МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

Российский  государственный аграрный университет  – МСха

имени К.А. Тимирязева 
Технологический Факультет

Кафедра процессов и аппаратов перерабатывающих производств 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

Технология  производства йогурта 
 
 
 
 

по направлению  Технология продуктов питания 
 
 
 

Руководитель         В. М. Стефановский

     ^{(подпись,  дата)  (ФИО)}

Студент         Ю. А. Мамонова

     ^{(подпись,  дата)  (ФИО)} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2010 
 

Оглавление

Введение 3

Глава 1: История развития йогурта 4

Глава 2: Состав и свойства сырья 5

Белки. 6

Молочный жир 8

Фосфатиды 8

Минеральные вещества 9

Физические свойства 10

Глава 3: Изменения продукта в процессе приготовления. 10

Структурно-механические изменения 12

Глава 4: Технологическая схема 12

Подготовка сырья 20

Нормализация молока по жиру 20

Тепловая обработка 20

Гомогенизация молока 20

Охлаждение молока 20

Заквашивание молока 20

Сквашивание молока 21

Охлаждение 21

Глава 5: Государственный стандарт йогурта. 21

Терминология: 23

Ссылки и список литературы: 24 
 

Введение

Йогурт –  это кисломолочный напиток, вырабатываемый из пастеризованного нормализованного по массовой доле жира и сухих веществ 
молока. 
Молочная промышленность является одной из важнейших отраслей 
агропромышленного комплекса по обеспечению населения продовольствием. 
Она представляет собой широко разветвленную сеть перерабатывающих 
предприятий и включает важнейшие отрасли: цельномолочное производство, 
маслоделие, сыроделие, производство консервов сгущенных и сухих 
молочных продуктов, мороженого, производство продуктов детского 
питания, заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных. Каждая из подотраслей имеет свои специфически особенности. 
На основе мирового опыта предусматривается вывести мясо– 
молочную перерабатывающую отрасль на качественно новый уровень, что 
обеспечивает возобновление объемов продукции, которая производится, 
повышение ее качества, существенное увеличение ассортимента и глубины 
переработки сырья. Для решения поставленных задач необходимо выполнить техническое переоборудование мясоперерабатывающих предприятий и 
молокозаводов, а также значительно повысить технологический уровень 
оборудования, которое используется на перерабатывающих предприятиях малой мощности. 
На сегодняшний день состояние молочной промышленности характеризуется 
функционированием предприятий, которые перерабатывают от 3 до 500 т молока за смену. 
Промышленная переработка молока – это сложный комплекс 
взаимосвязанных химических, физикохимических, микробиологических, 
биохимических , биотехнических, теплофизических и других специфических 
технологических процессов.  
В производстве питьевого молока и кисломолочных продуктов 
используются все компоненты молока. Производство сливок, сметаны, 
кисломолочного сыра, масла, сыра основывается на переработке отдельных 
компонентов молока. Производство молочных консервов связано с 
сохранностью всех сухих веществ молока после удаления с него влаги. 
Предприятие молочной промышленности оборудованы современной перерабатывающей техникой. Рациональное использование технологического оборудования требует глубоких знаний его особенностей. При этом важно 
ма ксимально сберечь пищевую и биологическую ценность компонентов 
сырья в молочных продуктах, которые производятся. 
В то же время выполняется технич еское переоборудование предприя тий, 
устанавливаются новые технологические линии и отдельные виды 
оборудования разной мощности, разных разрядов механизации и автомати 
зации. 

Глава 1: История развития йогурта

О создании этого чудо-продукта ходит множество  различных легенд. Одна из них гласит, что йогурты изобрели древние тюрки, желая настроить на мирный лад своих ангелов-хранителей. В то время этот вкусный и полезный продукт назывался «белым кислородом». История, конечно, красивая, но гораздо более реалистична другая версия — йогурт появился на свет благодаря народам-кочевникам, перевозившим молоко в бурдюках из козьих шкур. Из воздуха в молоко попадали всяческие бактерии, от движения животных молоко в бурдюках на их спинах постоянно перемешивалось и, сквашиваясь на жаре, превращалось в особый продукт, который и был предшественником современного йогурта.

Впервые йогурт упоминается примерно в 6000 году до нашей эры, когда заселявшие территорию современной Индии народы процеживали молоко через грубое домотканое полотно и делали из него необычайно вкусный и полезный продукт. Конечно, назывался он не «йогурт», а по-другому, но вкусовые качества и полезность были практически такими же.

Впрочем, можно встретить и записи о том, что Авраам Абрахам, патриарх иудаизма, христианства и ислама, любил йогурт. А в Древней Греции и в Риме йогурт был непременным атрибутом изысканного застолья.

Вообще, популяризации йогурта немало способствовал  следующий случай — в 1510 году король Франции Франсуа I смертельно заболел. Придворный доктор, уроженец Турции, испробовал все известные ему методы лечения, но безрезультатно. Выздороветь королю удалось лишь после того, как он стал регулярно употреблять в пищу йогурт. При королевском дворе даже держали специальное стадо коз, чтобы под рукой всегда было свежее молоко.

Французский ученый, обладатель Нобелевской премии, Е. Мечников писал, что крестьяне, живущие в деревеньках Болгарии, чуть ли не каждый день употребляют в пищу различные молочно-кислые продукты, что и помогает им продлить жизнь до ста с лишним лет. Кстати, именно в честь болгар-любителей йогурта, Мечников и назвал открытую им одну из двух «йогуртных» бактерий — Lactobacillus bulgaricus.

В мире йогурт стал популярным благодаря компании «Данон йогурт». Основатель «Данон», Исаак Карассо, развил торговлю йогуртом в Европе в 30-х годах. А в 1942 году «Данон» начал производство йогурта в США в Нью-Йорк Сити, и именно с этой даты и отсчитывается история компании, отметившей в 2002 году свой 60-летний юбилей и ставшей для многих символом качественных и необычайно вкусных йогуртов.

Современный йогурт, каким мы привыкли его видеть сейчас, родился в странах Балканского полуострова, где были выделены уникальные культуры болгарской палочки и термофильного стрептококка.

Происхождение слова «йогурт»

По этому  вопросу жаркие споры не утихают до сих пор. Некоторые утверждают, что слово «йогурт» произошло от слова «йог», и именно йоги изобрели этот продукт, и он служил их основной пищей. Другие утверждали, что йогурт приготовила Йоко Оно для любимого мужа и певца на день рождения.

Но на самом деле свое имя этот молочно-кислый продукт получил еще в древнем Вавилоне. У каждого народа есть свое название для йогурта — татары, башкиры, узбеки, туркмены, азербайджанцы называют его катыком и гатыком, армяне — мацун, египтяне — лебен, сицилийцы — мецорад. Похожее название — мацони – существует в грузинском языке.  

Глава 2: Состав и свойства сырья

         Сырьем для изготовления йогурта  является молоко. Химический состав  коровьего молока характеризуется  следующими средними данными  (в %): 

ТАБЛИЦА 1  

  Отклонения в составе молока объясняются влиянием многих факторов:

породы скота, кормления его, стадии лактации, возраста, состояния животно-

го, сезонов года и другими причинами.

          Сухие вещества находятся в  молоке в тонкодисперсном и  растворенном состоянии: жир –  в виде тонкой эмульсии со  средним размером жировых ша-

риков 2 – 3 мкм; белки – в виде коллоидных растворов  с размером частиц ка-

зеина и сывороточных белков около 100 нм; молочный сахар –  в молекуляр-

ном состоянии; минеральные соли – в коллоидном, молекулярном и ионном

состоянии.

          Чем более тонко и равномерно  диспергирована та или иная  составная 

часть молока, тем  меньше варьирует ее содержание: так, содержание жира подвержено большим  изменениям, чем содержание белковых веществ. Наи-

более постоянные по количественному содержанию части  молока – лактоза и соли.

          Ниже дана характеристика отдельных  составных частей молока.

   Белки.

 Белки  - это высокомолекулярное соединение, включающие углерод, водород, кислород, азот, серу иногда фосфор. Все эти элементы входят в структурные частицы белка – аминокислоты, которые связаны между собой пептидной связью. В белковых молекулах содержится от100 до нескольких тысяч аминокислот. Белок составляет одну четвертую часть общего содержания в молоке сухих веществ и одну треть сухих обезжиренных веществ. Белки молока в целом имеют в высшей степени благоприятный качественный и количественный аминокислотный состав. В молоке присутствует ряд белков : казеин, альбумин ,глобулин.

          1)Казеин – фосфорсодержащая белковая  фракция молока, выпадаю-

щая при  подкислении до рН 4,6 – 4,7, составляет около 80% всех белков мо-

лока. Фосфор (органический) в молекуле казеина  находится в виде фосфор-

ной кислоты  в фосфорно-эфирной связи с  оксиаминокислотой – серином  – и 

фосфоамидной  связи с диаминокислотой –  аргинином.

           Молекулы казеина имеют свободные,  способные к ионизации, щелоч-

ные и  кислотные группы, определяющие электрический  заряд этих молекул.

В изоэлектрической точке при рН 4,6 – 4,7 молекулы казеина  электронейтра-

льны  т. е. имеют равное число положительных  и отрицательных зарядов. При

рН выше изоэлектрической точки в молекулах  казеина получают перевес отрицательные заряды вследствие преобладания карбоксильных групп дикар-

боновых аминокислот и фосфорной кислоты, которые со щелочами могут образовывать соли – казеинаты. При рН ниже изоэлектрической точки в мо-

лекулах преобладают положительные заряды, при этом казеин находится в катионной  форме.

Казеин  в свежем молоке находится в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса, частицы которого имеют приблизительно сферическую форму и

полидисперсны. Преобладают частицы диаметром  от 40 до 160 нм. Белый цвет обезжиренного  молока обусловлен в основном крупными частицами.

Состав  казеинаткальцийфосфатного комплекса  приведен в табл. 2.

В мицелле  казеинаткальцийфосфатного комплекса  молекулы казеина соединены между собой в субъединицы кальциевыми мостиками, в образо-

вании которых принимают участие фосфорные  группы, входящие в состав

молекулы  казеина (органический фосфор). Отдельные  субъединицы казеина-

ций в  фосфате и цитрате находится  в форме двух- и частично трехосновной

соли. Кальций  и натрий образуют казеинаты калия  и натрия, взаимодействуя

с карбоксильными группами казеина. 

лактоальбумин,  лактоглобулин, иммунные глобулины, а  также переходящий

в молоко непосредственно  из крови сывороточный альбумин. К  термостаби-

льным белкам принадлежит  незначительная часть сывороточных белков, не коагулирующих под воздействием предварительной тепловой обработки  при рН 4,6 и представляющих собой протеозопептонную фракцию, осаждаемую специфическими реактивами (трихлоруксусная, фосфорно-вольфрамовая ки-

слоты и другие реагенты).

          Белок оболочек жировых шариков  относится к сложным белкам  – липопротеинам, определяющие высокую стабильность жировой эмульсии в молоке. Белок оболочек жировых шариков представляет собой смесь фосфолипидов и белка.

Кроме основных белковых веществ в молоке содержатся в небольших коли-

чествах д р у г и е  б е л  к и  (так называемые «второстепенные»), к ним отно-

сятся входящие в состав жировых шариков  липопротеины, белковые вещес-

тва, обладающие бактерицидными свойствами, - лактенины, «красный» про-

теин, содержащий железо.

          В плазме молока имеются также  азотистые вещества небелковой  при-

роды: свободные  аминокислоты, амины, амиды и многие другие биологичес-

киактивные  соединения, которые играют огромную роль в азотистом обме-

не молочнокислых  бактерий, в особенности в начальный  период их развития в молоке, когда  ими еще не создана собственная  ферментная система для протеолиза белка.

Молочный  жир   

Массовая  доля жира в молоке коров составляет в основном 3,6-3,8%. Молочный жир – это смесь глицеридов, которые представляют собой сложные эфиры спирта и монокарбоновых кислот(органические соединения СООН).Молочный жир так же источник энергии, энергетическая ценность 1 грамма его равна 37,681кДж(9ккал).

Жирные  кислоты, входящие в состав молочного  жира, подразделяются на насыщенные и ненасыщенные, содержание насыщенных кислот колеблется от 50,3 до 73,8%, а ненасыщенных – от 25,8 до 49,3%.

 Из  основных кислот, присутствующих  в триглицеридах молочного жи-

ра в  значительных количествах, следует  назвать в первую очередь пальмитиновую, миристиновую, олеиновую и стеариновую кислоты. Особен-

ностью  молочного жира, отличающей его от других жиров животного и растительного происхождения, является относительно большое  содержание

низкомолекулярных летучих, растворимых в воде жирных кислот, характери-

зуемых  числом Рейхерта-Мейсля.

  Фосфатиды

Фосфатиды лецитин и кефалин содержатся в оболочках

жировых шариков.Они представляют собой  диглицериды жирных кислот, в

которых третий остаток глицерина замещен  фосфорной кислотой в соедине-

нии с  холином (лецитин) и аминоэтиловым  эфиром (кефалин). Оба эти соеди-

нения отличаются большой гидрофильностью. На поверхности раздела жир-

- вода  молекулы фосфатидов ориентируются  таким образом, что их гидро- 

фобные  жирнокислотные остатки находятся  в жире, а гидрофильные фосфор ные  остатки обращены к воде. На этом свойстве  основана эмульгирующая  роль фосфатидов в образовании стойкой  природной эмульсии жира в молоке.

             Поверхность каждого жирового  шарика молока покрыта молекуляр- 

ным слоем  фосфатида, за которым следует защитный слой оболочечного бел-

ка. В  образовании оболочек жировых шариков  принимают тугоплавкие гли-

цериды  и холестерин (эфир одноатомного  спирта циклического строения-хо-

лестерина и олеиновой кислоты), а также  близкий к нему  по строению эрго-

стерин, который в результате обработки  ультрафиолетовыми лучами приоб-

ретает  свойства антирахитического витамина Д (эргокальциферола).

Минеральные вещества

Средняя массовая доля этих веществ в молекуле 0,7%. Минеральные вещества находятся в молоке в виде солей неорганических и органических кислот в молекулярном и коллоидном состоянии. Наибольшее значение имеют соли фосфорной и лимонной кислоты. О минеральном составе молока судят по элементам, которые остаются в золе после сжигания его. Этот способ неточен, так как при сжигании навески молока разрушаются органические соединения, наблюдается окисление и улетучивание некоторых минеральных веществ. Наиболее полный минеральный состав молока характеризуется следу-

ющими данными (в мг/100 мл.): 

    P               K              Ca              Cl              Na              CO            Mg          SO                            

  170           145            120            100             50                20              13           10 

      Минеральные вещества подразделяются на макро- и микроэлементы:

1)Макроэлементы. Обнаружены в золе как катионы – кальций, калий, железо, натрий, магний и др.,так и анионы – фосфор, сера, хлор и т.д. В молоке они находятся в виде органических и неорганических солей и некоторые в свободном состоянии. В молекуле имеются средние и кислые соли. Минеральные вещества имеют не только важное физиологическое, но и техническое значение при переработке молока. Они характеризуют пищевую ценность и стабилизируют коллоидное состояние белков. В молоке находятся все элементы, обеспечивающие минеральный обмен, рост и развитие организма.     

2) Микроэлементы. Наряду с перечисленными выше минеральными веществами в молоке имеются и другие, содержащиеся в ничтожно малых количествах: кобальт, йод, медь, железо, марганец, молибден, никель, цинк, олово, литий и др. – находятся в молоке в форме ионов. Алюминий, медь, марганец, молибден, никель, титан, цинк, селен, йод в основном связаны с белками, бор – с жиром.

Молоко  содержит растворимые кислород, азот и углекислоту. Количес-

тво газов  непостоянно и зависит от способа  дойки и обработки молока (аэра-

ции) и  в среднем составляет до 80 мл в 1 л  молока, в том числе углекислоты  до 60 мл, кислорода около  5 мл и  азота 15 мл. Углекислота влияет на кислот-

ность парного молока. Наличие кислорода  вызывает потерю витамина С и способствует развитию окисленного вкуса в  молоке при хранении.

Физические  свойства

К физическим свойствам  молока относятся плотность, вязкость, поверхностное натяжение, точки замерзания и кипения, электропроводимость, теплопроводность , удельная теплоемкость, окислительно- восстановительный потенциал, число рефракции. 

 Плотность  молока составляет в среднем  1028,8 кг/м с колебаниями 1028-1030 кг/м.

Плотность молока складывается из плотностей составных его частей

(молочного жира  – средняя плотность 922,5 кг/м,  молочного сахара – 1610,3, белков  – 1339,8 и солей 2857,5кг/м) и  отражает количественное содержание  их в молоке.

    Вязкость – это сопротивление, которое и оказывают частицы молока при перемещении относительно друг друга. В молоке в основном определяют относительную вязкость по отношению к воде. Вязкость молока пи 20С в среднем соответствует 1,8*10^-3 до 2,2 *10^-3Па*с.

    Поверхностное натяжение-это сила, действующая вдоль поверхности жидкости. Поверхностное натяжение воды при 20С равно 72,8*10^-3Н/м ,сырого молока 49*10^-3Н/м.

    Точка замерзания. Нормальное коровье молоко замерзает при -0,54С.

    Точка кипения. Нормальное молоко при давлении 760 мм ртутного столба кипит при 100,2- 100,5С.

    Электропроводность  молока. Средняя электропроводность молока при 18С составляет 43,91*10^-4.

     Удельная теплоемкость цельного молока равна 3,81-3,88кДж/кг.

     Теплопроводность молока при 20С равна примерно 0,5Вт/(М*К).

    Окислительно-восстановительный потенциал для свежего молока колеблется  от 250 до 350мВ. 
    Показатель преломления молока колеблется от 1,3470 до 1,3615.

     Осмотическое давление молока при -0,55С что соответствует осмотическому давлению 0,7-0,74МПа.   

Глава 3: Изменения продукта в процессе приготовления.

    В основе производства йогурта лежит молочнокислое брожение, вызы-

ваемое  микроорганизмами.

          На первой стадии молочнокислого  брожения при участии фермента  лактазы происходит гидролиз  молочного сахара (лактозы): 

С Н О   +   Н О  =  С Н О  +  С Н О 

          Из гексоз (глюкозы и галактозы)  в конечном счете образуется  молочная

кислота: 

2С Н  О  =  4С Н О 

          Одновременно с процессами молочнокислого  брожения ( с образовани-

ем молочной кислоты) протекают побочные процессы, при этом образуются

различные продукты обмена: 

2С Н  О  +  Н О  =  СН СН ОН  +  СН  СНОН  +  2СН СНОН    СООН  +

+ 2СО   +  2Н 

          Исходя из этого, в первом  случае микробы молочнокислого  брожения называются гомоферментативными,  во втором – гетероферментативными.