Интенсификация технологии производства йогурта с предварительным активированием закваски электромагнитным полем крайне низкой частоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Интенсификация технологии производства йогурта с предварительным активированием закваски электромагнитным полем крайне низкой частоты

Карикурубу Жан-Феликс, аспирант

Касьянов Геннадий Иванович, д.т.н., профессор

Краснодар

Аннотация

В России, а также в зарубежной практике большим спросом пользуются классический йогурт. В зависимости от стоимости импортируемых сухих заквасок, предлагаемая технология, позволяющая снизить их количество в технологии йогурта, очень актуальна. Она повлияет на себестоимости готовой продукции. В технологии йогуртов очень мало отражается возможности использования физических приемов, с целью интенсификации процесса получения йогуртов. Предварительная активация закваски электромагнитным полем крайне низкой частоты перед сквашиванием в производстве йогуртов один из технологических приемов, позволяющих ускорить процесс сквашивания и уменьшить количество заквасок. Преимуществом предлагаемой технологии является его простота в реализации, отсутствие дополнительных энергозатрат, максимальное снижение дополнительных химических веществ употребляемых в качестве сырья - материалов для создания специальной среды для роста микроорганизмов входящих в состав закваски. В работе дана обзорная информация по существующим принципам ускорения процесса сквашивания молока. Представлены результаты исследования технологии ускорения процесса сквашивания молока, для получения йогурта. Математическая обработка данных экспериментов позволила оптимизировать процесс сквашивания молока с использованием закваски FD-DVS YF-L812 \10Yo-Flex. Определены оптимальные значения температуры и продолжительности для максимального ускорения процесса получения йогурта при заданной частоте электромагнитного поля низкой частоты. Приведены органолептические показатели йогурта, полученного с применением активированной закваски.

Ключевые слова: закваска, йогурт, молоко, сквашивание, низкочастотное электромагнитное поле, ферментация.

Анализ тенденций научно-технического прогресса в области переработки продуктов питания показал целесообразность совершенствования технологии и технологического оборудования для производства молочных и молочно-растительных продуктов в целях минимизации энергетических, трудовых и материальных ресурсов.

Одним из популярных видов продуктов, представляющих практический научный интерес, являются йогурты. При производстве йогуртов в качестве основных компонентов используют закваски.

Перерабатывающие предприятия России закупают биотехнологические препараты - закваски для производства кисломолочных продуктов - на сумму примерно 100 млн. амер. долл. в год.

Практически доказана целесообразность снижения количества закваски в технологии производства йогурта. - Это позволяет частично снизить зависимость от импорта без ухудшения качественных показателей готовой продукции.

На сегодняшний день известно о нескольких способах, позволяющих ускорить процесс сквашивания молока при производстве йогурта.

Анализ отечественных и зарубежных источников технической литературы позволяет сделать вывод, что в технологии производства йогурта практический интерес представляет использование технических приемов по акселерации процесса ферментации.

В трудах Barrete, Champagne, Gouret (2001), доказано, что активность стартовых культур, в том числе заквасок, влияет на продолжительность ферментации.

Препараты, используемые в технологии производства йогурта, состоят из Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus.

Учеными (Abraam, Antoni, and Anon, 1993, Lyer et al., 2010, Juile, Le Bars, Juillard, 2005), установлено, что в процессе ферментации молочных продуктов происходит гидролиз белков, в основном казеина, пептидов и аминокислот. Эти продукты являются источником азота, способствующего росту strеptocoсcus thermophilus [3, 9]. Поэтому, при предварительном добавлении аминокислот - глютаминовой кислоты, гистидина, метионина, цистеина, валина, лейцина - происходит акселерация роста стартовых культур, в том числе ускоряется процесс сквашивания йогурта (Shishata, 2004, Sandine, 1990).

Акселерация роста стартовых йогуртовых культур с целью повышения эффективности процесса сквашивания молока проводится при добавлении нескольких разных органических компонентов: дрожжевых экстрактов, белковых концентратов, витаминов, гидролизатов, молочной сыворотки [1,2, 5, 6, 8, 10].

Акселерация роста стартовых культур во время ферментации достигалось при добавлении фермента оксилазы (OXYRASE™ (a trademark of Oxyrase, Inc. of Akron, Ohio). Буферная система способна поддерживать рН на уровне активности стартовых культур с помощью дисахаридов, невосстанавливающих дисахаридов, солей щелочных металлов [4, 5, 7, 10]. Сокращение продолжительности ферментации достигается в самых разнообразных коллоидных системах, в том числе в молочных продуктах [5].

Одним из наиболее эффективных способов ускорения процесса сквашивания молока является предварительное активирование закваски, состоящей из культуры Streptoccocus thermophilus и Lactobacillus Bulgaricus, электромагнитным полем крайне низкой частоты.

Известно, что ЭМП НЧ может вызвать как блокирование работы биологической клетки, так и, при малой интенсивности колебаний, гармонизировать работу клетки [11]. При использовании данного способа акселерации сквашивания молока установлено влияние оптимальных значений кислотности и температуры среды на рост микроорганизмов.

При регулировании вышеуказанных параметров наблюдаются большие энергозатраты и затраты органических материалов, в том числе заквасок.

Нами проведено исследование возможности активирования заквасок электромагнитным полем низкой частоты перед сквашиванием, с целью акселерации процесса сквашивания и снижения количества закваски.

В качестве объекта исследований были выбраны закваски, состоящие из культур FD-DVS YF-L812 Streptoccocus thermophilus и Lactobacillus Bulgaricus, свежее молоко, производимое в провинциях Республики Бурунди, качественные показатели которого приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Качественные показатели молока, производимого в провинциях Республики Бурунди

Анализ физико-химических показателей молока получали на основе метода случайной выборки от коров разных районов Республики Бурунди в соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми ГОСТ 13264 и ГОСТ 13277, что позволяет использовать данное молоко в качестве сырья для производства йогурта.

Полученное молоко подвергали предварительной пастеризации при температуре 90 °С в течение 5 мин, далее нормализации по жиру (при показателе жирности 2,5 %), затем молоко отправляли на ферментацию в термостате.

Концентрация закваски составляла 3 %, 2 %, 1,5 % от количества объема молока. Полученную нормализованную эмульсию, закваски обрабатывали электромагнитным полем частотой 75 Гц, в течение 30 минут. В качестве контрольного образца использовались образцы молока в котором было добавлено 3% закваски от принятого объема. Температура сквашивания варьировалась в пределах 37…43 °С, в зависимости от спектра действия стартовых культур FD-DVS YF-L812, Streptococcus thermophilus и Lactobacillus Bulgaricus.

Оценка оптимальных технологических показателей закваски (время ферментации, температура и количество закваски) осуществлялась с помощью пакета программы «Статистика 8».

Рисунок 1 - Изменение кислотности йогурта при сквашивании при температуре 37 °С

Рисунок 2 - Изменение кислотности йогурта при сквашивании при температуре 40 °С

Рисунок 3 - Изменение кислотности йогурта при сквашивании при температуре 43 °С

Уравнение регрессии зависимости накопления кислотности от температуры сквашивания, время и процент активированных заквасок имеет следующее вид:

,

Анализ полученных данных и аналитических зависимостей показывает, что предварительная обработка закваски электромагнитным полем низкой частоты (75 Гц) интенсифицирует процесс образования молочной кислоты, что приводит к снижению продолжительности процесса сквашивания. Кроме того, происходит ускоренный процесс репродукции заквасочных микроорганизмов, что позволяет снизить расход закваски в 2 раза.

Особенность технологии предварительной активации закваски электромагнитным полем низкой частоты заключается в регулировании процесса накопления молочной кислоты. Анализ результатов показывает, что исключается возможность переокисления йогурта. Интенсивность репродукции микроорганизмов остается на оптимальном уровне, однако замедляется при хранении йогурта. К концу периода хранения микробиологические, физическо-химические показатели йогурта соответствовали допустимым показателям по ГОСТ Р 51331-99, их результаты показаны в таблице 2, 3.

Таблица 2 - Изменение количества микрофлоры при хранении йогурта по усовершенствованной технологии

Таблица 3 - Изменение кислотности и рН при хранении йогурта, полученного по усовершенствованной технологии.

Уравнение регрессии зависимости изменения рН йогурта от температуры сквашивания, времени и процента активированных заквасок имеет следующее вид: молоко сквашивание йогурт бурунди

Полученные уравнения регрессии позволяют сделать вывод, что оптимальная температура сквашивания молока для получения йогурта с помощью культуры культур FD-DVS YF-L812 Streptococcus thermophilus и Lactobacillus Bulgaricus составляет 43 °С, продолжительности сквашивания - 3 часа, количество закваски - 1,5 %, обработка закваски ЭМП - при частоте 75 Гц в течение 30 минут. Полученный йогурт храниться при 4 °С в течение 14 дней.

Результаты органолептической оценки йогурта, полученного по усовершенствованной технологии, представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Органолептическая оценка йогурта, полученного по усовершенствованной технологии

Органолептическая оценка исследуемых образцов проводилось по 5-бальной системе методом экспертной оценки, по 4 базовым и 1 общему показателю. Из приведённых показателей видно, что органолептические показатели всех исследуемых образцов примерно одинаковы. Применение технологии предварительного активирования закваски перед ферментацией не влияет на изменение органолептических показателей готового йогурта.

Таким образом, усовершенствованная нами технология производства йогурта заключается в акселерации процесса ферментации с максимальным снижением количества закваски, что достигается за счет использования ЭМП НЧ. При этом микробиологические, физико-химические и органолептические показатели отвечают всем требованиям нормативной документации.

Литература

1. A. Amrane and Y. Prigent, Influence of yeast extract concentration on batch cultures of Lactobacillus helveticus: growth and production coupling. World Journal of Microbiology & Biotechnology, Vol 14, 1998.

2. A.E. Ghaly, M. S. A. Tango and M.A. Adams, ENHANCED LACTIC ACID PRODUCTION FROM CHEESE WHEY WITH NUTRIENT SUPPLEMENT ADDITION. Journal of Scientific Research and Development. Manuscript FP 02 009. May, 2003.

3. Anne Pihlanto, Lactic Fermentation and Bioactive Peptides. http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/42335.pdf.

4. Claudette Berger, Sonia Huppert, Annie Mornet, EP 1660640 B1 , Activateur pour ferment a base de bacteries lactiques et procede de preparation d un produit mettant en oeuvre ledit activateur, 2007.

5. Daniel Y. C. Fung, US 5486367 A. Enzymatic method for accelerating fermentation of comestible products, 1996.

6. Elena Lazea Barascu and Constantin Banu, Influence of yeast extract and wheat embryos on growth of bifidobacteria in milk. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati. Fascicle VI - Food Technology, 2003

7. Fontaine Eloi, Guillaud Denis, Mornet Annie, Zindel Laurent , WO 2002024870 A1, Activateur pour ferment a base de bacteries lactiques et procede de preparation d'un produit lacte mettant en oeuvre ledit activateur, 2002.

8. J.J. Fitzpatrick, U. O'Keeffe, Influence of whey protein hydrolysate addition to whey permeate batch fermentations for producing lactic acid, May 2001.

9. Malireddy S. Reddy US 7497289 A Inoculation procedure of heat treated milk base, 1989.

10. ГИЙО Дени (FR), ЗЕНДЕЛЬ Лоран (FR), МОРНЕ Анни (FR), ФОНТЕН Элуа (FR), RU 2266322, МПК ⁷ C12N1/20, A23C9/127 A23C19/032. Активатор закваски на основе молочнокислых бактерий, активированная закваска и способ получения молочного продукта. 2005.

11. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография/ - Краснодар КубГАУ, 2005. - 500 рр.

Размещено на Allbest.ru