Технология приготовления обезжиренного кефира. 2

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Казанский национальный исследовательский технологический  университет»

Кафедра оборудования пищевых  производств

Курсовой проект по дисциплине «Общая технология отрасли»

на тему:

Технология  приготовления обезжиренного кефира

Расчетно-пояснительная  записка по курсу

«Технология отрасли»

МПК 00.00.00 ПЗ

Проверила,

  Ст.преподаватель             /Е.Г.Хакимова/

Выполнила,

Студент гр.628-171         /Л.Ибрагимова/

Казань, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                              3

1.Обзор литературы                                                                                            5

1.1.Химический состав и пищевая  ценность кисломолочных продуктов    8

1.2. Сырье, используемое  для производства кефира                                      11

1.3. Схема производства кефира                                                                      17

1.4. Ассортимент продукции                                                                            20

2.Характеристика сырья  и готового продукта                                                23

2.1.Характеристика молока                                                                               23

2.2. Закваска на обезжиренном  молоке                                                          26

2.3.Кефирные грибки                                                                                         27

2.4. Характеристика готового  продукта                                                          29

3. Технологическая часть                                                                                  31

3.1. Описание технологического процесса                                                      31

3.2. Выбор оборудования                                                                                33

3.3. Описания устройства  и принципа действия аппарата

 для производства кисломолочный напитков                                              48

               3.3.1 Гомогенизатор А1-ОГМ                                                                        49

                3.3.2. Механический расчет гомогенизатора                                                 50

                3.4. Материальный баланс производства                                                     53

4. Технохимический контроль                                                                         56

Заключение                                                                                                         60

Список  использованной литературы                                                                62

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.

Технологическая линия  производства кефира резервуарным способом широко применяется для производства кефира и позволяет получать продукт с хорошими вкусовыми и органолептическими качествами, удовлетворяющими требованиям нормативных документов.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.Обзор литературы

Из всех молочных продуктов кисломолочные являются самыми древними. Ещё в III-IV в.в в Греции и Италии кисломолочные продукты готовили из козьего и овечьего молока. По словам А.И. Чеботарёва(4), в нашей стране особенно широко кисломолочные продукты стали употребляться с начала XX в., когда И.И. Мечников впервые изучил их значение в питании человека. Он установил, что кисломолочные бактерии, попадая в кишечник, создают кислую среду, благодаря чему препятствует развитию гнилостных бактерий, которые вызывают распад белков пищи до образования других веществ, являющихся ядами. Эти вещества, всасываясь в кровь, нарушают жизнедеятельность организма.

Кисломолочные продукты содержат все необходимые для  организма питательные вещества в легкоусваиваемой форме. Эти продукты хорошо перевариваются, обладают диетическими и лечебными свойствами.(1) Диетические свойства их обуславливаются наличием молочной кислоты, оксида углерода, спирта, витаминов (группы В), вырабатываемых некоторыми бактериями.

По словам В.Г. Твендохлеба, (3) потребление молочных диетических  напитков улучшает здоровье человека, повышает сопротивляемость организма к инфекции и образованию опухолей. Диетические кисломолочные продукты используются в процессе лечения кишечно-желудочных заболеваний колита, холецистита, туберкулёза, фурункулёза, детской грудной астмы и др.

Вырабатывают кисломолочные  продукты жидкой и полужидкой консистенции (кефир, простокваша), их в свою очередь, подразделяют на продукты с нарушенным и ненарушенным сгустком; с высоким  содержанием 

жира (сметана); с повышенным содержанием белка (творог, творожная масса, творожные изделия) (1)

В зависимости от вида брожения, кисломолочные  продукты разделяют на 
две  группы:   продукты  только  молочнокислого  брожения  (йогурт,  творог); 
продукты смешанного брожения (кефир, кумыс) Сущность процесса производства кисломолочных продуктов заключается в том, что при внесении в молоко молочнокислых бактерий, они начинают развиваться.   В    процессе   сквашивания   в   молоке   протекают   сложные микробиологические и физико-химические процессы в результате которых формируется специфический вкус, запах, внешний вид и консистенция нового продукта.

По словам В.Г. Твендохлеба (3), общим в производстве всех кисломолочных  напитков является сквашивание подготовленного  молока заквасками и при необходимости   созревание.   Специфики   производства   отдельных   продуктов различается лишь температурными режимами некоторых операций применением заквасок разного состава и внешних наполнителей.

Долгое время все  кисломолочные напитки вырабатывались термостатным методом, при котором заквашенное молоко заливают в мелкую тару и сквашивают при оптимальных температурах для каждого продукта в термостатной камере. После образования сгустка, продукт направляют в холодную камеру, где он охлаждается и при необходимости выдерживается для созревания. В соответствии с резервуарным методом сквашивания, а при необходимости и созревания продукта проводится в резервуарах перемешивание. Это сокращает производственные площади и затраты труда (4)

Для производства диетических  кисломолочных напитков направляется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19Т, а сливки – кислотностью 24Т. Нормализированное  молоко  пастеризуют при температурах  85-87С, выдержкой 5-10 мин. или 90-92С с выдержкой 2-3С для более полного уничтожения микрофлоры, разрушение ферментов, лучшего развития микрофлоры закваски, улучшения консистенции продукта. В этих условиях происходит денатурация сыворочных белков вследствие чего, повышаются гидрационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Этому способствует участие денатурированных сыроточных белков в образовании структуры молочного сгустка.

Тепловая обработка  обычно совмещается с гомогенизацией молока при температуре 55-60С и  давлении 12,5-17,5МПа, которая обеспечивает получение более однородной и плотной консистенции, а в размешанном состоянии - более о.      вязкой, предупреждает отстой сливок при лучшем удержании сыворотки. В.       производстве кисломолочных напитков гомогенизация обязательна. (3).

Затем молоко охлаждается  до оптимальной температуры сквашивания  и в него медленно вносят закваску, чтобы предотвратить развитие посторонней  микрофлоры. Закваску обычно вносят в  смеситель с помощью дозатора. (1).

Качество кисломолочных напитков в значительной мере зависит от качества перемешенной закваски. Она должна иметь плотный однородный сгусток, приятный вкус и запах, оптимальную кислотность (стрептококновых - не выше 80Т, палочковидную - 100Т). При повышенной кислотности активность закваски снижается, что увеличивает продолжительность свертывании молока и ухудшает качество готового продукта. Закваску вносят в зависимости от её активности от 1 до 5%.

По окончанию сквашивания  продукт медленно охлаждается. При  термостатном способе его направляют в холодильную камеру, где он охлаждается до температуры 6-8С. Сгусток, полученный резервуарным способом, при лёгком перемешивании охлаждают в той же ёмкости подачей ледяной воды в рубашку     резервуара. При этом несколько изменяются свойства образованного сгустка. (1).

Молочнокислый процесс  с понижением температуры ослабивает, протекает медленно и постепенно достигает оптимальной кислотности  для данного вида продукта, а при 8-ЮС практически прекращается. Происходит также набухание белков, что ведёт  к связыванию и уменьшению свободной влаги и уплотнению сгустка.

Продукты   смешанного   брожения   (кефир,   кумыс)   после   охлаждения подвергают созреванию в холодильных камерах (при термостатном способе) или в резервуарах. При этом молочнокислый процесс затухает, активизируется дрожжи в кислой среде, происходит спиртовое брожение, с накоплением спирта, до оксида углерода и др., придающих этим напиткам специфические свойства. Созревание длится в зависимости от вида продукта, от 12ч. до 3 суток при температуре 8-10С. После созревания продукта в резервуарах, в его разливают и отправляют на хранение в холодильные камеры.

1.1.Химический состав и пищевая ценность 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 обладают высокими лечебно-профилактическими свойствами и еще 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 интенсивнее 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 при сквашивании молока (молочной кислоты, углекислого газа, спирта, витаминов, антибиотиков и др.).

Действие кисломолочных  продуктов на организм человека впервые изучил великий русский ученый И.И. Мечников.

С развитием микробиологии были научно обоснованы диетические, а с открытием антибиотиков и лечебные свойства этих продуктов. Установлено, что содержащаяся в них молочная кислота задерживает развитие гнилостных микроорганизмов в кишечнике человека и благотворно влияет на процесс пищеварения.

Исследованиями установлено, что ацидофильная палочка, которая  является 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 пептонизации 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 организма. Кисломолочные напитки, полученные спиртовым брожением, обогащенные незначительным 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 брожения содержание большинства основных витаминов в кисломолочных напитках 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).

Кефир, обезжиренный - калорийность

Калорийность31кКал

Кефир, обезжиренный - пищевая ценность

Зола 0,7гр

Моно- и дисахариды 4гр

Вода 91,4грОрганические кислоты 0,85гр

Углеводы 4гр

Жиры 0,05гр

Белки 3гр

Калорийность 31кКал

Кефир, обезжиренный - витамины

Холин 43мг

Витамин PP (Ниациновый эквивалент) 0,9мг

Витамин H (биотин) 3,5мкг

Витамин C 0,7мг

Витамин B12 (кобаламины) 0,4мкг

Витамин B9 (фолиевая) 7,8мкг

Витамин B6 (пиридоксин) 0,06мг

Витамин B3 (пантотеновая) 0,3мг

Витамин B2 (рибофлавин) 0,17мг

Витамин B1 (тиамин) 0,04мг

Витамин PP 0,1мг

Кефир, обезжиренный - макроэлементы

Сера 29мг

Хлор 110мг

Фосфор 95мг

Калий 152мг

Натрий 52мг

Магний 15мг

Кальций 126мг

Кефир, обезжиренный - микроэлементы

Кобальт 1мкг

Молибден 5мкг

Фтор 20мкг

Хром 2мкг

Селен 2мкг

Марганец 0,006мг

Медь 10мкг

Йод 9мкг

Цинк 0,4мг

Железо 0,1мг

1.2. Сырье, используемое  для производства кефира

Требования к заготавливаемому молоку. 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 кислотности, 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.

Сырое молоко подразделяется на 3 сорта - высший, 1 и 2 в соответствии с требованиями(табл.1)

Таблица 1.-Характеристика молока по сортам.

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 количество стафилококков, выделяющих токсины, которые могут  вызвать пищевое отравление молочными продуктами и быть причиной опасных заболеваний.

Закваска

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. Молочные бактерии, используемые в производстве кисломолочных продуктов, по морфологическим признакам подразделяются на две группы: молочнокислые стрептококки, имеющие шарообразную форму клеток, и молочные палочки, относящиеся к группе молочновидных бактерий.

 Молочнокислые палочки  обладают более высокой энергией  кислотообразования, при развитии в молоке могут повышать кислотность до 300⁰Т и более. Молочнокислые стрептококки – менее активные кислотообразователи, предельная кислотность молока при развитии в нем только стрептококков не превышает 120⁰Т, а продукты, сквашенные с применением только стрептококковых культур, имеют нежный кисломолочный вкус.

Обе морфологические  группы бактерий различаются отношением к температуре. Большинство молочнокислых  палочек являются термофильными бактериями с оптимальной температурой развития в пределах 37-45⁰С, минимальная температура – около 20⁰С. Представители этой группы – ацидофильная палочка  с оптимум развития 37-38⁰С и болгарская палочка с оптимальной температурой развития 40-45⁰С. В молочнокислых продуктах иногда обнаруживается термоустойчивая молочнокислая палочка незаквасочного происхождения, которая хорошо переносит более высокую (90⁰С) температуру пастеризации. Под действием этой культуры резко повышается кислотность и появляется излишне кислый вкус; нарастание кислотности сверх предела, допустимого стандартом, возможно еще в период выработки продукта на заводе.

Молочнокислые стрептококки относятся к мезофильным микроорганизмам, развиваются успешно при температуре 25-30⁰С; минимальная температура развития – 10⁰С, а иногда несколько ниже. Из этой группы для выработки цельномолочных продуктов используют молочнокислый стрептококк – основной компонент микрофлоры заквасок для простокваши, сметаны, а также сливочный стрептококк и ароматообразующий стрептококк.

Термофильный стрептококк  в отличие от других бактерий этой группы имеет оптимум развития в пределах 40-45⁰С, вырабатывает несколько меньше молочной кислоты, но очень удобен для составления комбинированных заквасок в сочетании с молочнокислыми палочками.

Ароматообразующий стрептококк  является более слабым кислотообразователем, сбраживает молочный сахар с образованием не только молочной кислоты, но и ароматических соединений – ацетоина, диацетила, ацетальдегида. Важнейшем из этих соединений является диацетил, он образуется из пировиноградной кислоты в присутствии лимонной, которая служит акцептором водорода. Образование четырехуглеродистых соединений снижает выход молочной кислоты. Произведенные штаммы молочнокислых продуктов, полученных путем естественного сквашивания молока, или так называемых “самоквасом” из наиболее удачных по вкусу и другим признакам молочных продуктов заводского изготовления.

Отдельные штаммы выделяют из окружающей среды. С поверхности  растений, из кишечника теплокровных животных и человека.

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

Для приготовления лабораторной закваски берут стерилизованное молоко, охлаждают  его до температуры сквашивания, а затем вводят в него сухие  или жидкие культуры микроорганизмов, полученные из специальных лабораторий ВНИМИ. Сухую закваску вносят в молоко после сквашивания получают первичную лабораторную закваску, которая должна иметь ровный плотный сгусток, кислотность в пределах 75-85⁰Т (при наличии в закваске молочнокислых стрептококков) и 100-130⁰Т (при наличии молочнокислых палочек).

Заранее приготовленная закваска бывает ослабленной, так как  при хранении в сухом состоянии  или в одной и той же среде  часть клеток погибает. Для восстановления активности культуру переносят  в  свежее молоко. В зависимости от количества пересадок получают первичную, вторичную закваску и т.д. С увеличением количества пересадок усиливается способность к размножению и биохимическая активность культуры, в том числе энергия кислотообразования.

Производственную закваску готовят в значительно больших объемах и используют для выработки продуктов. Для получения ее в пастеризованное и охлажденное молоко вводят лабораторную закваску в количестве от 1 до 3% и оставляют для сквашивания на 8-10 ч (при наличии в закваске молочнокислых стрептококков) или 4-6 ч (при наличии молочнокислых палочек).

Весь цикл приготовления  производственной закваски, начиная  с пастеризации молока, его охлаждения, заквашивания и хранения готовой  закваски, проводят в одной емкости  во избежание попадания посторонних микроорганизмов. По этой же причине закваску не перемешивают.