Технология приготовления кефира. 2

Введение

Кефир является одним  из наиболее популярных кисломолочных  диетических напитков и по праву  занимает доминирующее положение среди  всех продуктов переработки молока.

Родиной кефира является Северный Кавказ, где его долгое время изготовляли в бурдюках или в деревянных кадках. Технология его изготовления в аулах простая – кефирные грибки заливают парным молоком, охлажденным до 18-20 ⁰С, в процессе сквашивания и созревания продукт периодически взбалтывают. При созревании кефира вследствие усиленной аэрации активно развиваются дрожжи, что влияет на вкус и консистенцию продукта: консистенция становится жидкой, сметанообразной, вкус – специфическим, кислым, приобретает остроту.

В России кефир вырабатывался  еще в 1866-1867 гг. кустарным способом на грибках, привезенных с Кавказа в сухом виде. Кефирные грибки оживляли в кипяченом охлажденном обезжиренном молоке и использовали для приготовления заквасок. Молоко для кефира подогревали до 16-23 ⁰С и заквашивали закваской, непосредственно слитой с грибков. После получения сгустка бутыли взбалтывали для ускорения процесса образования напитка и выдерживали в помещении при температуре 14-16 ⁰С в течение суток, а иногда и более продолжительное время.

По той же технологии вырабатывали кефир на городских  молочных заводах, при этом применяли пастеризацию молока и розлив напитка в бутыли с герметичной укупоркой.

В результате длительности технологического процесса, трудоемкости многих операций выпуск кефира был ограничен и  спрос населения на него не удовлетворялся, поэтому в 30-х годах ХХ в. технологию кефира изменили: его стали выпускать ускоренным способом, получившим впоследствии наименование термостатного.

Молоко, идущее на выработку  кефира, стали сквашивать при высоких  температурах в термостатах без  встряхивания и соответствующего накопления продуктов дрожжевого брожения. В результате изменения технологии вместо мягкого по консистенции полужидкого напитка с характерным освежающим вкусом заводы стали выпускать продукт с плотным сгустком, по вкусу похожим на простоквашу.

В результате ряда научно-исследовательских  работ был разработан резервуарный способ производства кефира, являющийся в настоящее время общепризнанным и широко внедренным в молочную промышленность.

1. Характеристика кисломолочных продуктов

Кисломолочные напитки по характеру брожения подразделяют на две группы: напитки, получаемые путем только молочнокислого брожения (простокваши. ацидофильные продукты, йогурт и др.), и напитки, вырабатываемые в результате смешанного молочнокислого и спиртового брожения (кефир, кумыс; ацидофильно-дрожжевое молоко и др.).

Кисломолочные напитки в диетическом отношение еще более ценны, чем молоко, так как обладает высокими лечебно-профилактическими свойствами и большей усвояемостью.

Высокая усвояемость  кисломолочных напитков (по сравнению с молоком) является следствием их воздействия на секреторно-эвакуационную деятельность желудка и кишечника, в результате чего железы пищеварительного тракта выделяют ферменты, которые ускоряют переваривание пищи.

Диетические и  лечебные свойства кисломолочных напитков во многом объясняются благоприятным воздействием на организм человека молочнокислых бактерий и веществ, образующихся в результате их жизнедеятельности сквашивании молока (молочной кислоты, углекислого газа. спирта, антибиотиков и др.).

Действие кисломолочных  продуктов на организм человека впервые  изучил великий русский ученый И.И. Мечников. С развитием микробиологии  обоснованы диетические, а с открытием  антибиотиков и лечебные свойства этих продуктов. Установлено, что содержащаяся в них молочная кислота развитие гнилостных микроорганизмов в кишечнике человека и благотворно       на процесс пищеварения.

Исследованиями установлено, что ацидофильная салочка, которая

постоянным  обитателем кишечника, и некоторые  кисломолочные бактерии выделяют антибиотики, уничтожающие возбудителей туберкулеза, дифтерии, тифа и ряда других заболеваний.

В результате жизнедеятельности  некоторых микроорганизмов происходит синтез витаминов В₁, В₂, В₁₂, С. Полезны кисломолочные продукты для лечения и предупреждения атеросклероза, гипертонической болезни.

Усвояемость кисломолочных  напитков повышается за счет частичной  пептонизадии в них белков, т.е. распада  их на более простые соединения кроме  того, в продуктах, полученных в результате смешанного молочнокислого и спиртового брожения, белковый сгусток пронизывают мельчайшие пузырьки углекислого газа, благодаря чему он более доступен воздействию ферментов пищеварительного тракта.

Кисломолочные напитки обладают приятным, слегка освежающим и острым вкусом, возбуждают аппетит и тем самым улучшают общее состояние. Кисломолочные напитки,  полученные спиртовым брожением,  обогащенные незначительным количеством, обогащенные не значительным количеством спирта и углекислотой, улучшая работу дыхательных и сосудодвигательных центров, слегка возбуждают центральную нервную систему. Все это повышает приток кислорода в легкие, активизирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Установлено, что  в результате молочнокислого и спиртового содержание большинства основных витаминов в кисломолочных  напитков возрастает, поэтому при регулярном употреблении их в пищу укрепляется нервная система,

Бактерицидные свойства кисломолочных напитков связаны с антибиотической активностью развивающихся в них бактерий и дрожжей, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают следующие антибиотики: лизин, лактолин, диплоконцин, стрептоцин и др.

Эти антибиотики оказывают  на некоторые микроорганизмы бактерицидное (убивают) и бактериостатическое (подавляют жизнедеятельность) [1].

1.1 Характеристика кефира

Кефир — это напиток, который производят из цельного обезжиренного коровьего молока с добавлением кефирных грибков. Кефир чрезвычайно полезен: известный ученый Илья Мечников установил, что причиной старения организма человека является его отравление токсинами, которые продуцируются микробами, находящимися в нашем кишечнике. Кефир нейтрализует эти токсины: этим свойством обладают содержащиеся в кефире молочнокислые бактерии — лактобациллы и бифидобактерии.

Помимо сказанного, у кефира множество полезных свойств. Он полезен для лечения и профилактики кишечных инфекций, при дисбактериозах, он повышает иммунитет, полезен при бессоннице, сердечных заболеваниях и заболеваниях нервной системы. В кефире содержатся витамины А, В₁, В₂, В₁₂, С и РР, белки, жиры, углеводы, незаменимые аминокислоты, ферменты, биологически активные вещества. Кефир быстро усваивается организмом (за один час на 90%). Кефир содержит витамин D, который укрепляет зубную эмаль и десны, волосы, витамин В, который оказывает положительное действие на кожу.

Отдельно следует  сказать, что кефир помогает при  похмельном синдроме. Кефир содержит определенную концентрацию алкоголя. Кислоты, которые содержатся в кефире, нейтрализуют действие алкоголя. В магазине продают несколько видов кефира, которые отличаются жирностью. Основные характеристики кефира — жирность и кислотность. Жирность зависит от жирности молока, из которого приготовлен кефир, кислотность определяет вкусовые качества кефира. В среднем жирность магазинного составляет 2,5%.

При покупке кефира следует обратить внимание на то, где он хранится: правильно хранить кефир в холодильнике при температуре не более 8 градусов. Срок кефира — 24 часа с момента его изготовления. Для того чтобы проверить консистенцию кефира, необходимо вскрыть герметичную и непрозрачную упаковку: кефирная масса должна быть однородной, не должно быть никаких сгустков или хлопьев. Следует обращать внимание на срок годности продукта.

В зависимости  от степени накопления кефиром углекислоты и спирта

три основных вида кефира: слабый, средний и крепкий. Слабый (однодневный) кефир оказывает  послабляющее действие на организм и полезен при спастическом колите, или при запорах. Сильный (крепкий) кефир крепит.

Кефир обладает сокогонным действием: способствует выделению желудочных соков. Кефир не рекомендуется при язвенных заболеваниях пищеварительной системы. Кислый кефир не следует пить при гастрите с пониженной кислотностью, при хроническом колите. Нежирный кефир способствует выведению из организма жидкости. Его следует употреблять при почечнокаменной болезни, сахарном диабете, избыточном весе.

Биокефир — разновидность кефира, напиток, который содержит бифидобактерии. Последние положительно влияют на работу желудочно-кишечного тракта, и сердечно-сосудистую систему, нейтрализуют негативное действие антибиотиков.

Пить кефир следует, доведя его до комнатной температуры. В него можно добавить немного сахара [2].

В соответствии с требованиями РТУ кефир должен удовлетворять следующим требованиям:

Вкус и запах - чистый, кисломолочный, освежающий.

Консистенция  кефира должна быть однородной, напоминающей жидкую сметану. Допускается газообразование, вызванное дрожжами или ароматобразующими стрептококками.

2. Технология приготовления кефира

Существует два способа производства кефира – резервуарный и термостатный. Резервуарный способ производства отличается от термостатного тем, что сквашивание молока производится в большой емкости и на розлив направляется продукт с перемешанным сгустком. Технологический процесс состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации и охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревание сгустка, фасования.

2.1 Сырье

Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго  сорта, кислотностью не более 19 ⁰Т, плотностью не менее 1,0278 кг/м³, с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Один из простейших способов нормализации по жиру – нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока) при тщательном перемешивании смеси.

К молоку как сырью для  производства высококачественных молочных продуктов согласно ГОСТ 13264-70 предъявляют требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям. Молоко должно быть натуральным, получено от здоровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков, консистенция однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м³. Не подлежит приемке молозиво в первые 7 дней после отела и стародойное молоко за 10-15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чеснока, полыни, которые не исчезают и во время технологической обработки. Нельзя принимать на завод молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов, с добавлением нейтрализующих веществ, с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, затхлым привкусом, тягучей консистенции, что свидетельствует о наличии в больших количествах гнилостной и посторонней микрофлоры.

Соответствие  молока стандарту по  физико-химическим  показателям устанавливают анализом на содержание массовой доли жира, титруемой кислотность, плотности и, при необходимости, СОМО (по массовой доле жира и плотности). Расчеты за сданное молоко производятся по базисной жирности и содержанию белка соответствующим средним нормам для данного сырьевого района. При приемке проводят контроль молока на санитарно-микробиологическое состояние проверкой 1 раз в декаду на механическую загрязненность, педунтазной или резазуриновой пробами на бактериальную обсемененность.

Таблица 2 - Характеристика молока по сортам

По результатам  анализов молоко подразделяют на сорта, каждый из которых перерабатывают отдельно (таблица 2).

При приемке  молока на заводе должно иметь температуру не выше 10⁰С, в противном случае принимается со скидкой в цене как "неохлажденное". При сдаче-приемке молока в хозяйстве его температура должна быть не выше 6⁰С. Молоко плотностью 1026 кг/см³ кислотностью 15⁰ и от 19 до 21⁰Т может быть принято первым или вторым сортом на основании стойловой пробы (действительно в течение 1 мес.), если оно по другим показателям соответствует требованиям стандарта.

Молоко с  частичным содержанием антибиотиков непригодно для переработки на кисломолочные продукты,   так как в нем приостанавливается развитие кисломолочных бактерий, а развитие вредных для здоровья человека микробов (например, кишечная палочка) продолжается.

Молоко коров, больных маститом, не подлежит приемке. Несмотря на то, что мастит не передается человеку через молоко, в нем содержится большое стафилококков, выделяющих токсины, которые могут вызвать пищевое отравление молочными продуктами и быть причиной опасных заболеваний.

При выработке  кисломолочных продуктов в промышленных условиях используют  специальные  закваски,  приготовленные  на чистых  культурах молочнокислых  бактерий.  Применение  чистых  культур  с проверенными биохимическими свойствами позволяет интенсифицировать производственный процесс и получать продукт с заранее определенными свойствами.

На заводах сначала готовят лабораторную закваску в микробиологической лаборатории, а затем на ее основе - производственную закваску.

Рисунок 1 - Схема технологического процесса производства

Качество производственной закваски тщательно контролируют и, если при просмотре препарата под микроскопом обнаруживается посторонняя микрофлора, то немедленно вырабатывают производственную закваску на         лабораторной. Свежеприготовленная закваска обладает наибольшей кислотообразующей активностью. Если закваску нельзя использовать сразу после сквашивания, ее охлаждают до 4-6⁰С и хранят до использования, но не более 24 ч, так как при дальнейшем хранении в ней развивается посторонняя микрофлора [4].

2.2 Тепловая обработка и гомогенизация

Пастеризация молока производится с целью уничтожения  вегетативных форм микрофлоры, в том  числе патогенных. Наиболее распространенный способ в производстве кисломолочных  продуктов – кратковременная  пастеризация при температуре 85-87 ⁰С с выдержкой в течение 5-10 мин. или при 90-92 ⁰С с выдержкой 2-3 мин. с последующим охлаждением до температуры заквашивания. Режим пастеризации должен обеспечить получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, что препятствует отделению сыворотки при хранении.

Гомогенизация – это  раздробление (диспергирование) жировых  шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются  размеры жировых шариков и  скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается. В настоящее время применяют двухступенчатую

гомогенизацию, исключающую  слипание частичек жировых шариков  на выходе из клапанной щели гомогенизирующей головки. Гомогенизация проводится при температуре 60-65 ⁰С и давлении 15-17,5 МПа (125-175 атм). После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания.

2.3 Заквашивание и сквашивание молока.

При производстве кефира обычно применяют закваску, приготовленную на кефирных грибках. Основными представителями  их являются молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, в том  числе ароматобразующие и молочные дрожжи типа Torula. Случайная микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы Coli и пр.

Для приготовления кефирной закваски сухие кефирные зерна выдерживают  в теплой воде (25-30 ⁰С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают, и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.

Для выработки кефира с характерным вкусом и прочной  консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 ⁰С в течение 12-24 час. Закваску, масса которой обычно составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 ⁰С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 ⁰Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. После окончания сквашивания продукт немедленно охлаждают.

2.4 Перемешивание и охлаждение сгустка

После сквашивания кефир  перемешивают и охлаждают до температуры  созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 минут. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 ⁰С сгусток оставляют в покое.

2.5 Созревание кефира

Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое  брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.

2.6 Перемешивание и розлив

По истечении времени  созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин.

Упаковку и маркировку производят в соответствии с требованиями стандарта на этот продукт. С целью улучшения консистенции готового продукта, упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией. При достижении кефиром требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

2.7 Приемка кефира по качеству

Для контроля качества кефира в потребительской таре по органолептических и физико-химическим показателям от каждой партии продукции отбирают выборку.

Партией считают предназначенную  для контроля совокупность единиц продукции одного наименования, в однородной таре, с одинаковыми физико-химическими показателями, произведенных на одном заводе-изготовителе, на одном технологическом оборудовании, в течение одного  технологического цикла, по единому производственному режиму, одной даты изготовления и оформленную одним сопроводительным документом (10).

Согласно ГОСТ 3622-68 от кефира, расфасованного в пакеты, в качестве пробы отбирают следующее количество единиц расфасовки:

1-2 - до 100 ящиков;

2-3 - от 100 до 200 ящиков;

3-4 - от 200 до 500 ящиков;

4-5 - от 500 до 1000 ящиков.

Кефир каждой отобранной единицы расфасовки исследуют отдельно.              Пробы кисломолочный продуктов перемешивают и доводят до температуры 20±2⁰С, при наличии отстоявшегося слоя жира пробу кефира нагревают в водяной бане до 30-40⁰С, перемешивают и охлаждают до температуры 20±2⁰С.

2.8 Упаковка и хранение кефира

Кефир должен разливаться  в стеклянную тару типа I, III по ГОСТ 15844-80 вместимостью 1,0; 0,5 и 0,25 л; бумажные пакеты из комбинированного материала для упаковки молока и молочных продуктов в пакеты тетраэдральной формы во ГОСТ 49171-81 вместимостью 0,5 и 0,25 л; бумажные пакеты из комбинированного материала для упаковки молока и молочных продуктов на автоматах «Тетра-Брин" по ТУ 49795-81 вместимостью 1,0 л и другие виды тары из упаковочных материалов, разрешенных Министерством здравоохранения России для упаковки молочных продуктов.

Допускаются отклонения от установленного объема кефира в процентах не более:

- для тары вместимостью 0,2 л ±1;

- для тары вместимостью 0,25 л ±4;

- для тары вместимостью 0,5 л ±3;

- для тары вместимостью 1,0 л ±2.

Пакеты типа "Тетра-Брин" с кефиром должны быть упакованы в термоусадочную пленку с последующей укладкой их на поддоны.

Транспортирование готового продукта производится            транспортом.

Хранение кефира производят при температуре от 1 до 8⁰С не более 36 ч с момента окончания технологического процесса в соответствии с действующими санитарными правилами для особо скоропортящихся продуктов, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 ч. [6].

2.9 Требования к готовому продукту

В соответствии с требованиями РТУ кефир должен удовлетворять  следующим требованиям:

Вкус и запах – чистый, кисломолочный, освежающий.

Консистенция кефира должна быть однородной, напоминающей жидкую сметану. Допускается  газообразование, вызванное дрожжами или ароматобразующими стрептококками.

3 Описание линии

Рассмотрим основную технологическую схему производства кефира резервуарным способом с охлаждением  в резервуарах. По этой схеме молоко подается насосами по трубам, а расфасованный  готовый продукт – внутризаводским транспортом (цепными и ленточными транспортерами и т.д.).

В теплообменниках молоко и напитки  подвергают термической обработке (нагреванию и охлаждению) до заданной температуры. От механических примесей молоко очищается в сепараторах-очистителях  в потоке и для получения соответствующей дисперсности жира и улучшения вязкости напитка обрабатывается в гомогенизаторах.

Напиток в резервуаре перемешивается приводной мешалкой. Расфасовывают  напиток в пленочную упаковку или картонные пакеты на разливочных  машинах и автоматах.

Контроль технологического процесса и управление им автоматизированы.

Проанализируем конкретную линию  производства.

Нормализованное по жирности молоко, охлажденное до 4-6 ⁰С, из молокохранительного танка В2-ОМГ-10 емкостью 10 тыс. л центробежным насосом НМУ-6 подается в балансировочный бачок пастеризационно-охладительной установки ОПЛ-5 и далее насосом НМУ-6 направляется в I секцию регенерации теплообменника, откуда подогретое до 30-35 ⁰С поступает в центральную трубку сепаратора-молокоочистителя ОМА-3М. Очищенное молоко под давлением, создаваемым напорным диском сепаратора, поступает в секцию II регенерации теплообменника, после чего направляется в секцию пастеризации для нагрева до 85 ⁰С и подается в танк Г6-ОПБ-1000, где выдерживается при этой температуре 5-10 мин. Из танка

молоко самотеком направляется в гомогенизатор А1-ОГМ, где под  давлением 125-175 ат гомогенизируется и  поступает во вторую секцию теплообменника для отдачи тепла встречному потоку молока. Молоко, охлажденное до температуры заквашивания (23-25 ⁰С) поступает в двустенный танк ОТК-6, куда предварительно с помощью насоса НРМ-2 попадает закваска. Сквашивание происходит до кислотности 85-90 ⁰Т, затем сгусток перемешивается и тут же охлаждается холодной водой до 20 ⁰С. В дальнейшем сгусток оставляют в покое для созревания на 6-10 ч. По истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин. и подают на фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е для расфасовки. Упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией до достижения им требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С.

Рис. 1. Основная технологическая  схема производства кисломолочных  напитков резервуарным способом (первый вариант):

1 — молокохранильный резервуар; 2 — центробежный насос для  перекачивания кислого молока; 3— балансировочный бачок; 4—центробежный насос; 5—высокотемпературный теплообменник; 6 — пульт; 7 — сепаратор-молокоочиститель; 8 — обходный клапан; 9 — гомогенизатор; 10— выдерживатель пастеризованного молока; 11 — смеситель закваски; 12—насос для подачи закваски; 13 — двустенный резервуар для кисломолочных напитков

4 Культивирование кефирного грибка

Отличительная особенность  кефира состоит в том, что при производстве его используют естественную, сложную по микробиологическому составу симбиотическую закваску — кефирный грибок.

4.1 Микрофлора кефирных грибков и грибковой закваски

Кефирные грибки имеют неправильную форму, сильно складчатую или бугристую поверхность, цвет белый со слегка желтоватым оттенком,           консистенцию упругую, вкус кислый, специфический. Диаметр кефирных грибков может колебаться от 1—2 мм до 3—6 см и более. Активные кефирные грибки всплывают на поверхность молока.