Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнология пищевых продуктов. Учебное пособие
.pdf
8. Повышенная кислотность молока и продукта. Причина: чрез-
п/п
Группа
продуктов
Вырабатывае-
мый продукт
Состав
микрофлоры
Технологиче-
ские режимы
сквашивания
1
Вырабатываемые
с использованием
многокомпонентных заквасок
Кефир, кумыс,
тан, айран
Кефирные
грибки, состоящие из
дрожжей, молочных стрептококков, молочнокислых
бактерий
При 22±2 С
в течение
10–12 ч
2
Вырабатываемые
с использованием
мезофильных
молочнокислых
стрептококков
Творог, сметана,
простокваша
обыкновенная
Streptococcus
lactis, Streptococcus
acetoinicus,
Streptococcus
cremoris,
Streptococcus
diacetylactis.
При 30± 2 С
в течение 6–8 ч
3
Вырабатываемые
с применением термофильных
молочнокислых
бактерий
Ряженка, варенец, йогурт,
простокваша
Южная,
Мечниковская
Streptococcus
thermophillus
и Lactobacillus
bulgaricus
(болгарская па-
лочка)
При 40±2 С
в течение 3 ч
мерное увеличение дозы вносимой закваски.
К нарушению биохимических процессов в сырной массе приводит недостаточное внесение заквасочных культур, поэтому активизируется посторонняя, технически вредная микрофлора, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других
пороков вкуса и запаха [6].
5.1.4. Классификация кисломолочных продуктов
в зависимости от используемой закваски
В зависимости от состава микрофлоры заквасок и способа приго-
товления кисломолочные продукты делят на группы (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Группы кисломолочных продуктов
51
Окончание табл. 5.1
п/п
Группа
продуктов
Вырабатывае-
мый продукт
Состав
микрофлоры
Технологиче-
ские режимы
сквашивания
4
Вырабатываемые
с применением
термофильных
и мезофильных
молочнокислых
бактерий
Любительская
сметана, сметана
с пониженным
содержанием
жира, напитки
«Любительский»
«Юбилейный»,
«Русский»
Мезофильные и
термофильные
молочнокислые
стрептококки
35±2 С
в течение
5–6 ч
5
Приготовляемые
с использованием
ацидофильных
бактерий
и бифидобактерий
Ацидофильное
молоко, афидофилин, бифидопродукты
Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus,
Streptococcus
lactis, Streptococcus thermophillus
с добавлением кефирной закваски;
Bifidobacterium
bifidum
и др.
5.1.5. Процессы, протекающие при ферментации молока
Технологический процесс производства кисломолочных продуктов сводится к тому, чтобы, во-первых, уничтожить постороннюю патогенную микрофлору, а во-вторых, создать наиболее благоприятные
условия для существования и развития микрофлоры, способствующей нормальному процессу ферментации и созревания продукта
с присущими ему свойствами и характеристиками.
В пищевой промышленности сквашивание применяют для получения большинства видов кисломолочных продуктов. Главной технологической операцией является молочнокислое брожение, осуществляемое молочнокислыми бактериями и стрептококками, при котором
молочный сахар (лактоза) превращается в молочную кислоту. Благодаря использованию других процессов, которые сопутствуют основному или протекают в дальнейшем при переработке, получают такие
52
продукты, как пахта, сметана, йогурт и сыр. Показатели качества ко-
нечного продукта зависят от характеристики и интенсивности про-
цесса сквашивания. Сопутствующие процессы, происходящие при
образовании молочной кислоты, определяют особые свойства кисло-
молочных продуктов, например, при созревании сыров они опреде-
ляют вкус отдельных их сортов. В некоторых таких реакциях участие
принимают аминокислоты, пептиды и жирные кислоты, присутст-
вующие в продуктах.
При сквашивании молока возможно образование молочной, про-
пионовой или лимонной кислот, спирта, масляной кислоты или же
происходит колиформное газообразование. Главным процессом явля-
ется молочнокислое брожение, благодаря ему происходит сквашива-
ние молока. При этом гидролизуется лактоза молока с образованием
галактозы и глюкозы. Галактоза превращается в глюкозу, как прави-
ло, еще до сквашивания. Благодаря лактобактериям, присутствую-
щим в молоке происходит превращение глюкозы в молочную кисло-
ту. Изоэлектрическая точка при образовании сгустка казеина равна
4,6. Данный процесс лежит в основе производства сыра.
Иногда главную роль играет маслянокислое брожение (при про-
изводстве швейцарского сыра). В процессе брожения образуется ди-
оксид углерода, благодаря которому продукты имеют характерные
органолептические свойства: своеобразный вкус и образование глаз-
ков. В результате лимоннокислого брожения (продуцентами которого
являются плесневые грибы рода Aspergillus и Penicillum) формирует-
ся специфический вкус сметаны и сливочного сыра, благодаря таким
веществам, как диацетил, пропионовая и уксусная кислоты и др.
Существует ряд молочных продуктов, полученных на основе
спиртового брожения. В РФ данный способ нашёл применение при
переработке молока, однако в производстве кисломолочных продуктов считается нежелательным. Спиртовое брожение вызывают плесневые грибы рода Torula, которые стараются «подавить». Кроме того, нежелательным считается маслянокислое брожение и колиформное газообразование.
53
Сегодня процесс ферментации тщательно контролируется. На пе-
рерабатывающих предприятиях процесс брожения полностью автоматизирован, что облегчает работу технолога. При производстве молочных продуктов используют как симбиотические закваски культур
микроорганизмов, так и чистые монокультуры. На предприятиях
с помощью технохимического и микробиологического контроля постоянно следят за составом и качеством лабораторной и производственной закваски, используемой в технологическим процессе производства продуктов [7].
5.1.6. Микроорганизмы, которые входят в состав заквасок,
используемых для получения кисломолочных продуктов
Для производства кисломолочных продуктов и напитков используют как правило или штамм одной культуры лактобактерий, или искусственную симбиотическую закваску, состоящую из нескольких видов или штаммов культур микроорганизмов. Закваски состоят из микроорганизмов, образующих молочную кислоту и ароматические вещества, т. е. делятся на две категории – кислотообразующую и ароматообразующую. В табл. 5.2 представлены некоторые виды микроорганизмов, используемых при производстве молочных продуктов с помощью
сквашивания (ферментации), а также указана их роль в данном процессе. Использование того или иного штамма или комбинации нескольких
штаммов, вида или видов микроорганизмов определяются условиями
получения кисломолочных продуктов с желаемыми свойствами (например, скорость образования молочной кислоты).
Так, энергичным кислотообразователем, который по гомоферментативному типу сбраживает глюкозу и впоследствии накапливает
в результате брожения преимущественно молочную кислоту (максимальная кислотность в молоке – 100–120 °Т), является Str. lactis.
Температурный оптимум для него составляет +30 °С, а экспоненциальный растет при 41–45 °С, рост протекает при концентрации NaCl
не более 5,5 %.
В результате развития гомоферментативного кислотообразующего
Str. cremoris образуется более нежный сгусток, способный при
54
обработке удерживать больше подсырной сыворотки, чем обычно.
Культура
Функция
Область применения
Propionibacterium
P. shermaii
P. petersonii
Формирование вкуса,
образование глазков
Производство
швейцарского сыра
Lactobacillus
L. casei
L. helveticus
L. lactis
L. bulgaricus
Образование кислоты
Созревание, закваска
швейцарского сыра,
производство сыров
типа швейцарского.
Производство йогурта
Leuconostoc
L. dextranicum
L. citrovorum
Формирование вкусовых
веществ из лимонной
кислоты (главным
образом, диацетила)
Производство сметаны,
сливочного масла,
заквасок
Streptococcus
S. thermophillus
S. lactis
S. cremoris
Образование кислоты
Производство йогурта
и швейцарского сыра,
закваски для сыров
Таким образом можно получить сыр с более нежной консистенцией.
Str. cremoris при температуре 40 °С сильно ингибируются. Штаммы
данного вида являются умеренными галлофилами, поэтому
чувствительны к NaCl и присутствию ингибирующих веществ в сырье.
Другой вид стрептококков, Str. diacetilactis, является гетеро-
ферментативным представителем данного семейства, у которого рН
находится в пределах 4,7–5,0 ед., t
= 20–26 °С, однако некоторые
opt
штаммы могут расти и при 37 °С, поэтому температурный период
экспоненциального роста составляет 36→10 °С. Кроме того, является умеренным галлофилом, поскольку растет при концентрации
NaCl 3,0 %. В процессе ферментации Str. diacetilactis молочного
сахара образуется не только молочная кислота, но и значительное количество летучих жирных кислот, углекислого газа, диацетила, ацетоина, благодаря которому происходит образование аромата специфического рисунка в сырах.
Таблица 5.2
Функциональная роль некоторых бактерий,
используемых при переработке молока
55
Гомоферментативный Str. thermophillus относится к умерен-
ным кислотообразователям, способным развиваться при рН не более
4,5 ед., t
t
= +20 °С. Способен выдерживать щадящую пастеризацию при
min
= 43±2 °С, некоторые штаммы способны расти при 50 °С,
opt
63±2 °С в течение 30±2 мин.
Вид Lactobacillus helveticus и его штаммы способны сбражи-
вать лактозу по гомоферментативному типу, является очень сильным
кислотообразователем (максимальная кислотность в молоке – 300–
350 °Т). Оптимальная температура развития составляет 40–42 °С, при
ферментации рост биомассы прекращается при 15 °С, t
= 52±2 °С.
max
Другой представитель лактобактерий L. lactis, является го-
моферментативным микроорганизмом, более слабым кислотообразователем по сравнению с L. helveticus (не более 300 °Т), молочная кислота
(С3Н6О3) образуется не более 1,6 %. Растет при t
ферментации рост биомассы прекращается при 15 °С, t
= 42±2 °С, при
opt
= 51±2 °С.
max
Гомоферментативная молочнокислая палочка L. plantarum явля-
ется очень слабым кислотообразователем (максимальная кислотность
в молоке не превышает 150 °Т). Некоторые штаммы не свертываются,
а лишь подкисляют молоко, t
= 32±2 °С, рост культуры происходит
opt
в пределах от 15 до 40 °С.
Практически не свертывает молоко L. fermentum, относящийся
к гетероферментативным лактобактериям, его оптимальная температура роста 32±2 °С, а температурный интервал роста биомассы составляет от 15 до 45 °С.
Благодаря селекции продуцентов были получены стандартизован-
ные чистые культуры микроорганизмов с четко определенными свойствами для конкретных видов молочнокислых продуктов питания. Разрабатывают концентрированные культуры, использование которых не
требует наличия специализированного помещения и оборудования для
ферментации на предприятии, а также специально обученного обслуживающего персонала.
При производстве молочных продуктов (творог, сыр, сметана)
такие концентраты заквасочных культур вносят непосредственно
56
в ванну для сквашивания или в резервуар с молоком, сливками или
нормализованной смесью.
Йогурт получают путём сквашивания подвергнутого термообработке молока 2 – 3 % искусственной закваской. Основными продуцентами закваски являются бактерии Str. thermophillus и L. bulgaricus. Тем-
пература ферментации составляет 40±2 °С. Для получения продукта с
необходимыми органолептическими свойствами соотношение
Str. thermophillus и L. bulgaricus должно быть 1:1. В начале процесса
сквашивания молочную кислоту образует в основном Streptococcus
thermophillus. Периодически необходимо закваски обновлять, для поддержания соотношения основных продуцентов в ней.
Благодаря культуре L. bulgaricus йогурт приобретает характерный вкус, поскольку именно она синтезирует из лактозы молока и ацетальдегида молочную кислоту.
Сброженная пахта. Получают чаще всего из снятого молока путем
добавления закваски, представляющей собой смесь Str. lactis или
Streptococcus cremoris и Leuc. citrovorum и Leuc. dextranicum.
Данные микроорганизмы необходимы для формирования органолептических свойств пахты; бактерии рода Streptococcus при этом играют доминирующую роль, а также обеспечивают свертывание молока и снижение рН до значений, при которых образующие ароматические вещества бактерии синтезируют наибольшее количество летучих кислот.
Сметана. Для приготовления сметаны сливки пастеризуют и до-
бавляют 0,5–1 % закваски, состоящей из бактерии рода Lactobacillus
и Streptococcus, используемой при производстве масла. Сметану вы-
держивают до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не достигнет 0,5–0,8 %.
Бифидопродукты. К бифидопродуктам относятся продукты лечебно-профилактического и функционального назначения, их относят
к эубиотикам (биологически активным добавкам, обеспечивающим
нормальный состав и функциональную активность микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека). В основном для производства бифидопродуктов используются бактерии вида Bifidobacterium bifidum.
57
Ассортимент бифидопродуктов весьма разнообразен, однако мож-
но выделить 4 группы продуктов, наиболее востребованных на рынке.
1. Бифидокефиры (вырабатывают из цельного или обезжиренно-
го молока с использованием кефирных грибков и закваски бифидобактерий или бакконцентрата бифидобактерий).
2. Биойогурты (вырабатывают из цельного молока с использо-
ванием заквасок, приготовленных на ацидофильной или болгарской
палочках, термофильном стрептококке, и закваски бифидобактерий
или бактериального концентрата бифидобактерий).
3. Биосметана (вырабатывают из сливок с использованием заква-
сок на молочнокислых бактериях и обогащением закваской или бакконцентратом бифидобактерий).
4. Бифилин (вырабатывают из натурального коровьего молока путем
сквашивания чистой культурой бифидобактерий, способных подавлять
условно-патогенную микрофлору желудочно-кишечного тракта).
Диетические свойства кисломолочных продуктов. Кисломо-
лочные продукты относятся к лечебным и диетическим видам продуктов, несмотря на то, что являются продуктами массового потребления. В конце XIX в. И.И. Мечников обратил внимание на то, что
с помощью молочнокислых бактерий L. acidophilus возможно восстановление нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта
в случае ее нарушения с развитием чужеродных микробов.
Некоторые продукты жизнедеятельности микроорганизмов обла-
дают биологической активностью: например витамины, антибиотики.
Кисломолочные продукты, воздействуя на секреторную функцию
желудка, возбуждают аппетит и способствуют быстрому выделению
ферментов, которые ускоряют процесс переваривания пищи, нормализуют деятельность кишечника и благоприятно воздействуют на
нервную систему. Диетические свойства кисломолочных продуктов,
кроме того, объясняются их легкой усвояемостью за счет частичного
распада белков молока.
58
Приготовление сыра заключается в свертывании обезжиренного
или цельного молока под действием сычужного фермента и микробиологической закваски молочнокислых бактерий Streptococcus
lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Leuc. citrovorum. Кальций отделяется от казеина в результате свертывания белка и выпадает в виде хлопьев водонерастворимой казеиновой кислоты. Овечье, козье,
коровье или кобылье молоко выступает в качестве основного сырья
для приготовления различных видов сыра. В зависимости от технологии получения сыра подсырную сыворотку отделяют от сырного зерна на фильтр-прессе полностью или частично. Сырное зерно засевается закваской, состоящей из молочнокислых микроорганизмов в соответствии с видом и сортом вырабатываемого сыра. При его созревании химический состав и физические свойства сырного зерна существенно меняются под влиянием выделяемых ферментов микроорганизмов. Разнообразие сортов сыра объясняется их происхождением: свойствами микроорганизмов, температурой сквашивания и наличием или отсутствием вторичной микрофлоры, растущей на сыре.
Виды некоторых сыров специально заражают спорами плесневого
гриба, например рокфор – Penicillium roquefortii. При этом рост
плесневых грибов в сыре придает продукту характерный вкус и аромат (Горгонзола, Камамбер, Рокфор, Дорн Блю и др.) Благодаря действию фермента микробной липазы, расщепляющего жиры молока с
образованием жирных кислот (капроновой, каприновой, каприловой
и др.), сыр Рокфор приобретает острый привкус. При производстве
сыра Камамбер используют плесневые грибы вида Penicillium
camambertii.
Созревание сыра длится от нескольких недель до нескольких месяцев (для сыра Чеддер – 8 мес.). В первые недели созревания число
микроорганизмов в массе сыра увеличивается и достигает нескольких
сотен миллионов на 1 г сыра, потом число живых бактерий и дрожжей снижается. Сыр должен созревать при пониженной температуре
(для сыра Рокфор – не выше 9 С).
59
Коровье масло. Для получения коровьего масла используют сливки
от 30–32 до 40 % жирности. При сбивании высокожирных сливок
эмульсия масла в воде превращается в эмульсию воды в масле.
При производстве масла для улучшения вкуса и устранения неко-
торых нежелательных привкусов, а также лучшей сохранности используют культуры молочнокислых бактерий. Впервые для этих целей были использованы штаммы Str. lactis и близких видов, а затем –
смешанные культуры, включающие Str. lactis, Leuc. citrovorum
и L. dextranicum.
5.2. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЯСНЫХ И РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ
При производстве новых современных мясопродуктов обязатель-
но используют молочнокислое брожение. Например, при изготовлении сырокопченых колбасах и в рассолах для цельномышечных мясных изделий (окорок, грудинка, корейка) молочнокислые бактерии
подавляют рост патогенной микрофлоры, а также участвуют в формировании органолептических показателей готового продукта. В мясопродукты, требующие бактериальной ферментации, обычно добавляют закваску, содержащую специально отобранные штаммы Lacto-
bacillus и Streptococcus, Pediococcus. В этом случае на упаковке
должно быть указано, что в состав продукта входят те или иные микроорганизмы.
5.2.1. Применение ферментных препаратов
Протеолитические ферменты широко используют для размягче-
ния мяса и улучшения его обработки. В промышленных масштабах
использование ферментных препаратов связано с рядом технологических задач. В табл. 5.3 представлены достоинства и недостатки способов обработки мяса протеолитическими ферментами.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]