диабетом, наблюдается стойкая тенденция увеличения потребления низкокалорийных продуктов питания с регулируемым углеводным составом. В связи с этим в последние годы большое внимание уделяется применению подсластителей и сахарозаменителей.

4.4. Подсластители и сахарозаменители

Важнейшими моносахаридами являются глюкоза, фруктоза, ксилоза, сорбоза, галактоза и манноза. Моносахариды - неок-

96

рашенные вещества, хорошо растворимые в воде, низших спиртах, уксусной кислоте и пиридине. Большинство моносахаридов получают в кристаллическом виде, некоторые - в виде сиропа.

Глюкоза (от греческого glykys - сладкий), эмпирическая формула С6Н12О6, молекулярная масса 180,16. Глюкозу называют еще виноградный сахар, так как именно в винограде она содержится в значительном количестве в свободном виде, а также в других плодах и ягодах, входит в состав пчелиного меда. В природе глюкоза встречается в составе сложных высокомолекулярных соединений, таких, как крахмал, клетчатка и др. Наряду с фруктозой глюкоза является составной частью сахарозы. Сладость глюкозы 0,74. Чистая глюкоза представляет собой белый мелкокристаллический порошок сладкого вкуса, хорошо растворимый в воде, температура плавления 146 оС. Глюкоза - один из ключевых продуктов обмена веществ, обеспечивающий живые клетки энергией (в процессах дыхания, брожения, гликолиза), является исходным продуктом биосинтеза многих веществ. У человека и животных постоянный уровень глюкозы в крови поддерживается путем синтеза и распада гликогена. Наиболее современный способ получения глюкозыферментативный гидролиз крахмала и крахмалсодержащего сырья. В последние десятилетия большое распространение получило производство глюкоз- но-фруктозных сиропов (ГФС).

Фруктоза (фруктовый сахар), эмпирическая формула С6Н12О6, является самой сладкой из природных сахаров, сладость ее составляет 1,73. Поскольку растворы фруктозы оказывают левовращающее действие на поляризованный свет, ее еще называют левулезой. Фруктоза хорошо растворяется в воде и этиловом спирте, плавится при температуре 102-105 оС, образует безводные кристаллы в виде игл, молекулярный вес 180,16; плотность 1,60 г/см3. При 20 оС насыщенный раствор фруктозы имеет концентрацию 78,9 %, насыщенный раствор сахарозы – 67,1 %, а насыщенный раствор глюкозы – только 47,2 %. Вязкость растворов фруктозы ниже вязкости растворов сахарозы и глюкозы.

При гидролизе сахароза превращается в смесь равного количества глюкозы и фруктозы. В связи с изменением в процессе гидролиза правого вращения раствора на левое гидролиз сахаро-

97

зы получил название инверсии(инверсия - обращение). Смесь равных количеств глюкозы и фруктозы, получающаяся в результате инверсии тростникового сахара, называется инвертным сахаром. Природным инвертным сахаром является мед, состоящий

восновном из глюкозы и фруктозы.

Кдисахаридам, используемым в консервировании относят сахарозу, лактозу и мальтозу.

Сахароза принадлежит к большому классу естественных органических веществ, называемых углеводами с общей форму-

лой Cm(H2O)n (соединениями атомов углерода и молекул воды). К этому классу относятся более или менее сладкие на вкус сахара как моносахариды (например, глюкоза и фруктоза), так и олигосахариды (например, сахароза и раффиноза), а также полисахариды (например, целлюлоза и крахмал). Сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) представляет собой дисахарид с общей эмпирической формулой С12Н22О11, состоящий из двух равный частей моносахаридов: d-глюкозы и d-фруктозы. Эти моносахариды соединяются друг с другом глюкозидными группами: глюкоза в a-конфигурации и фруктоза в b-конфигурации. В молекуле сахарозы глюкоза находится в форме пиранозы(кольцо пирана), а фруктоза - в фуранозидной форме (кольцо фурана). Таким образом, сахароза - это a-d-глюкопиранозил-b -d-фруктофуранозид.

Молекулярная масса сахарозы - 342,296. Молекула сахарозы содержит 42,11 % углерода, 6,43 % водорода и 51,46 % кислорода.

Лактоза - молочный сахар, эмпирическая формула

С12Н24О12, состоит из молекул глюкозы и галактозы, входит в состав молока всех млекопитающих. Получают лактозу из молочной сыворотки, степень ее сладости по сравнению с сахарозой составляет 0,16. Может быть получена в кристаллической и аморфной формах.

В молочноконсервной промышленности лактозу применяют в качестве затравки для кристаллизации при производстве сгущенного молока. Используют рафинированный молочный сахар, тщательно измельченный в тонкий порошок, который просеивают через сито. Доказано, что существует обратная зависи-

98

мость между количеством затравки и размером кристаллов лактозы в сгущенном молоке.

Основной областью применения лактозы является производство продуктов детского питания, диабетических продуктов. Ее применяют также для получения золотисто-коричневой - ко рочки хлебобулочных изделий, при изготовлении жареного хрустящего картофеля и глазури. Добавление лактозы позволяет улучшить качество карамели и сократить до20 % количество сахарозы. Лактозу используют при производстве заменителей молока.

Лактоза не переваривается в желудке и гидролизуется только в кишечнике под воздействием ферментаb-галактозидаза (лактаза). Ее медленное всасывание в желудочно-кишечном тракте способствует поддержанию жизнедеятельности молочнокислых бактерий, продуцированию молочной кислоты, которая угнетает развитие гнилостной микрофлоры желудка и тем самым тормозит образование токсичных веществ. Между тем значительная часть населения земного шара (около 70 %) имеет недостаточное количество фермента b-галактозидаза в пищеваритель-

ном тракте, что ограничивает потребление молока.

Мальтоза (солодовый сахар) - дисахарид, эмпирическая формула С12Н22О11 · Н2О, состоит из двух молекул глюкозы, образуется в животном организме при расщеплении крахмала и гликогена ферментами амилазы, находится в проросших зернах (солод, ячмень и др.), отсюда и название - от латинского названия солода - maltum.

Мальтоза обладает редуцирующими свойствами и способностью к мутаротации, кристаллизуется с одной молекулой воды, не имеет четкой температуры плавления, сбраживается дрожжами и при гидролизе распадается на две молекулы глюкозы.

В последние десятилетия в качестве заменителей сахара широко используются крахмальные сиропы и патоки.

Путем ферментативного гидролиза крахмал в крахмалосодержащем сырье (картофель, кукуруза, пшеница, сорго, ячмень, рис и т.д.) постадийно превращается вначале в глюкозу, а затем в смесь глюкозы и фруктозы. Процесс может быть прекращен на разных стадиях, и поэтому можно получать глюкозно-

99

фруктозные сиропы (ГФС) с различным соотношением глюкозы и фруктозы. При содержании в сиропе 42 % фруктозы получается обычный ГФС, при повышении содержания фруктозы до 55-60 % - обогащенный, или ОГФС (сироп 2-го поколения), высокофруктозный сироп 3-го поколения содержит 90-95 % фруктозы.

В связи с тем что такой сироп слаще сахара, он за рубежом постепенно вытесняет последний при применении в кондитерской, хлебопекарной и других отраслях пищевой промышленности, при производстве напитков. Мировой опыт показывает, что ГФС может заменить сахар: в кондитерских изделияхоколо 20 %, в производстве мороженогооколо 50 %, при выработке хлебобулочных изделий, плодоовощных консервов, безалкогольных напитков и виноградных вин, сгущенного молока - до 100 %.

Инвертный сахар (инвертный сироп) представляет собой густую сиропообразную жидкость со слабым желтоватым оттенком. Состоит из смеси равного количества глюкозы и фруктозы. Инвертный сироп на 10 % слаще обыкновенного сахарного сиропа. Он очень гигроскопичен, поэтому изделия, приготовленные на инвертном сиропе, долго не черствеют. Его используют вместо патоки, так как он обладает антикристаллизационными свойствами, т.е. введенный в сахарные растворы и карамели, препятствует

локосодержащих консервов. Фруктоза медленно усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70–80 %) задерживается в печени и не вызывает перенасыщения крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с

глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого

100