Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнология пищевых продуктов. Лабораторный практикум
.pdf
структур; липолитическая и фосфолипазная активность; галактозидазная активность; способность к масштабному образованию диацетила, ацетоина, летучих жирных кислот; скорость и глубина гликолитического распада лактозы до молочной кислоты; способность к образованию диоксида углерода и других газов; сорбция кислорода при
метаболических реакциях; способность изменять развитие микроорганизмов группы кишечной палочки и маслянокислых бактерий; способность к жизнедеятельности под воздействием поваренной соли;
резистентность к фаготипам.
По характеру сквашивания кисломолочные продукты условно
делят на две группы: полученные в результате только молочнокислого брожения (простокваша, йогурт) и смешанного – молочнокислого
и спиртового (кефир, кумыс). При молочнокислом брожении на молочный сахар воздействует фермент лактаза, выделяемый молочнокислыми бактериями. Процесс идет через ряд последовательных превращений – расщеплений лактозы на глюкозу и галактозу, которые
образуют пировиноградную кислоту, а она, в свою очередь, восстанавливаясь, образует молочную кислоту. Побочными продуктами
данной реакции являются диацетил, углекислота, низкомолекулярные
жирные кислоты.
При смешанном брожении на лактозу воздействуют молочнокислые бактерии (образуют молочную кислоту) и дрожжи (расщепляют
пировиноградную кислоту на уксусный альдегид и углекислый газ; из
уксусного альдегида под действием реакции восстановления образуется этиловый спирт).
Молочнокислые бактерии по способности образовывать в качестве главного продукта молочную кислоту подразделяют на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные при
сбраживании гексоз (глюкозы, фруктозы, маннозы и галактозы), дисахаридов (лактозы, мальтозы, сахарозы) и полисахаридов образуют
молочную кислоту и незначительное количество фумаровой и янтарной кислот, этилового спирта, летучих кислот и углекислоты.
21
Гетероферментативные бактерии образуют значительно большее
Вид
молочнокислых
бактерий
Способность
к гелеобразованию,
мин
Кислотообразующая
способность,
°Т
Оптимальная
температура
роста, °С
Str. latic
Str. thermophilus
L. lactis
L. helveticus
L. bulgaricus
L. acidophilus
260–450
200–300
200–350
200–350
150–300
150–300
95–115
100–140
150–300
240–300
160–320
180–320
25–32
40–45
40–45
40–45
40–45
37–40
количество уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа и
других побочных продуктов, используя для этих целей до 50 % сбраживаемых углеводов.
В зависимости от числа видов микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры, бактериальные закваски и бактериальные концентраты подразделяют на моновидные, состоящие из микроорганизмов
одного вида, а также поливидные, состоящие из двух или более видов
микроорганизмов.
В зависимости от температурных границ роста микроорганизмов
(табл. 3.1), входящих в состав микрофлоры, выделяют мезофильные
(температурный интервал жизнедеятельности от 5 до 40 °С с оптимумом 25–30 °С), термофильные (температурный интервал жизнедеятельности от 15 до 60 °С с оптимумом 40–50 °С) и смешанные.
Таблица 3.1
Свойства молочнокислых бактерий
В зависимости от физического состояния и способа производства
бактериальные закваски и бактериальные концентраты выпускают
жидкие; сухие, получаемые сублимационной сушкой; сухие, получаемые распылительной сушкой; сухие, получаемые сушкой адсорбентами; замороженные; на плотных средах. Выбор отдельных видов
и штаммов микроорганизмов для включения их в состав промышленного бактериального препарата проводится с учетом особенностей
технологии кисломолочных продуктов.
22
Приготовление лабораторных заквасок и активизацию бактериальных концентратов проводят в специально выделенном помещении при
бактериологической лаборатории. Для приготовления лабораторной закваски применяют стерилизованное цельное или обезжиренное молоко,
а для производственной – пастеризованное или стерилизованное молоко. Стерилизация молока осуществляется при температуре 121±2 °С с
выдержкой 5–30 мин в зависимости от вида емкости. Стерилизованное
молоко охлаждают до оптимальной температуры развития микрофлоры, вносят сухую или жидкую закваску и выдерживают в термостатах
при данной температуре. После образования сгустка (через 14–20 ч) закваску охлаждают и хранят при температуре 4–6 °С.
Из лабораторной закваски на чистых культурах приготавливают
первичную производственную закваску на стерилизованном или пастеризованном молоке. Молоко пастеризуют при температуре 95 °С с
выдержкой в течение 2 мин, охлаждают до требуемой температуры,
вносят закваску и оставляют до образования сгустка. После пастеризации молоко запрещается переливать в другую емкость во избежание загрязнения его посторонней микрофлорой [4].
Реактивы, оборудование, материалы: 1 %-ный раствор фенолфталеина, 0,1 М раствор гидроксида натрия, 2,5 %-ный раствор сернокислого кобальта, дистиллированная вода, электроплитка, водяная
баня, холодильная камера, термометр спиртовой с диапазоном измерения температур в интервале от 0 до 100 °С, металлическое ситечко,
колбы плоскодонные вместимостью 250 и 750 мл, термостойкий химический стакан вместимостью 1000 мл, пипетка градуированная
стерильная (10 мл), бюретка для титрования (5 мл), молоко обезжиренное (1 л) молоко цельное (1 л), заквасочные культуры кефирных
грибков (1 г), марля медицинская, резинка канцелярская.
Подготовка к выполнению лабораторной работы
Подготовка закваски кефирных грибков для получения кефира
Поскольку для выполнения работы используются сублимированные кефирные грибки, прежде чем приступать к получению сывороточного напитка, необходимо их восстановить для рабочего с точки
23
зрения биотехнологии состояния. Для этого сухие кефирные грибки
необходимо поместить на 30–40 мин в дистиллированную воду с
температурой 30–40 °С в соотношении 1 г на 10 мл воды.
После выдержки в воде грибки переместить в обезжиренное пастеризованное молоко, при этом соотношение грибков и обезжиренного молока должно составлять 1:40÷50. При температуре 25–30 °С выдержать их до образования сгустка, который должен появиться через
24–30 ч. В процессе сквашивания закваску 1–2 раза перемешать.
Порядок выполнения работы
Перед внесением закваски цельное молоко объемом 1 л необходимо поместить в химический стакан на электрической плитке и пастеризовать при температуре 76+2 °С в течение 25–30 с, затем охладить до температуры заквашивания 28±2 °С. Далее, согласно заданию, каждой подгруппе внести в подготовленное молоко соответствующую закваску кефирных грибков (1 г), сметаны (60 г) и искусственную молочнокислую закваску (1 столовая ложка). Затем закрыть
банку марлей и поставить в теплое место для сквашивания на 24 ч.
Полученные напитки необходимо профильтровать с помощью сита с
целью отделения грибковой закваски. После чего напитки поместить
в холодильник для выдержки и последующего определения органолептических показателей качества, а также кислотности полученных
кисломолочных напитков.
Титруемую кислотность определяют методом, основанным на
нейтрализации кислотных компонентов, содержащихся в молоке,
раствором гидроксида калия или натрия в присутствии индикатора
фенолфталеина.
В колбу вместимостью 100 мл налить 20 мл дистиллированной
воды, 10 мл исследуемого образца и три капли 1 %-ного раствора фенолфталеина. Смесь тщательно перемешать и титровать раствором
щелочи до появления слабо-розового окрашивания, соответствующего контрольному эталону окраски, не исчезающего в течение 1 мин.
24
Для приготовления контрольного эталона окраски в колбу вме-
Показатель
Характеристика
Консистенция
и внешний вид
Однородная масса с ненарушенным сгустком без отделения
сыворотки, при заквашивании ацидофильной и болгарской
палочкой – вязкая, при заквашивании термофильными
стрептококками – тягучая
Вкус и запах
Приятный, кисломолочный, без посторонних привкусов и
запахов
Цвет
Белый, однородный по всей массе
стимостью от 100 мл налить 20 мл дистиллированной воды, 10 мл исследуемого молока и 1 мл 2,5 %-ного раствора сернокислого кобальта. Смесь тщательно перемешать.
Кислотность в градусах Тернера (°Т) найти посредством умножения объема (в мл) раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию кислотных компонентов, содержащихся в 10 мл молока,
на коэффициент, равный 10. За окончательный результат анализа
принять среднее арифметическое значение двух параллельных определений, округляя результат до второго десятичного знака. Допускаемая погрешность результатов анализа составляет ± 1,9 °Т. При
большем расхождении испытание повторить с четырьмя параллельными пробами. При этом расхождение между средним арифметическим значением результатов четырех определений и любым значением из четырех результатов определения не должно превышать 1,8 °Т.
При большем расхождении заново приготовить все реактивы и провести испытание с четырьмя параллельными пробами.
Определение органолептических показателей кисломолочного
продукта (вкуса, запаха, внешнего вида, консистенции) провести с
учетом рекомендаций технического регламента, приведенных в
табл. 3.2 [4].
Таблица 3.2
Органолептические показатели кисломолочных напитков
25
Препараты для микробиологического контроля приготовить
путем нанесения петлей на чистое предметное стекло небольшой
капли исследуемого материала (продукт можно развести дистиллированной водой) и распределить на площади около 1 см2. Препарат высушить при комнатной температуре, зафиксировать на
пламени горелки и покрасить метиленовым голубым. Под микроскопом просмотреть в 4–5 полях зрения с целью обнаружения присутствия посторонних микроорганизмов и интенсивности развития
заквасочной микрофлоры.
Содержание отчета: отчет по работе должен содержать название работы, цель, краткие теоретические положения, методы исследования. По результатам изменения кислотности в процессе сквашивания строят графики. На графике выделяют фазу медленного нарастания кислотности, соответствующую lag-фазе, и фазу интенсивного
нарастания кислотности. По результатам работы написать развернутый вывод.
Контрольные вопросы
1. Что такое биотехнология применительно к получению молочных
продуктов?
2. Назовите основные принципы подбора заквасок для кисломолочных
продуктов.
3. Как определяют массовую долю лактозы и титруемую кислотность в
молоке?
4. Какие типы брожения в молоке может вызывать микрофлора?
5. Что такое симбиотическая закваска?
6. Назовите основные режимы культивирования микроорганизмов при
получении кисломолочных продуктов.
7. Какие молочные продукты получают с использованием
биотехнологии?
8. Чем кефир отличается от йогурта?
26
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СВЕРТЫВАНИЕ
МОЛОКА СЫЧУЖНЫМ ФЕРМЕНТОМ
Цель работы: ознакомление с процессом свертывания молока
под действием сычужного фермента или другого заменяющего его
молокосвертывающего фермента, а также изучение влияния количества сычужного фермента, температуры свертывания, содержания солей кальция на процесс сычужного свертывания молока.
Теоретические сведения
Одно из основных свойств молока – способность свертываться
под действием сычужного фермента – широко используется в сыроделии для выработки разнообразных сыров. Лишь при производстве
некоторых видов сыра вместо сычужного используется кислотное
свертывание.
Активность фермента выражается отношением 1 г фермента к количеству свернувшегося молока (в г) при 35 °С в течение 40 мин. Активность фермента в 100 тыс. ед. означает, что 1 г сычужного порошка
свертывает 100 тыс. г, или 100 кг, молока в течение 40 мин при 35 °С.
Свертывание молока сычужным ферментом происходит при слабокислой реакции молока (рН = 5,9-6,0 ед) и достаточном содержании растворимых солей кальция. Медленное или быстрое свертывание молока сычужным ферментом, образование «вялого» или «плотного» сгустка определяет формирование качественных показателей
сыра. От свойств сычужного сгустка зависит скорость выделения сыворотки из сырного зерна при обработке его в ванне и содержание в
нем влаги, которое в свою очередь влияет на ход ферментативных
процессов созревания сыра, структуру и физические свойства сырного теста и тем самым на качество сыра.
По изучению химизма действия сычужного фермента на казеин
молока проведено много работ, однако сущность сычужного свертывания молока до сих пор окончательно не раскрыта.
27
Согласно теории проф. П.Ф. Дьяченко, сычужное свертывание
молока проходит в две стадии.
На первой стадии под действием сычужного фермента в молекуле казеина происходит разрыв фосфоамидных связей (между аминными группами некоторых аминокислот и ОН-группами фосфорной
кислоты). При этом ОН-группы освобождаются, а казеин переходит в
параказеин.
Вторая стадия – это соединение освободившихся ОН-групп фосфорной кислоты с ионами кальция. Каждый ион кальция связывает две
ОН-группы, последовательно соединяя таким образом молекулы параказеина в длинные цепи. Эти цепи образуют трехмерную объемную
структуру, в «петлях» которой прочно удерживаются жировые шарики
и влага. Вследствие этих процессов и образуется сычужный сгусток.
На процесс свертывания молока сычужным ферментом оказывает
большое влияние ряд факторов: температура свертывания, содержание
растворимого кальция, кислотность молока, содержание белковых веществ, режимы пастеризации молока, примесь молозива и др. [5].
Реактивы, оборудование, материалы: сычужный фермент или
другой, заменяющий его ферментный препарат, 40 %-ный раствор
хлорида кальция, весы аналитические или технические; баня водяная
с терморегулятором; секундомер; термометр спиртовой с диапазоном
измерения температур в интервале от 0 до 100 °С; стаканы химические (4 шт. вместимостью по 150 или 200 мл); мерный цилиндр вместимостью 100 мл; пипетки вместимостью 10 мл.
Порядок выполнения работы
Задание 1. Влияние количества сычужного фермента на
процесс свертывания молока
1. Приготовить по 10 мл растворов сычужного фермента сле-
дующих концентраций: 0,25 %, 1,0 %, 2,0 %, 3,0 %. Для этого необходимо взвесить на технических весах соответствующее количество су-
28
хого порошка и растворить его в пастеризованной при 85 °С и охлажденной до 30–40 °С воде, доведя объем до 100 мл.
2. Определить продолжительность свертывания молока получен-
ными растворами сычужного фермента.
В водяную баню с температурой 40–42 °С поместить четыре химических стакана, в которые отмереть по 100 мл подогретого до 40–
42 °С молока одного качества. Предварительно в молоко необходимо
внести 40 %-ный раствор хлорида кальция. Масса его может колебаться от 10 до 40 г безводной соли на 100 кг молока. Для приготовления 40 %-ного раствора хлорида кальция 1 кг соли растворить в
1,5 л воды, нагреть до температуры 80–90 °С и отстоявшийся светлый
раствор использовать в дальнейшем для выполнения работы. В
100 мл такого раствора должно содержаться 38–40 г безводной соли.
После внесения рассчитанного количества 40 %-ного раствора хлорида кальция в стаканы с подогретым молоком необходимо ввести
10 мл раствора сычужного фермента и подогреть до температуры
свертывания в следующем порядке:
0,25 %-ный раствор, что соответствует 0,025 г сухого порошка
фермента;
1 %-ный раствор, что соответствует 0,1 г сухого порошка
фермента;
2 %-ный раствор, что соответствует 0,2 г сухого порошка
фермента;
3 %-ный раствор, что соответствует 0,3 г сухого порошка
фермента.
Внесенный фермент нужно быстро перемешать с молоком, после
чего оставить в покое до появления на стенках хлопьев образовавшегося сгустка. Продолжительность свертывания отмечать по секундомеру. Полученные данные занести в табл. 4.1. По полученным данным в ходе выполнения задания необходимо построить график зависимости продолжительности свертывания молока от количества внесенного сычужного фермента.
29
Задание 2. Влияние температуры на процесс свертывания
молока
1. Приготовить 1 %-ный раствор сычужного фермента так же, как
и в задании 1.
2. В молоко внести 40 %-ный раствор хлорида кальция из расчета
40 г на 100 кг молока.
3. Определить продолжительность свертывания молока сычуж-
ным ферментом при следующих температурах: 10–12, 32–33, 40–41,
63–65 °С.
Порядок выполнения аналогичен вышеприведенному.
Температура водяной бани должна быть равна температуре свертывания молока или на 2–3 °С выше.
Раствор фермента перед внесением в молоко должен быть подогрет до соответствующей температуры. По полученным данным, внесенным в табл. 4.1, построить график зависимости продолжительности свертывания молока от температуры.
Задание 3. Влияние солей кальция на свертывание молока
сычужным ферментом
Приготовить 1 %-ный раствор сычужного фермента (см. задание
1). Полученное для опыта молоко разделить на четыре части и приго-
товить следующим образом:
молоко без добавки солей кальция (контроль);
добавить к молоку 40 %-ный раствор хлорида кальция из
расчета 10 г соли на 100 кг молока;
добавить к молоку 40 %-ный раствор хлорида кальция из
расчета 30 г соли на 100 кг молока;
добавить к молоку 40 %-ный раствор хлорида кальция из
расчета 40 г соли на 100 кг молока.
В стаканы с подготовленным молоком внести 10 мл 1 %-ного
раствора сычужного фермента, быстро перемешать содержимое, после чего оставить в покое до появления на стенках стакана хлопьев
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]