Тема 12. Технологія кисломолочних продуктів

Лекція 17. Технологія кисломолочних продуктів

1. Мікробіологія заквасок

2. Термостатний та резервуарний способи виробництва кисломолочних продуктів

Кисломолочні напої - це кисломолочні продукти рідкої або напіврідкої консистенції, отримані сквашуванням (ферментацією) молочної суміші спеціальними мікроорганізмами, які входять до складу заквасок або заквашувальних препаратів. Кисломолочні напої можуть вироблятися з внесенням харчових добавок, цукру або інших підсолоджувачів, плодів, ягід, овочів, злаків або продуктів їх переробки.

Кисломолочні напої містять корисні речовини у легкозасвоюваній формі, адже в процесі життєдіяльності заквасочної мікрофлори білки частково розщеплюються до пептонів та інших простих речовин, із лак­този утворюється молочна кислота, в продуктах накопичуються віта­міни, ферменти, антибіотичні сполуки» Молочна кислота надає продукту слабокислого освіжаючого смаку, покращує засвоєння напоїв, підвищує використання кальцію, інгібує ріст патогенної мікрофлори, має антиокси­дантні властивості, діє як консервант. Перевагою кисломолочних напоїв є нижчий порівняно з молоком вміст лактози.

Кисломолочні напої містять "живу" корисну мікрофлору.

В останні роки зросла популярність кисломолочних напоїв, що містять мікроорганізми-пробіотики (біфідобактерії, ацидофільні мо­лочнокислі палички та ін.), які є представниками нормальної кишеч­ної флори людини.

На думку деяких закордонних та вітчизняних вче­них, застосування кисломолочних продуктів з пробіотиками дозво­лить не тільки зберегти здоров'я людини, але у певній мірі замінити ліки. Згідно з міжнародними стандартами, молочні продукти, які містять не менше 1 мільйона пробіотичних молочнокислих бактерій у грамі, можуть продаватися з поміткою на упаковці "біо" і відноси­тися до розряду "health food" - здорова їжа.

Згідно з Національним стандартом України, біопродукти - це мо­лочні продукти, які містять пробіотики в кількості не менше 10⁷ КУО в грамі, корисна дія заквасочних пробіотичних культур на організм спожи­вача має бути підтверджена клінічними дсюліджениями. Біопродукти (або пробіопродукти) дозволяють відновити природні захисні властивості мікрофлори шлунково-кишкового тракту, знижують рівень холестерину, гальмують процеси старіння організму.

Лікувальний і профілактичний ефект кисломолочних напоїв можна посилити використанням пребіотиків.

Пребіотики - це харчові неперетравні добавки, які поліпшують здо­ров'я споживача стимулюванням росту та активності корисної мікро­флори кишечнику. За хімічною природою пребіотики поділяють на вуглеводи (лактулоза, інулін, пектин, харчові волокна тощо), білки (глікопептиди, лактоглобуліни) вітаміни та їх похідні Продукти, які містять пребіотичні речовини, відносять до функціональних продуктів, придатних для оздоровчо-лікувальних цілей. У молочній промисловості на сьо­годнішній день найбільш поширена лактулоза. Лактулоза - дисахарид, молекула якого складається з молекул галактози і фруктози, з'єднаних глкжозидним зв'язком; ступінь її солодкості по відношенню до цукрози 0,55. Для харчових цілей лактулоза виготовляється у вигляді сиропу з концентрацією сухих речовин 55 %.

Асортимент кисломолочних напоїв на Україні досить різноманітний. Умовно їх можна класифікувати за такими ознаками:

- спосіб виробництва: виготовлені резервуарним чи термостатним способом;

- консистенція готового продукту: з порушеним та непорушеним згустком;

- хімічні показники: жирні, маложирні і нежирні; продукти з підвище­ною масою часткою сухих знежирених речовин молока; продукти з до­даванням цукру або підсолоджувачів, плодово-ягідних і злакових напов­нювачів; збагачені вітамінами, мікроелементами та іншими біологічно-активними речовинами;

- вихідна сировина: продукти з незбираного і знежиреного молока, маслянки, сироватки;

- види заквасок: продукти приготовлені сквашуванням окремими чистими бактеріальними культурами або їх симбіотичними композиція­ми на основі лакто- та біфідобактерій, дріжджів.

До жирних кисломолочних напоїв відносять готові продукти з масо­вою часткою жиру 10,8,6,4 і 3,2 %; до маложирних відповідно 2,5; 1,5 і 1 %; до нежирних - продукти із знежиреного молока. До продуктів з підвищеною масовою часткою сухих речовин молока (11,0-18,5 %) відно­сять йогурти, кефір особливий тощо.

За характером сквашування кисломолочні напої поділяють на дві групи: отримані в результаті тільки молочнокислого бродіння (йогурт; ацидофільне молоко тощо); отримані в результаті змішаного молочно­кислого і спиртового бродіння (кефір, ацидофілія тощо).

Класифікувати кисломолочні напої можна за термінами придатності до споживання і корисним властивостям на такі три групи;

- свіжі кисломолочні напої з короткими термінами придатності до споживання;

- свіжі кисломолочні напої з подовженим терміном придатності до споживання;

- термізовані кисломолочні напої.

Мікробіологія завасок

Закваски (або заквашувальні препарати) - це одно- або багато­компонентні комбінації мікроорганізмів, що використовуються для сквашування молочної сировини під час виробництва кисломолоч­них продуктів.

Якість і біологічна цінність кисломолочних продуктів залежить від виду та складу мікрофлори бактеріальних заквасок.

Склад мікрофлори заквасок

До складу заквасок для виробництва незбираномолочних продуктів входять такі основні групи мікроорганізмів: молочнокислі бактерії, біфідобактерії, а також в окремих випадках - оцтовокислі, проліоновокислі бактерії, дріжджі,

Заквасочні культури можна поділити залежно від оптимальної тем­ператури розвитку на: мезофільні мікроорганізми, оптимальна темпера­тура розвитку яких складає 20-30 °С, та термофільні мікроорганізми, оптимальна температура росту - 40-45 °С.

- молочно-кислий стрептокок ( мезофільні – 30-35⁰С і гранична кислотність 100-120⁰Т, Lactococcus. lactis subspecies lactis, Lac. lactis subsp. cremoris. Термофільні – 40-45⁰С і 110-120⁰Т Streptococcus salibarus subsp. thermophilus).

- ароматоутворюючі бактерії ( Lac. diacetylactis subsp. lactis biovar diacetylactis 25⁰C, гранична кислотність 90-100⁰С; Leuconostoc. mesenteroides subsp. cremoris та Leu. mesenteroides subsp. mesenteroides - 18-25⁰С, 40-70⁰Т)

- болгарська паличка ( Lactobriumacte delbrueckii subsp. bulgaricum - 40-45⁰С, 200-300⁰С)

- ацидофільна паличка ( Lactobacterium acidophilum – 37-38⁰С, 180-300⁰Т – продукує антибіотики ацидофілін та лактоцидин. Розрізняють : слизисті раси, що здатні утворювати тягучий і слизистий згусток та неслизисті раси, що утворюють рівний згусток)

- оцтовокислі бактерії ( Acetobacter aceti – 25-30⁰С)

- молочні дріжджі ( Saccharomyces lactis 25-30⁰С, рН 3-9)

- кефірні грибки ( симбіотична закваска, яка містить МК стрептококи і палочки, оцтовокислі і ароматоутворюючі бактерії і дріжджі, 18-22⁰С, 95-110⁰С).

Лікувально-профілактичних властивостей надають кисломолочним продуктам закваски, що містять біфідобактерії. Ці мікроорганізми син­тезують вітаміни, незамінні амінокислоти, мають здатність руйнувати канцерогенні речовини.

Біфідобактерії- це облігатна і домінуюча частина кишкової мікро­флори здорової людини, вони виявляють антагоністичну активність по відношенню до патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів кишеч­нику. В закваски для молочних продуктів включають: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium adolescentіs, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infontis та інші. Зразу після виділення біфідобактерії-анаероби, але в процесі культивування набувають здат­ності розвиватися у присутності кисню. Оптимальна температура рос­ту 37 °С. Сприятливим для розвитку є рН середовища 6..7; при рН нижче 5,5 їх ріст гальмується.

Більшість штамів біфідобакгерій не сквашують молоко або сквашу­ють через 4 доби, адже молоко не є природним середовищем їх меш­кання. При додаванні у молоко ростових речовин; дрівджовот автолізату, кукурудзяного екстракту, гщролшшного молока - відмічається підвищен­ня біохімічної активності біфідобакгерій. В процесі йс культивування набувається здатність сквашувати стерильне молоко у пробірках через 24...36 годин, а при внесенні 5... 10 % закваски молоко утворює згусток через 8... 12 годин, а гранична їх кислотність досягає 120... 130 °Т.

Основними продуктами метаболізму біфідобакгерій при бродінні глю­кози є оцтова і молочна кислоти, невелика кількість мурашиної та ян­тарної кислот. Деякі штами продукують ферменти, полісахариди з різни­ми властивостями і складом.

При виробництві функціональних продуктів для заквашування вико­ристовують спеціальну мікрофлору: її називають пробіотичною. Пробіотики - це живі мікроорга­нізми, які забезпечують корисну дію на організм споживача, нормалізу­ючи склад та функції мікрофлори шлунково-кишкового тракту. До пробіотичних культур відносять різні види лакто- і біфідобакіерій: Lactobacterium acidophilum, Lactobacterium casei, Lactobacterium plantarum, Bifidobacterium bifidum та інші. Оздоровчий ефект про біотичних культур полягає у нормалізації мікрофлори шлунково-кишкового тракту людини, усуненні дисбактеріозів, підвищенні імунітету, зменшенні негативної дії антибіотиків, зниженні рівня холестерину в крові та ризику онкозахворювань, підвищенні антистресового фактора.

Із рідких і сухих заквасок на підприємстві готують лабораторну (ма­теринську) закваску. Лабораторну закваску використовують для приготування виробни­чої закваски. Лабораторну закваску можна готувати на незбираному або знежи­реному молоці, яке стерилізують (допускається кипіння протягом 5..10 хвилин). Стерилізацію проводять, як правило, в автоклавах при темпе­ратурі 121 ± 2 °С і тиску 0,1 МПа. Тривалість витримки молока при вказаній температурі для пляшок або колб по 0,5... 1,0 л 5-10 хвилин. Після теплової обробки молоко охолоджують до температури сквашування, яка залежить від виду закваски. В асептичних умовах в молоко вносять вміст флаконів з рідкою або сухою культурою. Заквашене молоко витримують у термостатах при температурі, оптимальній для роз­витку мікроорганізмів.

Після утворення згустку його охолоджують і збе­рігають при температурі 4..6 °С.

Готова лабораторна закваска використовується для приготування ви­робничої закваски або, в деяких випадках, безпосередньо у виробництві.

Виробничу закваску готують на стерилізованому або пастеризова­ному молоці. При приготуванні виробничої закваски у спеціальних заквасочниках або ваннах довготривалої пастеризації молоко пастеризу­ють при температурі 92...95 °С з витримкою 20...30 хвилин. Рекомен­дується набирати в ємність гаряче молоко після пастеризації. Під час витримки молока при заданій температурі пастеризації необхідно пере­мішувати його для рівномірного прогріву. Температура стерилізації моло­ка складає 121±2 °С, тиск 0,1 МПа, тривалість витримки залежить від об'єму ємності: для бідонів по 3...5 л - 10...15 хвилин; по 10 л - 15...20 хвилин; по 20 л - 20...30 хвилин. Температуру охолодження і сквашування встановлюють залежно від виду закваски. Вносять від 1 до 5% лабора­торної закваски. Після внесення лабораторної закваски молоко перемішу­ють і лишають для сквашування, як правило, у термостатних камерах. Згусток утворюється через 4... 12 годин. Далі його охолоджують до температури 3….5⁰С і зберігають у холодильній камері. Закваска повинна мати міцний однорідний згусток без виділення сироватки, смак і аромат – чисті, кисломолочні, властиві даному виду закваски. Кислотність виробничої закваски, приготованої на лактококах – не вище 80-100⁰Т, на лактобактеріях – не вище 100-140⁰Т.

Для отримання кефірної закваски молоко пастеризують при темпера­турі 92...95 °С, витримують 20...30 хвилин, охолоджують до 18...20 °С літом і 20...22 °С зимою. У підготовлене молоко вносять кефірні грибки із розрахунку 1 частина на 30...50 частин молока. Закваску перемішують і лишають для сквашування. Через 20.-24 години закваску перемішують і проціджують через стерильне металічне сито у чисту ємність. Грибки, що лишилися на ситі, використають для приготування нової порції ке­фірної закваски, для чого їх переносять у підготовлене молоко. По мірі росту грибків 1...2 рази на тиждень їх відділяють так, щоб співвідношення між кефірними грибками і молоком лишалось постійним 1:30….1:50.

Грибкову закваску використовують для виробництва кефіру або ви­робничої кефірної закваски.

Для отримання виробничої кефірної закваски в пастеризоване охо­лоджене молоко при температурі 20-22 °С вносять 1-3 % грибкової зак­васки. Молоко сквашують протягом 10-12 годин, витримують 5-7 го­дин для покрашення смаку і охолоджують до 3-5 °С.