Технология производства молочных продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Молоко по праву считают одним из чудес на Земле. За высокую пищевую ценность его называли «белой кровью», «эликсиром жизни», «источником здоровья», «соком жизни». Молоко можно рассматривать в нескольких аспектах: с точки зрения физиологии, как объект с определенными физико-химическими свойствами или как пищевой продукт. В связи с этим существует как минимум три определения этого продукта.

Молоко -- биологическая жидкость, образующаяся в молочной железе млекопитающих животных и предназначенная для вскармливания детеныша и предохранение его от инфекций в начальный период жизни. Молоко образуется из тех веществ, которые поступают в молочную железу вместе с кровью. Из составных частей материнской крови образуется новый продукт, необходимый для поддержания только что возникшей жизни. Поэтому с точки зрения физиологии молоко предназначено удовлетворить все нужды живого организма.

Молоко -- многокомпонентная сбалансированная полидисперсная система, изменяющая свое состояние при воздействии различных факторов. Компоненты этой системы придают ей высокие питательные, иммунологические и бактерицидные свойства.

Молоко -- полноценный и полезный пищевой продукт, содержащий все необходимые для организма человека питательные вещества. Это обусловлено естественным назначением молока в природе, которое заключается в обеспечении молодого организма питанием после рождения. Состав молока изменяется в зависимости от вида животного и периода лактации, поэтому он непостоянен.

Табл.1. Количественный состав молока

Широкое применение молоко находило как противоядие при отравлениях. Молоко способно нормализовать обмен веществ, оно рекомендуется людям, работающим с радиоактивными и токсичными веществами. Молоко полезно и для большинства населения крупных промышленных мегаполисов, а для жителей сельской местности оно зачастую является одним из основных пищевых продуктов.

Энергетическая ценность 100 г молока 3,2 %-ной жирности составляет 580 ккал (2427 кДж). Благодаря содержанию в молоке важных питательных веществ, главным образом белка, углеводов, витаминов, минеральных веществ, оно обладает и защитным действием, поэтому в целях охраны здоровья на предприятиях, где существуют вредные условия труда, работники получают молоко.

Молоко использовалось в качестве пищевого продукта многими народами различных цивилизаций, и в ходе развития человечества сформировались следующие направления его использования:

· в рационе населения;

· как средство для вскармливания молодняка и корма в животноводстве;

· в качестве сырья для производства пищевых продуктов;

· как источник получения отдельных компонентов молока, которые служат сырьем для фармакологии и других отраслей промышленности.

И, наконец, в соответствии с Федеральным законом № 88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» (с учетом изменений согласно ФЗ № 163), т.е. с нормативно-правовой точки зрения:

Молоко - это продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавлений к этому продукту или извлечений каких-либо веществ из него.

Табл.2. Содержание основных белков в коровьем молоке

Табл.3. Содержание и функции сывороточных белков

Табл.4. Жирнокислотный состав молочного жира

Табл.5. Содержание основных минеральных компонентов молока

Табл.6.Содержание основных витаминов в молоке

^* Обозначение растворимости витаминов: Ж - жирорастворимые, В - водорастворимые.

Основные технологические свойства молока:

· Термоустойчивость -- способность молока выдерживать нагревание при высоких температурах без видимой коагуляции белков. Основными показателями устойчивости белковых молекул в растворе являются поверхностный заряд и степень гидрофильности частиц. Следовательно, факторы, уменьшающие отрицательный заряд казеиновых мицелл и степень их гидратации, будут снижать термоустойчивость молока. К этим факторам относятся количественные и качественные изменения химического состава молока, в первую очередь фракционного состава казеина, а также степень денатурации сывороточных белков, солевой состав и pH молока. Колебания состава молока зависят от времени года , стадии лактации, породы животных, рационов кормления и т.д.

На термоустойчивость молока существенно влияет содержание ионов кальция. При повышении содержания ионов кальция в молоке происходит их присоединение к казеинаткальцийфосватному комплексу. В результате этого уменьшается отрицательный заряд казеиновых частиц, и они агрегируют и коагулируют при нагревании.

Свежее молоко кислотностью 16-18 ⁰Т(pH 6,6-6,7) выдерживает высокотемпературную обработку без видимой коагуляции белков. Повышение кислотности приводит к снижению термоустойчивости, поскольку в результате уменьшается заряд белковых частиц и часть коллоидных солей кальция переходит в растворимое состояние. Это приводит к агрегации казеиновых частиц и их коагуляции при нагревании.

Термоустойчивость важно контролировать при выработе стерилизованных продуктов, молочных консервов, продуктов детского питания.

· Сычужная свертываемость -- способность молока свертываться под действием сычужного фермента с образованием плотного сгустка. На сычужную свертываемость влияют в первую очередь содержание казеина и ионов кальция: чем выше их содержание, тем быстрее свертывается молоко и тем плотнее получается сгусток.

Биохимические процессы брожения

При молочнокислом брожении на молочный сахар воздействует фермент лактаза, выделяемый молочнокислыми бактериями. На первой стадии брожения молекула лактозы расщепляется на две молекулы моносахаридов -- глюкозу и галактозу.

В результате ферментативных превращений из глюкозы и галактозы вначале образуется пировиноградная кислота, которая под действием фермента кодегиразы затем восстанавливается до молочной кислоты.

В результате побочных процессов, протекающих одновременно с молочнокислым брожением, из лактозы образуются некоторые летучие кислоты, углекислый газ и др. Под действием ароматообразующих бактерий молочный сахар разлагается, образуя диацетил, придающий продукту специфический запах.

В ходе молочнокислого брожения на образование молочной кислоты, диацетила и других веществ расходуется 20 -- 25 % всей содержащейся в молоке лактозы. Остальное ее количество поступает в организм человека и потребляется в процессе жизнедеятельности молочнокислой микрофлоры кишечника.

При смешанном брожении на лактозу воздействуют ферменты молочнокислых бактерий и молочных дрожжей. Молочный сахар вначале также расщепляется на глюкозу и галактозу, из которых образуется пировиноградная кислота. Под действием ферментов молочнокислых бактерий часть пировиноградной кислоты восстанавливается до молочной кислоты, а другая часть под действием фермента карбоксилазы, содержащегося в клетках молочных дрожжей, расщепляется на уксусный альдегид и углекислый газ:

СН₃СОСООН СН₃СОН + СО₂

Уксусный альдегид восстанавливается в этиловый спирт:

СН₃СОН + Н₂ С₂Н₅ОН

В общем виде спиртовое брожение можно представить так:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О 4 С₂Н₅ОН + СО₂

Образующаяся в процессе молочнокислого и смешанного брожения молочная кислота взаимодействует с казеинаткальцийфосфатным комплексом молока; при этом снижается его отрицательный заряд и отщепляется кальций. В результате частицы казеина теряют устойчивость, агрегируют и коагулируют.

Вследствие биохимических процессов кисломолочные напитки усваиваются значительно легче и быстрее, чем обычное молоко. ( Табл. 7) Это происходит благодаря частичной пептонизации белков молока с получением легкоусвояемых простых веществ. Образующиеся молочная кислота, углекислый газ, спирт вызывают интенсивное выделение соков и ферментов, ускоряющих усвоение.

Диетические кисломолочные продукты

По производству диетических кисломолочных продуктов и разнообразию их ассортимента Россия занимает ведущее место в мире. Их ассортимент увеличивается с каждым годом.

В нашей стране вырабатывают кефир, простокваши (обыкновенная, болгарская или мечниковская, южная, ацидофильная, варенец, ряженка), напитки «Южный», «Снежок» и др., ацидофилин и ацидофильно-дрожжевое молоко, йогурт, кумыс, продукты с бифидобактериями, а также различные национальные диетические кисломолочные продукты (айран, мацун, куранга и пр.).

Для выработки диетических кисломолочных продуктов используют цельное и обезжиренное молоко, сливки, пахту, консервированное молоко (сухое, сгущенное и стерилизованное). Кроме коровьего используется молоко кобылье, овечье, козье, верблюжье, буйволиц, ячих и некоторых других животных. Ряд диетических кисломолочных продуктов изготавливают с добавлением сахара, джемов, фруктово-ягодных сиропов, корицы и других биологически ценных наполнителей. Диетические кисломолочные продукты получают путем сквашивания молока молочнокислыми бактериями.

Свойства и биологическая ценность диетических кисломолочных продуктов

Для производства диетических кисломолочных продуктов отбирается молоко, отвечающее требованиям высшего сорта, т.е. свежее, приятное по вкусу и запаху, нормальной консистенции и цвета.

Диетические кисломолочные продукты в зависимости от вида имеют сметанообразную, тягучую, в виде плотного сгустка, жидковатую, пенящуюся консистенцию, приятные освежающие вкус и аромат и обладают высокими питательными свойствами. Диетические и лечебные свойства этих продуктов были известны с древнейших времен. Путем наблюдений люди обнаружили, что потребление этих продуктов оздоравливает организм, предохраняет от некоторых болезней и преждевременной старости. Диетические кисломолочные продукты усваиваются организмом легче и быстрее, чем молоко (табл. 7).

Быстрая усвояемость диетических кисломолочных продуктов связана с меньшей затратой пищеварительных соков на свертывание молока, кроме того в этих продуктах частично произошел протеолиз белков и другие изменения. Диетические кисломолочные продукты создают здоровую кислую реакцию в кишечнике и подавляют развитие посторонней микрофлоры.

Большую роль в распространении кисломолочных продуктов в России сыграли труды великого русского физиолога И.И. Мечникова. Долголетие болгар он объяснял систематическим потреблением йогурта, полученного сквашиванием овечьего молока. Число людей, достигших столетнего возраста, в Болгарии в тысячу раз больше, чем в Германии, где кисломолочные продукты не являются традиционными. И.И. Мечников считал, что в процессе воздействия на пищу гнилостной микрофлоры в кишечнике человека образуются ядовитые вещества: фенол, скатол, индол, сероводород и другие. Эти яды всасываются нашим организмом и оказывают губительное воздействие на нервную и кровеносную системы, вызывая преждевременную старость. Гнилостная микрофлора проявляет свою активность только в нейтральной или щелочной среде, молочнокислая микрофлора в кишечнике создает кислую среду и подавляет развитие гнилостной и патогенной микрофлоры. И.И. Мечников выделил из йогурта молочнокислую палочку, которую назвал болгарской. Он считал, что болгарская палочка способна приживаться в толстом кишечнике человека и вырабатывать там молочную кислоту. Кисломолочный продукт, вырабатываемый с помощью болгарской палочки, назвал лактобациллином (мечниковская простокваша) и рекомендовал как профилактическое средство от кишечных заболеваний. И.И. Мечников ошибся, болгарская палочка не приживается в кишечнике человека.

Позднее, в 1903 г., Подгаецкий выделил из кишечника грудного ребенка бактерию, болею устойчивую к воздействию щелочей и соляной кислоты, близкую по свойствам к болгарской и названную ацидофильной палочкой. Она легче приживается в кишечнике человека, сбраживает не только молочный, но и другие сахара, в результате жизнедеятельность ее при отсутствии лактозы не прекращается. Ацидофильная палочка обладает более сильными антибиотическими свойствами и вырабатывает антибиотик низин.

В производстве кисломолочных продуктов применяют также молочнокислый, сливочный и ароматобразующий стрептококки, кефирные грибки, кумысные дрожжи, молочнокислую палочку, бифидобактерии. Под действием ферментов, выделяемых молочнокислой микрофлорой, происходит сбраживание молочного сахара с образованием молочной кислоты, иногда и других кислот, спирта, углекислого газа, диацетила. При сквашивании также происходит частичный гидролиз белка с образованием свободных аминокислот и гидролиз глюкозы, появляются метаболиты, значительно изменяющие биофизическую структуру мицелл казеинаткальцийфосватного комплекса (ККФК) и биоактивность минеральных солей. молоко кефир продукт диетический

В производстве продуктов лечено-профилактического профиля большое значение придают лактобациллам и бифидобактериям как основным представителям нормальной микрофлоры кишечника.

Кисломолочный продукт -- молочный или молочный составной продукт, который произведен сквашиванием молока, молочных продуктов и (или) их смесей с добавлением или без добавления немолочных компонентов. Сквашивание осуществляют с использованием заквасочных микроорганизмов, которые должны содержаться в готовом продукте в установленном количестве. При сквашивании происходит снижение показателя активной кислотности (pH) и коагуляция белка. Немолочные компоненты вводят до или после сквашивания не с целью замены составных частей молока.

Кисломолочные продукты занимают среди молочных продуктов особое место, поскольку обладают высокой пищевой, биологической ценностью и целым рядом диетических свойств. Они содержат все основные питательные вещества в легкоусвояемой форме, в их состав входят ферменты, витамины, молочная кислота, антибиотические и другие вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности заквасочной микрофлоры и стимулирующие работу пищеварительной системы организма. Кисломолочные продукты способны подавлять нежелательную микрофлору кишечника, оказывают благоприятное воздействие на обменные процессы, происходящие в организме, и на иммунитет. Диетические свойства кисломолочных продуктов обусловлены наличием в них живой полезной микрофлоры, которая сохраняется на протяжении всего срока годности продукта.

Классификация кисломолочных продуктов:

· Продукты молочнокислого брожения, при котором образуется в основном молочная кислота;

· Продукты смешанного брожения, при котором наряду с молочной кислотой образуется и спирт.

Термофильные закваски (оптимальная температура развития 40 ⁰С) содержат термофильные стрептококки и лактобациллы.

Одной из важнейших функций заквасочной микрофлоры является участие в ферментативном гидролизе молочного сахара -- лактозы.

Термофильный стрептококк используют для приготовления заквасок в сочетании с другими микроорганизмами, например, для ускорения процесса сквашивания его комбинируют с молочным лактококком.

Многие штаммы термофильного стрептококка при сквашивании молока образуют вязкие, тягучие сгустки, поэтому он нашел широкое применение в смесях заквасочных культур для улучшения консистенции. Оптимальная температура развития -- 39-45 ⁰С.

Перечень основных национальных продуктов включает в себя следующие наименования:

· айран -- кисломолочный продукт смешанного брожения, произведенный с использованием заквасочных микроорганизмов (термофильных молочнокислых срептококков, болгарской молочнокислой палочки и дрожжей) с последующим добавлением воды, соли или без их добавления;

· ацидофилин -- кисломолочный продукт, произведенный с использованием заквасочных микроорганизмов: ацидофильной молочнокислой палочки, лактококков и закваски, приготовленной на кефирных грибках, в равных соотношениях. Вместо закваски на кефирных грибках можно использовать производственную кефирную закваску;

· варенец -- кисломолочный продукт, произведенный с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов термофильных молочнокислых стрептококков. Для производства варенца используют стерилизованное или подвергнутое иной термообработке при (97±2) єС молоко или молочные продукты. Высокотемпературная обработка применяется для достижения характерных органолептических свойств молока;

· йогурт -- кисломолочный продукт с повышенным содержанием сухих обезжиренных веществ молока, произведенный с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов смеси термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской молочнокислой палочки;

· кефир -- кисломолочный продукт, произведенный путем смешанного (спиртового и молочнокислого) брожения, которое осуществляют с использованием закваски на кефирных грибках, без добавления чистых культур молочнокислых микроорганизмов и дрожжей;

· кумыс -- кисломолочный продукт, произведенный путем смешанного (молочнокислого и спиртового) брожения кобыльего молока с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов болгарской и ацидофильной молочнокислых палочек и дрожжей;

· кумысный продукт -- кисломолочный продукт, произведенный из коровьего молока в соответствии с технологией производства кумыса;

· простокваша -- кисломолочный продукт, произведенный с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов лактококков и (или) термофильных молочнокислых стрептококков;

· мечниковская простокваша -- кисломолочный продукт, произведенный с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской молочнокислой палочки;

· ряженка -- кисломолочный продукт, произведенный путем сквашивания топленого молока с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использование в качестве заквасочных микроорганизмов термофильных молочнокислых стрептококков с добавлением болгарской молочнокислой палочки или без ее добавления;

· сметана -- кисломолочный продукт, произведенный путем сквашивания сливок с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использованием в качестве заквасочных микроорганизмов лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков. Массовая доля жира в продукте должна быть не менее 10%.

Кисломолочные продукты могут вырабатываться с обогащением их пробиотическими микроорганизмами

Кисломолочные напитки можно производить из следующих видов молока-сырья:

· нормализованного;

· восстановленного;

· рекомбинированного;

· смеси вышеуказанных видов молочного сырья.

Использование различных видов сырья должно быть отражено в названии продукта и с обязательным указанием на упаковке.

Общая технология

Производство кисломолочных продуктов и напитков осуществляется резервуарным или термостатным способами и состоит из ряда одинаковых для всех видов напитков технологических операций.

Основные технологические операции, общие для производства кисломолочных напитков, приведены ниже ( Табл. 8).

Общим в производстве всех кисломолочных напитков является сквашивание подготовленного молока заквасками и при необходимости созревание. Специфика производства отдельных продуктов различается лишь температурными режимами некоторых операций, применением заквасок разного состава и внесением наполнителей.

Нормализация -- процесс регулирования содержания и соотношения составных частей молока в сыром молоке или продуктах переработки молока для достижения показателей, установленных стандартами, нормативными документами, сводами правил и(или) техническими документами. Нормализация осуществляется путем изъятия из продукта или добавления в продукт составных частей молока, молочных продуктов и(или) отдельных составных частей в целях снижения или повышения значений массовой доли жира, массовой доли белка и(или) массовой доли сухих веществ.

Гомогенизация молока -- процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. Этот процесс может быть эффективен только в том случае, когда жир находится в жидком состоянии. Поэтому гомогенизацию проводят при температуре не ниже 50 - 60 ^оС.

Сквашивание -- процесс образования молочного сгустка под действием заквасочных микроорганизмов. Процесс основан на сбраживании молочного сахара молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты. После внесения закваски в молоке начинает быстро развиваться заквасочная микрофлора, в результате чего образуется молочная кислота и повышается кислотность молока.

Табл. 8. Общая технология изготовления кисломолочных напитков

Особенности технологии ряженки

Ряженка вырабатывается из коровьего топленого молока, сквашенного заквасками, которые приготовлены на чистых культурах молочнокислых бактерий.

Производство ряженки осуществляется при тех же режимах, что и других кисломолочных продуктов, с одной особенностью - ее изготавливают из топленого молока, поэтому ее цвет и вкус существенно отличается от всех других видов кисломолочных продуктов.

Табл. 9. Особенности технологии изготовления ряженки

Рецептура кисломолочного напитка ряженка по нормативной документации

Табл. 11. Рецептуры на ряженку (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь).

Примечание 1* -- до томления; 2* -- после томления; 3* -- в открытой емкости; 4* -- в закрытой емкости.

Табл.10.Ассортиментная номенклатура ряженки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1. Технологическая схема приготовления ряженки

Характеристика кисломолочного напитка ряженка

Кисломолочный напиток ряженка вырабатывается из нормализованного пастеризованного молока, заквашенного различными видами молочных бактерий.

Диетические и лечебные свойства объясняются благотворным воздействием на организм человека микроорганизмов и веществ, образующихся в результате биохимических процессов, которые протекают при сквашивании молока. Усвояемость кисломолочного напитка выше усвояемости молока. Воздействие напитков на секреторную деятельность желудка и кишечника способствует интенсивному выделению ферментов железами пищеварительного тракта. В результате этого ускоряется переваривание пищи.

Усвояемость кисломолочного напитка улучшается также в результате частичного распада белков на более простые вещества, в частности аминокислоты.

Табл. 13 . Микробиологические показатели кисломолочного напитка ряженка

Табл. 14 . Органолептические показатели кисломолочного напитка ряженка

Пороки

Табл. 15 . Основные пороки, причины их возникновения и меры предупреждения

Способы производства ряженки

Ряженку вырабатывают как резервуарным, так и термостатным способами.

Для резервуарного способа технологическими операциями являются приемка и подготовка сырья, нормализация, очистка, гомогенизация, пастеризация, охлаждение то температуры заквашивания, заквашивание, сквашивание, перемешивание, охлаждение, внесение наполнителей (при необходимости), розлив, упаковывание, маркирование, хранение, транспортирование.

Для термостатного способа характерны такие технологические операции, как приемка и подготовка сырья, нормализация, очистка, гомогенизация, пастеризация, охлаждение то температуры заквашивания, заквашивание, розлив заквашенной смеси в потребительскую стеклянную тару, упаковывание, маркирование, сквашивание, охлаждение, хранение, транспортирование.

Резервуарный способ по сравнению с термостатным имеет преимущества: он позволяет уменьшить производственные площади за счет ликвидации термостатных камер и сокращения площади холодильных камер. За счет этого увеличивается съем продукции с 1 м² производственной площади и снижается расход холода и тепла. Резервуарный способ производства кисломолочных продуктов позволяет осуществить более полную механизацию и автоматизацию производственных процессов, снизить затраты труда более чем на 25 % и повысить производительность на 35 - 37 %.

Размещено на Allbest.ru