Технология простокваши и йогурта

1 . Технология простокваши и  йогурта.

    Кисломолочные продукты  вырабатывают из пастеризованного  цельного или обезжиренного молока  путём сквашивания его закваской, приготовленной на чистых культурах  специальных рас молочнокислых  бактерий .                                                                                                                                                                                                                                                                                           Кисломолочные продукты с жидкой консистенцией называют кисломолочными напитками.

1.1  Простокваша

   В зависимости от используемого  молока и состава вносимой  закваски выпускают следующие  виды простокваш:

обыкновенная - из пастеризованного молока, заквашенного чистыми культурами молочнокислых стрептококков; кислотность 80-1100 Т.

мечниковская - из пастеризованного молока, заквашенного чистыми культурами  молочнокислых стрептококков с добавлением культур болгарской палочки; кислотность 80-1100 Т;

ацидофильная- из пастеризованного молока, заквашенного  чистыми чистыми культурами стрептококков с добавлением ацидофильной палочки; кислотность  1100 Т;

южная- из пастеризованного молока, заквашенного чистыми культурами молочнокислых стрептококков и молочнокислой палочки с добавление или без добавления дрожжей; кислотность 1500Т.

ряженка- из пастеризованной смеси молока и сливок , выдержанного при температуре   950С в течение 2-3 часов молока, заквашенного чистыми культурами  термофильных рас молочнокислых стрептококков  кислотность 1100Т.

варенец- из стерилизованного или выдержанного  при 95 0 С в течение 2-3 часов  молока, заквашенного  чистыми культурами молочнокислых стрептококков  с добавлением или без добавления молочнокислой палочки; кислотность до 1100Т.

В зависимости от содержания жира простокваша подразделяется на жирную ( из цельного молока или смеси цельного молока и сливок)- содержание жира – 3, 2 % ( в ряженке 6%) и обезжиренную (из обезжиренного молока)

Простокваша должна соответствовать требованиям, приведённым в таблице 1.1                                                                                                                   [1]

Органолептические показатели простокваши.

  Технологический процесс выработки простокваши  различных видов относится  к одной технологической схеме . Отличаются они только температурами заквашивания и сквашивания, которые зависят от вида, применяемых заквасок .

Таблица 1.2 Зависимость температур заквашивания и сквашивания от состава закваски

.

   При производстве простокваши применяются два способа: термостатный и резервуарный. При термостатном способе производства  сквашивание молока и созревание напитка производится в бутылках в термостатных и хладостатных камерах.                                                                                             При резервуарном способе производства заквашивание, сквашивание молока и созревание напитка происходит в одной емкости (молочных резервуарах). Общая схема производства простокваши термостатом и резервуарным способами приведена на схеме 1.

Схема 1.- Производство простокваши.

1.1.1 Резервуарный способ производства.

    Технологический процесс производства  простокваши резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, фасовки.                                                                                                                                                        Молоко и другое сырьё принимают по массе  и качеству, установленному ОТК(лабораторией предприятия), а так же на основании сертифицированных документов фирм- поставщиков

Сразу же после приёмки молоко очищают с помощью сепаратора-молокоочистителя (при температуре 35-400С) или другом оборудовании без подогрева.

Очищенное молоко соответственно нормализуется до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением.

При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения определяют по формулам материального баланса или по рецептуре.[1]

Нормализованное молоко  подогревается в пластинчатой установке до температуры 45-550С и гомогенизируется при давлении 17,5 МПа.         Гомогенизация молока является обязательной технологической операцией при выработке кисломолочных напитков, она  обеспечивает однородный состав готового продукта, предотвращает отстой жира  и отделение сыворотки.

 Далее смесь подвергается тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °С. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков, которые участвуют в построении структурной сетки сгустка, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Поэтому при производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре 85-90 °С с выдержкой 5-10 мин или при 90 - 92 °С с выдержкой 2-3 мин, ряженки и варенца - 95-98 °С с выдержкой 2-3 ч. Кроме того, при выработке варенца используется и стерилизация молока.

   После гомогенизации и пастеризации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных стрептококках с болгарской или ацидофильной палочкой, молоко охлаждается до 50 - 55°С, мезофильных стрептококков с болгарской или ацидофильной палочкой -40-45 °С и  термофильный стрептококк и палочки в сочетании с дрожжами 370С

В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду продукта. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком.

  Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного  ровного сгустка, не выделяющего сыворотку и достижению кислотности сгустка 750Т.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение до температуры 20

Рисунок 2. Схема технологической линии производства простокваши резервуарным способом:

1-емкость для сырого молока; 2 - насосы; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 5 - пульт управления; 6 - возвратный клапан; 7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - емкость для выдерживания молока; 10 - емкость для кисломолочных напитков; 11 - смеситель; 12 – заквасочник.

  Молоко из емкости для сырого молока подается в балансировочный бачок, откуда направляется в рекуперативную секцию пастеризационно-охладительной установки, где подогревается до 55-57 °С.

Для пастеризации молока используются пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры сквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор-нормализатор, а затем - на гомогенизатор.

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. Из гомогенизатора молоко сначала поступает в секцию пастеризации, далее через пульт управления - в емкость для выдерживания и возвращается в рекуперативную секцию и. в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки, где охлаждается до температуры заквашивания. Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бачок для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков, перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в специальных двустенных вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Мешалка устроена таким образом, чтобы она не взбалтывала продукт, а равномерно и одновременно перемешивала всю массу. Частичное перемешивание или разрезка сгустка приводит к отделению сыворотки, а взбалтывание мешалкой - к пенообразованию, что в свою очередь вызывает отделение сыворотки.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание - покой - перемешивание, а также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляют холодной водой или рассолом, циркулирующим по кольцевому зазору между внутренней и средней емкостями. Средняя емкость снабжена теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом.

Для выработки кисломолочных продуктов используются емкости вместимостью 2000, 4000, 6000 и 10000 л.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности. Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30-40 мин включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения. По окончанию сквашивания включают подачу ледяной воды в рубашку резервуара для частичного охлаждения сгустка, для простокваши- 25-350С, в производстве ряженки 20С

Охлаждение продукта можно проводить в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижении заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель, где охлаждается в потоке до требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость, откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуются в термосвариваемые пакеты или в стеклянную тару на автоматах для фасовки жидких молочных продуктов. [2]

1.1.2. Термостатный  способ производства.

     Технологический процесс производства простокваши термостатным способом состоит из тех же технологических операций, что и при производстве резервуарным способом, осуществляемых в такой последовательности: подготовка сырья, нормализация, гомогенизация, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание, фасование, сквашивание в термостатных камерах, охлаждение сгустка,.

Приёмку и подготовку сырья, нормализацию, тепловую обработку, гомогенизацию нормализованной смеси и её охлаждение до температуры заквашивания выполняют так же, как и при резервуарном способе производства. Далее нормализованную смесь заквашивают в ёмкости. После заквашивания смесь фасуют в потребительскую тару и направляют в термостатную камеру, где поддерживается температура, благоприятная для развития микрофлоры закваски.( для мезофильных рас   температура- 37-380С , для  термофильных- 40-450С) Об окончании сквашивания судят по кислотности( 750Т) и плотности сгустка. После окончания сквашивания продукт направляют в холодильную камеру для охлаждения  (температура 20)

Рисунок 1.1. 2. Схема технологической линии производства простокваши термостатным способом:

1-ёмкость для сырого молока; 2-насос; 3-балансировочный бачок; 4 - пастеризационно-охладительная установка; 5-пульт управления; 6-возвратный клапан; 7-сепаратор-нормализатор; 8-гомогенизатор; 9-ёмкость для выдерживания молока; 10-ёмкость для заквашивания молока; 11-машина для фасования молока; 12-термостатная камера; 13-холодильная камера; 14-камера хранения готовой продукции.

   Резервуарный способ производства кисломолочных напитков по сравнению с термостатным имеет ряд преимуществ. Во-первых, этот способ позволяет уменьшить производственные площади за счет ликвидации громоздких термостатных камер. При этом увеличивается съём продукции с 1м2 производственной площади и снижает расход теплоты и холода. Во-вторых, он позволяет осуществить более полную механизацию и автоматизацию технологического процесса, сократить затраты ручного труда на  и повысить производительность труда . Однако при резервуарном способе сгусток подвергается механическому воздействию, нарушается его структура, он становится более жидким. [1]

   1.1.3. Сущность молочнокислого брожения. Факторы, влияющие на интенсивность сквашивания.

   По характеру сквашивания молока простокваша относится к типу   кисломолочных продуктов условно  полученных в результате только молочнокислого 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 ферментных превращений из глюкозы и галактозы вначале образуется пировиноградная кислота, которая под действием фермента кодегидразы затем восстанавливается до молочной кислоты.

В результате побочных процессов, протекающих одновременно с молочнокислым брожением, из лактозы образуются некоторые летучие кислоты, углекислый газ и другие. Под действием ароматобразующих 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 количество ее поступает в организм человека и потребляется в процессе жизнедеятельности молочнокислой микрофлоры кишечника.

Образующаяся в процессе молочнокислого и смешанного брожения молочная кислота взаимодействует с казеинаткаль- цийфосфатным комплексом молока; снижает Н-ионами его отрицательный заряд и отщепляет кальций. В результате частицы казеина теряют устойчивость, агрегируют и коагулируют.

В результате биохимических процессов кисломолочные напитки усваиваются значительно легче и быстрее, чем обычное молоко. Например, за 3 ч молоко усваивается организмом на 44%, а простокваша — на 95,5%. Это обязано частичной пептонизации белков молока с получением легкоусвояемых простых веществ. Образующиеся молочная кислота и углекислый газ,  вызывают более интенсивное выделение соков  ферментов, ускоряющих с наименьшей затратой энергии усвоение продукта.                  

Основные  факторы, влияющие на интенсивность сквашивания кисломолочных продуктов:

-Состав и свойства молочного сырья, обуславливают скорость свёртывания белков молока  и прочность полученных сгустков. От них же зависит развитие микроорганизмов бактериальных заквасок, сбраживающих молочный сахар.

-режимы тепловой обработки, оказывают влияние на скорость образования сгустка  его структурно-механические свойства. Высокие температуры пастеризации  молока приводят к увеличению прочности сгустка. Кроме того, снижается интенсивность отделения сыворотки от сгустка. Это объясняется тем, что повышенные температуры пастеризации приводят к денатурации сывороточных белков, которые в комплексе с казеином увеличивают жёсткость пространственной структуры  и влагоудерживающую способность казеина, улучшению синеретических свойств  сгустка.

-гомогенизация молока, в результате гомогенизации  повышается дисперсность жира, измельчённый жир в сгустках распределяется более равномерно, следовательно увеличивается плотность сгустка , повышается вязкость и снижается отделение сыворотки.

-продолжительность и температура сквашивания молока, необходимо обеспечить оптимальную температуру для развития микроорганизмов закваски, очень важно установить  момент готовности сгустка при производстве продукта резервуарным способом. При неправильном выборе момента перемешивания сгусток может приобрести жидкую консистенцию и выделять сыворотку. Температура и продолжительность сквашивания так же влияют на накопление веществ , придающих кисломолочным напиткам вкус и аромат( летучих кислот, диацетила и ацетальдегида).[1]

                                               1.2. Йогурт.

 Йогурт- кисломолочный продукт  с нарушенным  или ненарушенным  сгустком, повышенным содержанием  сухих обезжиренных веществ молока , вырабатываемый из обезжиренного  или нормализованного по жиру и сухим веществам молока и молочных продуктов, подвергнутых тепловой обработке, путём сквашивания их протосимбиотической смесью чистых культур термофильного молочнокислого стрептококка ( Streptococcus thermophilus) и молочнокислой болгарской палочки ( lactobacterium delbruecki subsp. bulgaricus), концентрация которых в живом состоянии в готовом продукте на конец срока годности должна составлять не менее 107 КОЕ в 1г продукта, с добавлением или без добавления различных пищевкусовых продуктов, ароматизаторов и пищевых добавок.

  В настоящее время в России  производят различные виды йогуртов. В зависимости от технологии ,определяющей  органолептические характеристики  готового продукта , в том числе  консистенцию, различают йогурты , выработанные  резервуарным способом , с нарушенным сгустком  и питьевые.

  Известно, что микроорганизмы, входящие в состав заквасок  для йогурта, в зависимости от  физиологических особенностей  образуют  при сквашивании молока  молочно-белковые  сгустки  с разными типами консистенции :  колющиеся или вязкие  с различной степенью тягучести. Для питьевого йогурта применяют закваски вязкого типа с пониженной  тенденцией к синерезису. Закваски, образующие  сгустки с хорошей влагоудерживающей способностью. На структурные свойства сгустка также влияет температура  культивирования заквасок. Оптимальная температура сквашивания заквасок, состоящих из Str. Thermophilus и Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus , - 40-450С. Снижение температуры сквашивания до 320С вызывает избыточное образование экзополисахаридов и получение продукта , характеризующегося более выраженной стабильностью консистенции  и излишней тягучестью.

  В промышленном производстве  применяют следующие режимы сквашивания  йогурта при использовании закваски , состоящей из Str. Thermophilus  Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus: температура сквашивания -40-420С, продолжительность сквашивания 3-4 ч, количество закваски – 3..5%.

   Культуры  . Thermophilus и Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus способны образовывать  внеклеточные полимеры , являющиеся углевод-белковыми комплексами . Количество этих полимеров возрастает при более низких температурах сквашивания  или под действием неблагоприятных факторов. Загущающая способность полисахаридов , продуцируемых Str. Thermophilus , отличается от таковой , продуцируемой  Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus . Слизистые вещества , вырабатываемые различными штаммами Thermophilus и Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus могут иметь различный химический состав. В полисахаридах Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus присутствуют  арабиноза , манноза , глюкоза , галактоза, которые  соединены линеарными или разветвлёнными связями . Такие полимеры химически подобны р-глюканам , входящим в состав клеточных мембран . Некоторые бактерии  Str. Thermophilus  продуцируют тетрасахариды ,состоящие из галактозы , глюкозы и N- ацетил-галактозамина , обладающие загущающими свойствами . Присутствие этих слизистых веществ способствует улучшению  однородности  и повышению эластичности сгустка. [2]

  Предполагается, что повышение  эластичности сгустка, образованного вязкими штаммами, связано с включением прослоек экзополисахаридов  в казеиновые матрицы, увеличивающих таким образом расстояние между казеиновыми мицеллами , что вызывает повышение влагоудерживающей способности и получение мягкой текстуры йогурта.

   Учитывая, что не все слизистые  штаммы обладают способностью  повышать вязкость сгустка , различают  слизистые и загущающие культуры  При производстве питьевого йогурта  молочно-белковый сгусток претерпевает  наиболее сильное механическое воздействие , поэтому и нуждается в особом подходе , а именно: требуется  достаточно высокая вязкость сгустка после сквашивания, молочно-белковый сгусток   должен быть максимально устойчив к разрушению, иметь способность к максимальному восстановлению структуры после  разрушения и удерживать сыворотку в течение всего срока хранения.

  Йогурт вырабатывают из натурального  молока, нормализованного молока  или сливок, восстановленного или  рекомбинированного молока или  их смесей.

  По органолептическим показателям йогурт должен соответствовать требованиям указанным в таблице 1.2.1.

 По физико-химическим показателям  йогурт должен соответствовать  нормам указанным  в таблице 1.2.2.

 По микробиологическим показателям  продукт должен соответствовать  нормам , указанным в таблице 1.2.3.

 Таблица 1.2.1-  Органолептические показатели  йогурта.

 Таблица 1.2.3- Физико-химические показатели йогурта.