К.т.н., Гордиенко Л.А., Горлачева С.В.

Северо-Кавказский федеральный университет, Россия

Разработка промышленных технологий получения функциональных кисломолочных продуктов

Для обеспечения адекватного полноценного питания всех социальных групп населения и сохранения здоровья граждан, пищевые продукты необходимо дополнительно обогащать физиологически активными функциональными ингредиентами. Среди пищевых продуктов кисломолочные напитки занимают одно из важных мест, благодаря их высокой пищевой ценности, а также диетических, лечебных и вкусовых свойств [1].

В связи с этим, на основании комплекса проведенных исследований были разработаны усовершенствованные технологии получения функциональных кисломолочных напитков, обогащенных сывороточными белками [2,3]. В качестве функционального ингредиента выбран сухой концентрат сывороточных белков, полученный методом ультрафильтрации подсырной сыворотки (КСБ-УФ).

При использовании концентрата сывороточных белков в молочную основу были разработаны промышленные технологии ацидофильного напитка с КСБ-УФ и йогурта с КСБ-УФ.

На первой стадии производства кисломолочных напитков полученное молоко охлаждают до температуры (2 – 6) °С в пластинчатом охладителе. Установка снабжена прибором автоматического регулирования, что исключает возможность выхода из нее недоохлажденного молока. Охлажденное молоко резервируют в течение не более 12 часов. Резервирование не является обязательной технологической операцией. На практике она широко используется для организации непрерывной работы оборудований.

Охлажденное молоко насосом подается в пастеризационно-охладительную установку в секцию регенерации, где оно подогревается до температуры (50 – 55) °C и направляется на очистку в сепаратор-молокоочиститель с центробежной выгрузкой осадка. Во время работы сепаратора-молокоочистителя в его барабане развивается центробежная сила. Удельная масса механических примесей молока больше удельной массы плазмы, поэтому механические примеси как наиболее тяжелые отбрасываются к стенкам барабана и откладываются там плотным слоем. Очищенное молоко проходит к центру барабана и отводится из очистителя.

В зависимости от жирности исходного сырья и вырабатываемого продукта проводят нормализацию по содержанию жира путем сепарирования части молока в целях отбора сливок и обезжиренного молока. Отобранное по качеству молоко нормализуют с таким расчетом, чтобы массовая доля жира и сухих веществ в готовом продукте была не менее массовых долей жира и сухих веществ, предусмотренных стандартом или техническими условиями.

При производстве йогурта с КСБ-УФ сухой концентрат предварительно восстанавливают в небольшом количестве молока и вносят в смесь в количестве (4 ± 0,1) %. При этом в половине обезжиренного молока растворяют сухой концентрат, используя циркуляцию с помощью центробежного насоса, до образования однородной массы и соединяют с остальными компонентами нормализованной смеси. При производстве ацидофильного кисломолочного напитка с КСБ-УФ сухой концентрат восстанавливают в воде до содержания сухих веществ (18 ± 0,2) % и затем вносят в смесь в количестве согласно рецептуре.

Допускается в технологии ацидофильного напитка с КСБ-УФ использовать нативные концентраты сывороточных белков, полученные из подсырной или творожной сыворотки. При этом сыворотку, полученную от производства сыра или творога, очищают от жира и казеиновой пыли. Для этих целей используют саморазгружающийся сепаратор. Температуру очистки поддерживают в пределах (32 – 40) °С.

Обезжиренную сыворотку пастеризуют при температуре (72 – 75) °С с выдержкой (15 – 20) с и охлаждают до (50 – 55) °С. При этой температуре проводят ультрафильтрацию сыворотки до содержания сухих веществ
(18 – 19) %. Процесс выполняется на установках периодического или непрерывного действия с использованием полупроницаемых мембран со средним диаметром пор (36 – 44) нм. Контроль готовности концентрата в процессе ультрафильтрации осуществляют по коэффициенту преломления (рефрактометрически). Далее КСБ-УФ пастеризуют при температурах: (85 ± 2) °С в течение (8 – 10) секунд для концентрата, полученного из подсырной сыворотки и (75 ± 2) °С в течение (30 – 40) секунд с добавлением (0,2 ± 0,01) % соли-стабилизатора Crown-N40 для концентрата, полученного из творожной сыворотки. При необходимости пастеризованный КСБ-УФ резервируют в течение 4 часов при температуре (6 ± 2) °С. Пастеризованный концентрат из подсырной или творожной сыворотки смешивают с нормализованным молоком, пастеризованным при температуре (85 ± 2) °С и в течение (15 ± 2) минут, полученную смесь охлаждают до температуры заквашивания (37 ± 2) °С и сквашивают чистыми культурами ацидофильных палочек.

Нормализованное молоко гомогенизируют при температуре (75 – 78) °C и давлении (15 ± 2,5) МПа. Гомогенизация обеспечивает однородный состав готового продукта, получение более плотной консистенции, а размешенном состоянии – более вязкой, предупреждает отстой жира, при лучшем удержании сыворотки во время хранения. В производстве кисломолочных напитков гомогенизация является обязательной технологической операцией, так как отстой сливок неизбежен при длительных процессах сквашивания и охлаждения.

Пастеризуют молоко при температуре (85 ± 2) °C с выдержкой (15 ±2) минут. При этом режиме происходит денатурация сывороточных белков, вследствие чего повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку.

Пастеризованное молоко охлаждается до оптимальной температуры заквашивания и в него немедленно вносят закваску. Хранение не заквашенной смеси при температуре заквашивания не допускается. При производстве ацидофильного напитка с КСБ-УФ смесь охлаждают до температуры (37 ± 2) °C, при производстве йогурта с КСБ-УФ до (40 ± 2) °C.

Заквашивают смесь в резервуарах для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси закваской и молочного сгустка. Во избежание вспенивания, влияющего на отделение сыворотки, смесь для заквашивания в резервуар подают через нижний штуцер.

Закваску вносят в потоке, с использованием насоса-дозатора, в резервуар при включенной мешалке. Допускается вносить закваску также перед подачей смеси в резервуар. После заквашивания смесь перемешивают в течение 15 минут.

Качество диетических кисломолочных напитков в огромной степени зависит от применяемой при их производстве закваске. Для каждого вида кисломолочных напитков используется определенная закваска, которая обеспечивает в продукте необходимый вкус, запах и консистенцию. Для производства ацидофильного напитка с КСБ-УФ смесь заквашивают закваской, состоящей из чистых культур ацидофильной палочки «Биобактон». Для производства йогурта с КСБ-УФ смесь заквашивают йогуртной закваской, состоящей из чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки. Производственную закваску вносят в количестве 5 % от массы нормализованного молока.

Далее осуществляют выбор способа производства кисломолочного напитка: резервуарный или термостатный способ.

При резервуарном способе после перемешивания смеси с закваской ее оставляют в покое для сквашивания. При сквашивании в молоке происходит сбраживание молочного сахара и коагуляции белков молока, в результате чего продукт приобретает специфические свойства. Молочнокислые микроорганизмы, внесенные в молоко с закваской, довольно быстро размножаются. При этом начинает протекать процесс молочнокислого брожения, в результате чего из лактозы образуется молочная кислота. Молочная кислота вступает в реакцию с казеинаткальцийфосфатным комплексом молока, отщепляет от него кальций и тем самым переводит казеин в нерастворимое состояние, и молоко из жидкого состояния переходит в гель (сгусток). Для получения продукта с плотным однородным сгустком необходимо поддерживать температуру, оптимальную для сквашивания данного продукта.

При производстве ацидофильного напитка с КСБ-УФ смесь сквашивают при температуре заквашивания (37 ± 2) °С в течение (3,5 – 4) часов до образования молочного сгустка кислотностью не более 110 °Т. При производстве йогурта с КСБ-УФ сквашивание смеси производят при температуре заквашивания (40 ± 2) °С в течение 3,5 часов до образования молочного сгустка кислотностью не более 110 °Т.

По окончании сквашивания сгусток охлаждают до температуры (6 ± 2) °C путем подачи ледяной воды в межстенное пространство резервуара в течение (30 – 60) минут. Затем сгусток перемешивают до достижения однородной консистенции. Дальнейшее перемешивание осуществляют периодически в целях охлаждения сгустка до заданной температуры.

Перед началом розлива кисломолочные напитки перемешивают в течение (3 – 5) минут и разливают в четырехслойные (полиэтилен-бумага-алюминий-полиэтилен) пакеты типа «Pure-Pak». Пакеты «Pure-Pak» упаковывают в термоусадочную пленку с последующей укладкой их на поддоны.

Для кисломолочных напитков с КСБ-УФ сроки годности при температуре не выше (6 ± 2) °С составляет не более 5 суток, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 часов.

При термостатном способе заквашенную смесь разливают на разливочных автоматах в потребительскую тару при непрерывном перемешивании во избежание оседания закваски. Производят упаковку и маркировку продукта.

Заквашенную смесь в потребительской таре немедленно направляют в термостатную камеру для сквашивания. При производстве ацидофильного напитка с КСБ-УФ смесь сквашивают при температуре заквашивания (37 ± 2) °С в течение (3,5 – 4) часов до образования молочного сгустка кислотностью не более 110 °Т. При производстве йогурта с КСБ-УФ сквашивание смеси производят при температуре заквашивания (40 ± 2) °С в течение 3,5 часов до образования молочного сгустка кислотностью не более 110 °Т. По окончании сквашивания кисломолочные напитки с КСБ-УФ направляют в холодильную камеру до охлаждения до температуры (6 ± 2) °С.

Технологии производства кисломолочных напитков с КСБ-УФ апробированы в промышленных условиях на молочном заводе и подтверждено высокое качество готовой продукци.

Работа выполнена в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых по теме: «Разработка инновационных технологий кисломолочных продуктов с использованием пищевых функциональных ингредиентов» при финансовой поддержке Минобрнауки России (договор № 14.125.13.4342 – МК от 04.02.2013 г.) на базе Северо-Кавказского федерального университета.

Литература:

1. Тихомирова, Н. А. Технология продуктов функционального питания [Текст] / Н.А. Тихомирова. – М. : ООО «Франтера», 2002. – 213 с.

2. Токаев, Э.С. Сывороточные белки для функциональных напитков [Текст] / Э.С. Токаев, Е.Н. Баженова, Р.Ю. Мироедов // Молочная промышленность. – 2007. – №10. – С. 55-56.

3. Гордиенко, Л.А. Инновационная технология кисломолочного напитка функционального назначения [Текст] // Л.А. Гордиенко, М.В. Скороходова, С.В. Горлачева // Материалы международной научно-практической конференции «Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства». – Казахстан, г. Алматы, 2013. – С. 225-226.