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

производители молочной продукции испытывают острый дефицит сырья, особенно в зимний период.

Для повышения конкурентоспособности творога большое значение имеют стабильность качества и безопасность в процессе хранения.

К недостаткам творога как белкового продукта относится его крайне небольшие сроки годности вследствие быстрой его обсемененности. Поэтому возникает необходимость улучшения технической оснащенности, применения автоматизированных линий производства, внесения пищевых компонентов, улучшающих хранимоспособность продукта и его вкусовые свойства, за счет снижения бактериальной обсемененности.

В производстве творога и творожных продуктов перспективным является использование пищевых добавок, таких, как пищевые волокна - для улучшения реологических свойств готового продукта, антиоксиданты и ферменты - для увеличения срока годности продукта.

Разработка и производство конкурентоспособных молочных продуктов с высокой потребительской, биологической ценностью и длительным сроком годности является одним из ведущих направлений инновационного развития молочной промышленности.

1.3.Физиологические функциональные ингредиенты и их использование для обогащения творога

Состояние питания населения является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье нации. Последние годы характеризуются стойким ухудшением показателей здоровья населения России. Учитывая, что 74 % россиян проживает в городах, а большая часть России – это северные территории с суровым климатом, большинство людей постоянно испытывает на здоровье дополнительное негативное воздействие природной среды. В последние годы по высокому уровню смертности и -со кращающейся средней продолжительности жизни Россия стала устойчиво занимать последние места среди индустриально развитых стран.

11

Маркетинговые исследования питания населения различных стран показывают, что проблема дефицита в рационе микроэлементов, ненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон, биологически активных веществ растительных тканей существует даже в таких экономически развитых странах, как США и Япония. Наряду с этим многие государства, в том числе и Россия, стали реализовывать национальные программы по оздоровлению населения, включающие пропаганду здорового питания.

Заметно увеличилось количество заболеваний«пожилого возраста», предпосылки к которым накапливались в течение всей жизни: сердечно-сосудистые, онкологические, желудочнокишечные и др.

Наблюдаются нарушения в структуре питания и детей школьного возраста, особенно в младших классах, что связано с неправильным режимом питания и недостаточно широким ассортиментом продуктов, предназначенных для данной группы населения. Это приводит к ухудшению состояния здоровья подростков, расстройствам функции органов пищеварения, сердечнососудистой и нервной системы, что вызывает развитие ряда хронических заболеваний (гастрита, энтерита, колита, дисбактериоза).

По данным ГУ НИИ питания РАМН характеристика питания, касающаяся сегодня практически всего населения РФ, - это избыточное потребление сахаров и животных жиров, а также дефицит полиненасыщенных жирных кислот. В результате 55 % взрослого населения старше 30 лет имеет избыточную массу тела и ожирение.

За последние пять лет возникла проблема дефицита полноценных животных белков и микронутриентов(витамины, минеральные вещества, микроэлементы). Дефицит витамина С наблюдается примерно у 80 %, а в некоторых случаях и у 100 % населения независимо от уровня доходов. Дефицит кальция связан с резким уменьшением потребления молока и молочных продуктов.

Согласно ГОСТ Р52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» функциональный пищевой продукт – продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий

12

риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиоло-

продуктов.

Кпервой категории относятся традиционные продукты, содержащие в нативном виде значительные количества функционального ингредиента. В технологии таких продуктов исключается применение антибиотиков, гормонов роста, пестицидов, методов биоинженерии или ионизирующей радиации. Эту группу составляют все молочные и кисломолочные продукты, включающие в себя такие ценные ингредиенты, как кальций, пептиды, рибофлавин, живые молочнокислые микроорганизмы.

Ко второй категории относятся традиционные продукты, в которых снижено содержание вредных для здоровья компонентов, а именно: холестерина, животных жиров с высоким содержанием предельных жирных кислот, гидрированные масла, содержащие трансизомеры жирных кислот, лекгоусвояемые углеводы (сахароза), натрий, источником которого служит поваренная соль, и некоторые другие. Избыточное потребление перечисленных пищевых ингредиентов вредно для здоровья и причислено к факторам риска, в частности, к возникновению сердечнососудистых заболеваний. Получение функциональных продуктов

этой категории возможно при избирательном извлечении или разрушением вышеуказанных ингредиентов.

Ктретьей категории относятся обогащенные пищевые продукты, получаемые добавлением к традиционным пищевым продуктам одного или нескольких физиологически функциональных ингредиентов с целью предотвращения или исправления дефицита, имеющегося в организме человека.

С использованием функциональных ингредиентов и пищевых добавок в России разработана группа продуктов, предназначенных для питания различных категорий населения:

13

-для групп людей с нарушенным обменом веществ – низкокалорийные продукты, обогащенные подсластителями;

-для непереносящих лактозу – продукты безлактозные на соевой основе;

- для больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта – продукты с лактулозой;

-для групп людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы – продукты, обогащенные природными антиоксидантами;

-для повышения сопротивляемости организма различным заболеваниям – продукты, обогащенные каротином и поливитаминными премиксами;

-для профилактики ЙДЗ – молочные продукты, обогащенные йодказеином;

-для поддержания костной структуры организма– продукты, обогащенные кальцием;

-для профилактики гастроэнтерологических заболеваний – продукты с пищевыми волокнами.

В связи с этими тенденциями особый интерес представляют продукты функционального питания, т.е. продукты естественного происхождения, которые при систематическом употреблении оказывают определенное регулирующее действие на организм в целом или на его определенные системы и органы. К наиболее распространенным и массовым продуктам функционального питания относятся, прежде всего, продукты, способствующие поддержанию и восстановлению микробной экологии человека, ив первую очередь, микрофлоры его желудочно-кишечного тракта.

По международной классификации в зависимости от способа восстановления микрофлоры человека принято различать продукты пробиотические, пребиотические и синбиотические.

Пробиотические продукты представлены на российском рынке в широком ассортименте. Они содержат в своем составе живые микроорганизмы, пищевые добавки микробного происхождения, проявляющие свое положительное воздействие на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры.

Пребиотическими называют продукты, которые содержат в своем составе пребиотики - вещества, способные оказывать благоприятный эффект на организм человека через селективную

14

стимуляцию роста и активности представителей микрофлоры кишечника (лактулоза, пищевые волокна).

Синбиотики получают рациональной комбинацией пробиотиков и пребиотиков.

Ассортимент физиологически функциональных пищевых ингридиентов, используемых в производстве творога, постоянно увеличивается. Известно обогащение творога поливитаминными премиксами, β-каротином, молоками лососевых рыб, кальцийсодержащей добавкой из яичной скорлупы, соей и овсяной мукой, изолятом соевого белка, проросшим зерном пшеницы, злаковыми наполнителями, цветочной пыльцой, шротом тыквенных культур, плодами грецкого ореха молочно-восковой зрелости, кедровым жмыхом, пребиотиком «Лаэль», рыбным фаршем, пищевой биологически активной добавкой «Александрина».

Здоровое питание предусматривает использование в рецептурах продуктов нового поколения экологически чистого сырья и полуфабрикатов, сочетание которых гарантирует обеспечение питательными и биологически ценными веществами жизненно важных систем организма и способствует профилактике хронических неинфекционных заболеваний.

Для получения молочных продуктов с заданными составом

исвойствами широко используются пищевые добавки.

1.4.Пищевые волокна как незаменимый компонент в питании

Термин «пищевые волокна» впервые был введен в научный обиход Е.Н. Hipsley в 1953 году. Согласно одному из определений, появившемуся в конце80-х годов ХХ столетия, «пищевое волокно – это остатки растительных клеток, способные противостоять гидролизу, осуществляемому пищеварительными ферментами человека». Функции пищевых волокон в организме разнообразны и многогранны. Пища, содержащая большое количество клетчатки, в ротовой полости подвергается более длительному жеванию, что стимулирует нормальное отделение слюны, желудочного сока, желчи, панкреатического сока. Попадая в кишечник, пищевые волокна стимулируют его сократительную активность, сокращают время нахождения в кишечнике пищевых масс,

15

что устраняет возможность гнилостных и бродильных процессов в толстом кишечнике, снижает избыточное газообразование.

Установлено, что в рацион питания человека должны быть включены пищевые волокна, усваиваемые животным организмом: клетчатка, гемицеллюлоза, пектин и многие другие, которые, тем не менее, являются физиологически важными компонентами пищи, предотвращающими многие болезни человека, в том числе обусловленные ухудшением экологической обстановки, возрастанием числа стрессовых ситуаций, снижением иммунитета ко многим возбудителям заболеваний. Пищевые волокна способствуют также профилактике хронических интоксикаций, выводят из организма тяжелые и токсичные элементы, остаточные пестициды, радионуклиды, нитраты, нитриты и, таким образом, очищают организм, в том числе от холестерина, нормализуют аппетит, предупреждают развитие рака толстой кишки.

По физико-химическим свойствам пищевые волокна подразделяют на растворимые и нерастворимые. Растворимые пищевые волокна – в водной среде эти волокна сильно набухают, впитывая воду, и превращаются в слизистую, студнеобразную массу (пектины, камеди), а нерастворимые пищевые волокна в водной среде сильно набухают, но сохраняют при этом свою форму. К нерастворимым пищевым волокнам относятся целлюлоза, лигнин, часть гемицеллюлозы.

Пектины представляют собой группу высокомолекулярных полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок и межклеточных образований совместно с целлюлозой и гелицеллюлозой.

Наибольшее их количество содержится в плодах и корнеплодах яблок, цитрусовых, свеклы. Пектины обладают свойствами сорбента – способностью связывать и выводить из организма холе-

кишечника.

Различают нерастворимые пектины (протопектины) и растворимые, содержащиеся в клеточном соке. Нерастворимые пектины переходят в растворимые при тепловой обработке сырья.

Желеобразующая способность пектиновых веществ зависит от

16

молекулярной массы, которая колеблется от 20 000 до 50 000, а также от количества метальных групп, входящих в состав молекулы, содержания свободных карбоксильных групп и замещения их металлами. В зависимости от степени этерификации (метоксилирования) карбоксильных групп различают низко и высокоэтерифицированные пектины, полученные из исходного сырья кислотной и щелочной экстракцией. Лучшие пектины - из цитрусовых и яблок.

Внесение высокометоксилированного пектина в нейтральные системы вызывает осаждение белка. Поэтому его рекомендуется использовать для добавления в творог, что необходимо при производстве термизированных творожных продуктов.

В силу многофункциональных свойств пектины находят широкое применение в молочной промышленности как самостоятельно, так и в сочетании с другими стабилизаторами.

Камеди – сложные высокомолекулярные углеводы, не входящие в состав клеточной оболочки растений. Они хорошо растворимы в воде, обладают высокой вязкостью. В кишечнике камеди способны связывать соли тяжелых металлов и холестерин.

Гемицеллюлоза – полисахарид клеточной оболочки, состоящий из разветвленных полимеров гексоз. Гемицеллюлоза способна удерживать воду и связывать ионы тяжелых металлов.

Лигнин – органическое полимерное соединение, состоящее из полимеров ароматических спиртов. Лигнины придают структурную жесткость оболочке растительной клетки, они обволакивают целлюлозу и гемицеллюлозу, вызывают одревеснение тканей растения. Лигнины способны ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами, поэтому наиболее насыщенные лигнином продукты (отруби и др.) плохо перевариваются в кишечнике.

Нерастворимые и растворимые пищевые волокна являются хорошим субстратом для развития бактерий кишечной микрофлоры. Нормальная микрофлора кишечника способна расщеплять часть пищевых волокон и использовать их для своего питания.

В состав нормальной микрофлоры кишечника входит -не сколько сотен видов бактерий. Часть из них усваивает питатель-

17

ные вещества с помощью биохимических процессов гниения и брожения. Пектины подавляют жизнедеятельность этих микроорганизмов, что способствует нормализации состава кишечной микрофлоры.

Основное свойство перечисленных пищевых волоконвы- сокая степень адсорбции, т.е. способность удерживать воду. При попадании в желудок они начинают активно впитывать воду, набухая и увеличиваясь в размерах приблизительно в5 раз, таким образом создается чувство насыщения за счет обволакивающего действия на стенки желудка, этот эффект делает их незаменимыми в диетологии. Потребление практически бескалорийных волокон позволяет легко контролировать калорийность рациона, значит и собственный вес.

Все эти перечисленные свойства позволяют считать пищевые волокна крайне необходимыми компонентами питания и использовать их как уникальный природный сорбент, регулятор деятельности пищеварительного тракта, корректор жирового и углеводного обмена.

В 2003 году Национальная Академия наук США впервые установила рекомендуемую норму потребления пищевых волокон: для взрослых женщин - 25 г в день, для мужчин - более 38 г

в день. Фактическое же потребление пищевых волокон населением в 2…3 раза меньше по сравнению с нормой и составляет для среднестатистического человека не более10…15 г. Потребность населения России в пищевых волокнах на сегодняшний день составляет свыше 1,5 млн т в год, но удовлетворяется она только на 35…40 % за счет использования в рационах питания муки грубого помола, зерна, овощей и фруктов.

Пищевые волокна в молочных продуктах могут выполнять роль загустителей, стабилизаторов пены, белка. Их применяют для связывания воды, жира и в качестве эмульгаторов.

Гидроколлоиды по технологическим функциям подразделяются на различные группы, в том числе для стабилизации белка при производстве кисломолочных продуктов, частности творога.

18

Среди вышеперечисленных гидроколлоидов при производстве творога и творожных изделий нашли применение пектины и камеди семян растений и экстракты водорослей.

Из группы камеди семян растений находит применение гуаровая смола, входящая составной частью в группы стабилизационных систем фирм SKW (Франция), «Палсгаард» и «Даниско» (Дания) и других.

Нерастворимые пищевые волокна «ФИБРИЛ» адсорбируют белок из молочной сыворотки при производстве творога и увеличивают выход продукта, снижают себестоимость.

Эффективность «Мультек Био» обусловлена синергетическим составом. Концентрат молочного белка КНК получают из натурального молока методом безмембранного осмоса. При таком способе выделения казеиновая часть отделяется от сывороточных белков в ходе процесса. Казеин при этом сохраняет свою структуру и свойства. КНК является активным структурообразователем молочного сгустка. Пищевые волокна «фибрилот» - новый вид целлюлозы с высокой степенью гидратации и коллоидной стабильности. В структуре добавки они выполняют роль сорбента мельчайших частиц сгустка, не вошедших в его структуру при формировании. В формировании структуры участвует и пищевой фермент трансглутаминаза, сшивающий белки молока по глутаминовой кислоте и аминной группе.

Разработаны творожные продукты с использованием пищевых волокон из сахарной свеклы, тыквы, моркови, обогащенные целлюлозосодержащим компонентом без ухудшения органолептических показателей и одновременно рекомендуется вводить в

рецептурную смесь сыворотку, плодово-ягодные и овощные соки и другие жидкие компоненты.

Для увеличения выхода творога рекомендуется использование высококонцентрированного молочного белка, содержащего

всвоем составе около 90 % каппа-фракций казеина.

ВРоссии при производстве творога используются пищевые волокна «Комплит-гель ТВ-01». Создаваемая пространственная решетка при приготовлении смеси позволяет дополнительно удерживать сывороточные белки, получать более плотную улучшенную консистенцию, увеличивать выход готового продукта

19

примерно на 7…12 %. Кроме улучшения структуры творога, данная технология дает и экономический эффект.

Пищевые волокна предотвращают синерезис и повышают стойкость продукта при хранении, способствуют получению продукта с заданными реологическими характеристиками, позволяют значительно снизить себестоимость продуктов, сэкономить основное сырье и произвести конкурентоспособный и востребованный на рынке продукт.

Пищевые волокна «Комплит-гель Тв-01» представляют собой порошок от белого до светло-кремового цвета, без вкуса и запаха, хорошо растворимый в холодной воде при активном перемешивании, рН – 6…7 ед. рН. В ее состав входят: пектин (Е440); камедь рожкового дерева (Е410); пищевые волокна.

Пищевые добавки способствуют расширению ассортимента молочных продуктов, вырабатываемых на основе творога.

Эти комплексные добавки, используемые многими производителями глазированных и творожных сырков, творожных паст, позволяют сохранить сырок свежим даже после дефростации, удержать большое количество полезной сыворотки, т.е. увеличить содержание альбуминов и глобулинов в продукте , ичто немаловажно, улучшить экономические показатели. Их использование при производстве творога практически не изучено.

1.5. Лизоцим при производстве продуктов длительного хранения

Лизоцим - это фермент, обладающий антимикробной активностью. Международная комиссия по номенклатуре ферментов присвоила в 1961 году лизоциму название мурамидазы. Это было вызвано открытием субстрата данного фермента, которым оказался мукополисахарид, содержащий мурамовую кислоту и присутствующий в клеточных стенках бактерий.

Лизоцим присутствует у животных и человека в слюне, слезах, тканях сердца, селезенки, лимфатических узлов, почек, легких, в хрящах, в околоплодных водах (в том числе в яичном белке птиц рис. 1). Его обнаруживают также в материнском молоке, кишечной слизи, плевральной жидкости, мокроте, гное, доуденальном соке, лейкоцитах, в поджелудочной железе.

20