· антибиотики. Тепловая обработка может уменьшить активность лишь некоторых антибиотиков (пенициллина, тетрамицина ) и то только частично или совсем незначительно. На стрептомицин и хлорамфеникол, например, она не влияет. Смешанные культуры термофильного стрептококка и болгарской палочки чувствительны к содержанию более 0,01 ME пенициллина, 1 ME стрептомицина (согласно ФЗ №88 в молоке содержание пенициллина не должно превышать 0,01 ME, стрептомицина – 0,5 ME);
· остаточное содержание пестицидов, моющих и дезинфицирующих средств;
· радиоактивные вещества. Содержание I131 6–12 кБк/кг вызывает уменьшение количества молочнокислых микроорганизмов;
· кадмий. Подавление роста термофильных стрептококков наблюдается при содержании кадмия выше 5 мкг/л (согласно ФЗ №88 содержание кадмия не должно быть более 0,03 мг/л);
· жирные кислоты (1000 мг/л оказывают ингибирующее действие);
· бактериофаги (вирусы);
· маститное молоко;
· некоторые виды кормов (заплесневевший силос и т.п.), рацион коров и др.
При подборе сухого молока следует исключить вероятность его использования с низкими микробиологическими показателями, фальсифицированного сухой сывороткой, полученного из раскисленного сырья или подвергнутого высокотемпературной сушке. После восстановления оно должно выдерживать пробу на термоустойчивость не ниже III класса (проба с 72 %-ным спиртом), индекс растворимости не должен быть более 0,2 см3 сырого осадка, кислотность – от 18 до 20 °Т (рН 6,6-6,7).
Нормализация молока. При производстве кисломолочных напитков нормализацию молока проводят по массовой доле жира и белка с таким расчетом, чтобы массовые доли жира и белка в готовом продукте были не менее предусмотренных стандартом.
Требуемую массовую долю жира в нормализованном молоке (Жн.м) устанавливают с учетом количества вносимой закваски и массовой доли жира в ней, а также количества наполнителя (в случае его использования):
Жн.м = (100 · Жпр – К3 · Ж3) / (100 – Кз − Кн),
где К3 — количество закваски, %;
Кн — количество наполнителя, %;
Жн.м, Жпр, Ж3 — массовая доля жира в нормализованном молоке, продукте, закваске, соответственно, %.
Уровень белка (или содержание сухого обезжиренного молочного остатка — СОМО) в молоке оказывает существенное влияние на консистенцию любого кисломолочного напитка, особенно для нежирного и маложирного продукта, поскольку это практически основной фактор, определяющий качество структуры кисломолочного геля и ее стабильность. Количество добавляемого сухого или сгущенного молока для повышения сухих веществ в нормализованной смеси обусловливается влиянием на вкусовые достоинства продукта, его однородность, а также экономической целесообразностью. Установлено, что во избежание дефектов вкуса нормализацию смеси предпочтительнее проводить до содержания СОМО 11–12%.
Сахар обычно вносится с остальными ингредиентами при температуре около 40 °С. Он может быть внесен в виде сахарного сиропа 65–67 %-ной концентрации, но при этом молоко нормализуют с учетом дополнительно вносимой воды (35–33 %).
Очистка и гомогенизация нормализованной смеси. Нормализованное молоко, подогретое до температуры (43±2) °С, очищают на центробежных молокоочистителях.
Очищенное молоко гомогенизируют. Гомогенизация оказывает существенное влияние на консистенцию продукта посредством диспергирования жировых шариков и последующего включения их в структуру кисломолочного геля: увеличивается прочность геля, уменьшается синерезис из-за повышения гидрофильности и способности связывать воду благодаря взаимодействию казеина и мембран жировых шариков и взаимодействию белок-белок. При этом термостабильность белков уменьшается вследствие изменений в их взаимодействии из-за сдвига солевого баланса и некоторой денатурации белков. Причем чем больше массовая доля сухих веществ или жира в нормализованной смеси, тем большее влияние гомогенизация оказывает на термостабильность. Поэтому необходимо учитывать кислотность гомогенизируемой смеси и ее состав. При рН ниже 6,6–6,55 (кислотность – более 20 °Т) свойства продукта из гомогенизированного сырья ухудшаются.
Обычно молочную основу для кисломолочных напитков рекомендуется гомогенизировать одноступенчато при температуре 65-70 °Т и давлении (15±2,5) МПа (при этом достигается средний диаметр жировых шариков от 1,38 до 0,69 мкм).
Режимы гомогенизации рекомендуется выбирать также в зависимости от содержания в смеси сухих веществ молока. Для смеси с содержанием 9,5–12 % сухих веществ (СОМО 8,0 %) рекомендуется давление свыше 15 МПа при 55–85 °С, при содержании сухих веществ 12 % и более (СОМО 9–11 %) — менее 15 МПа при 55–65 °С.
Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси. Обычно пастеризацию смеси проводят после гомогенизации. Технологическими инструкциями по производству диетических кисломолочных напитков (за исключением варенца и ряженки) рекомендованы следующие режимы тепловой обработки нормализованного молока: 85–87 °С с выдержкой 10–15 мин или 90–92 °С с выдержкой 2–8 мин.
В результате процесса пастеризации происходит:
· разрушение всех вегетативных клеток, кроме спор, большей части ферментов, кроме некоторых термоустойчивых бактериальных протеиназ и липаз, , лактопероксидазной системы;
· взаимодействие α- и β-глобулинов, β-глобулина и æ-казеина на поверхности казеиновых мицелл и в мембранах жировых шариков и вследствие этого увеличение гидрофильности мицелл казеина и их размера, а также количества белка, связанного с жиром. Последнее приводит к уменьшению отстоя жира, увеличению прочности и стабильности геля, снижению синерезиса;
· перераспределение кальция, фосфора, магния между водной и коллоидными формами, удаление части растворенного кислорода, азота и углекислого газа, что приводит к снижению рН, окислительно-восстановительного потенциала. За счет образования SH-групп появляются антиоксидантные свойства (максимум наблюдается при 90 °С с выдержкой 10 мин), изменяются органолептические показатели, повышается устойчивость жира к окислению.
После выдержки при температуре пастеризации смесь охлаждают до температуры заквашивания, обусловленной видом применяемой закваски.
Заквашивание и сквашивание смеси. Заквашивают и сквашивают молоко в резервуарах для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание молока с закваской и молочного сгустка.
Во избежание вспенивания, влияющего на отделение сыворотки при хранении продукта, молоко в резервуар подают через нижний штуцер.
В настоящее время промышленность вырабатывает широкий ассортимент диетических кисломолочных продуктов, которые можно классифицировать по видам применяемых заквасок. Различные комбинации лактококков, молочнокислых термофильных стрептококков и палочек, бифидобактерий, дрожжей создают микробиологическую основу технологии всего разнообразия диетических кисломолочных продуктов.
Закваску пересадочную или производственную вносят в потоке с использованием насоса-дозатора одновременно с нормализованным молоком, или спустя некоторое время от начала наполнения резервуара молоком или после наполнения резервуара, в количестве 1-3 % или 3-5 % соответственно. Кроме того, могут использоваться закваски прямого внесения.
Молоко сквашивают до образования достаточно прочного молочно-белкового сгустка и достижения необходимой кислотности. Температура и продолжительность сквашивания, а также титруемая кислотность в конце сквашивания определяются составом бактериальной закваски (см. таблицу).
Основным биохимическим процессом, протекающим при приготовлении кисломолочных продуктов типа простокваши, йогурта является молочнокислое брожение, а в кисломолочных продуктах типа кефира и кумыса — смешанное молочнокислое и спиртовое брожение.
При молочнокислом брожении на молочный сахар воздействует фермент лактаза (β-галактозидаза), выделяемый молочнокислыми бактериями. На первой стадии брожения молекула лактозы расщепляется на две молекулы моносахаридов — глюкозу и галактозу. Дальнейшим изменениям подвергается глюкоза, галактоза же переходит в нее и таким образом подвергается брожению.
В результате ферментативных превращений из глюкозы вначале образуется пировиноградная кислота, которая под воздействием 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 др. Под действием ароматообразующих бактерий молочный сахар разлагается, образуя диацетил, придающий продукту специфический запах.
При смешанном брожении на лактозу воздействуют ферменты молочнокислых бактерий и молочных дрожжей. Молочный сахар вначале также расщепляется на глюкозу и галактозу, из которых образуется пировиноградная кислота. Под действием ферментов молочнокислых бактерий часть пировиноградной кислоты восстанавливается до молочной кислоты, а другая под действием фермента карбоксилазы, содержащегося в клетках молочных дрожжей, расщепляется на уксусный альдегид и углекислый газ. Уксусный альдегид, в свою очередь, восстанавливается в этиловый спирт.
Под действием образующейся в процессе молочнокислого и смешанного брожения молочной кислоты и падении рН до 5,7–5,8 наблюдается постепенная нейтрализация отрицательно заряженных групп казеина (карбоксильных и гидроксид- ионов фосфорной кислоты), а также удаление из состава казеиновых мицелл коллоидного фосфата кальция. Этот процесс сопровождается дезинтеграцией частиц и распадом на субмицеллы.
При рН 4,6–4,7 казеин переходит в изоэлектрическое состояние, характеризующееся равенством положительных и отрицательных зарядов. Наступает полное разрушение мицеллярной структуры казеина, снижение степени его гидратации и агрегирование гидрофобных частиц. Далее процесс агрегирование частиц преобладает и наступает процесс структурообразования с формированием единой пространственной сетки молочного сгустка (геля), в петли которого захватывается дисперсионная среда с шариками жира и другими составными частями молока.