Загальні технологічні операції виробництва кисломолочних напоїв резервуварним способом

Виробництво кисломолочних напоїв здійснюється двома способами: резервуарним і термостатним.

Резервуарний спосіб – це спосіб, під час якого сквашування молока та визрівання кисломолочних напоїв відбувається у резервуарах з подальшим фасуванням у споживчу тару.

Під час термостатного способу, сквашування молока та визрівання кисломолочних напоїв відбувається в спеціальних термостатних камерах у споживчій тарі. Термостатний спосіб виробництва кисломолочних напоїв відомий досить давно, головна його перевага у тому, що продукція має традиційну непорушну консистенцію.

Впровадження резервуарного способу виробництва має ряд переваг: зменшуються витрати ручної праці, для виробництва напоїв не потрібні термостатні камери, а значить використання виробничих площ більш економне та ефективне. Недолік цього способу - продукт з порушеним згустком та досчить рідкою консистенцією.

До загальних технологічних операцій виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом відносять: приймання сировини, нормалізацію, пастеризацію, гомогенізацію, заквашування та сквашування, перемішування та визрівання, фасування та зберігання..

Приймання сировини. У виробництві кисломолочних напоїв використовують таку молочну сировину:

- незбиране молоко, що має бути не нижче 1 ґатунку, кислотністю не вище 19 ° Т, з бактеріальним обсіменінням за редуктазною пробою не нижче 2 класу, кількістю соматичних клітин - не вище 300 тис./см ³ , густиною - не нижче 1028 кг/м ^3,, не вміщувати антибіотики та інші інгібуючі і токсичні речовини, бути термостійким;

- вершки, знежирене молоко, маслянка мають бути доброякісні, без вад смаку і запаху, густиною знежиреного молока – не менше 1030 кг/м ³, маслянки з-під солодко-вершкового масла – не менше 1027 кг/м ³, кислотністю для знежиреного молока і маслянки - не вище 19 ° Т, для вершків кислотністю плазми - не вище 24 °Т, масовою часткою жиру - не вище 30 %.;

- молочні консерви: сухе незбиране або знежирене молоко, отримані способом розпилювального сушіння, допускається використовувати підзгущене (без цукру) молоко. Допускається виготовлення кисломолочних напоїв з повністю відновленого молока.

При прийманні незбираного молока в кожній партії контролюють органолептичні та фізико-хімічні показники: масову частку жиру і білка, титровану і активну кислотність, термостійкість, температуру, густину, а також раз на декаду - мікробіологічні показники.

Молоко перекачують, визначають масу, очищують фільтруванням або на відцентрових молоко очищувачах при температурі приймання молока, або ж на бактеріофугах. Далі молоко охолоджують до 4...6 ⁰С, тимчасово резервують (не більше 6... 8 годин). За необхідності зберігання молока більш тривалий ча, його термізують - піддають тепловому обробленню при температурі 63...65 ⁰С з подальшим охолодженням до 4...6 ⁰С.

Нормалізація. Для нормалізації за вмістом жиру, як правило, використовують знежирене молоко або маслянку. При виготовленні жирних видів продуктів додають вершки. Нормалізацію проводять:

- у ємностях, коли до незбираного молока додають необхідну масу нормалізуючого компоненту;

- у потоці на сепараторах-нормалізаторах.

Молочну суміш нормалізують з врахуванням жирності закваски. При використанні закваски на нормалізованому молоці або культур прямого сквашування масову частку жиру суміші до заквашування розраховувати не потрібно,бо вона дорівнюватиме жирності готового продукту.

Нормалізована суміш має містити певну масову частку сухих речовин, що контролюється за показником густини. При низькій масовій частці сухих речовин в суміші кисломолочні напої мають слабкий згусток, легко відділяють сироватку. За необхідності додають сухе незбиране або знежирене молоко. При виробництві кисломолочних напоїв з підвищеною масовою часткою сухих речовин (йогурти) суміші складають за рецептурами, до складу яких введено сухі або згущені молочні консерви.

Пастеризація. При виробництві кисломолочних напоїв молочні суміші пастеризують з метою повного винищення сторонньої мікрофлори, руйнування ферментів, покращення умов розвитку заквасочної мікрофлори, покращення консистенції продуктів. Низькі температури пастеризації молока можуть бути причиною затримки утворення кисломолочного згустку. При температурах пастеризації молока, що наближаються до 100 °С, гине стороння мікрофлора, а заквасочна інтенсифікує свій розвиток.

Високі режими пастеризації молока забезпечують утворення міцного згустку, який добре утримує сироватку, що пояснюється процесами комплексоутворення між казеїном і денатурованими сироватковими білками. Білкові комплекси утворюють компактну щільну структуру, що покращує текстуру гелю, збільшує його в’язкість і вологоутримуючу здатність.

В технології кисломолочних напоїв використовують такі режими пастеризації: 85...87 °С, витримка 5...10 хвилин; 90...95 °С, витримка 5...6 хвилин.

Пастеризацію здійснюють на спеціальних пластинчастих пастеризаційно-охолоджувальних установках для кисломолочних продуктів, в яких у потоці відбувається підігріання, пастеризація з витримкою молока і охолодження до температур заквашування. Пастеризацію можна здійснювати і на трубчастих пастеризаторах, тоді їх доукомплектовують охолоджувачами.

Гомогенізація. При виробництві кисломолочних напоїв теплове оброблення сумішей поєднують з гомогенізацією, яка не тільки забезпечує однорідний склад готового продукту і попереджує відстій жиру, але й позитивно впливає на консистенцію кисломолочних напоїв. Завдяки гомогенізації кисломолочні згустки стають міцнішими, при резервуарному способі виробництва мають більшу в’язкість, а при зберіганні не відділяють сироватку.

Мінімальний тиск, який забезпечує нормальну консистенцію продукту 12,5 МПа. Найвища в’язкість згустків спостерігається при тиску 17,5 МПа.

Ефективність процесу гомогенізації залежить від температури молока. Оптимальною вважають температуру молока 55...70 ºС. При вищих температурах ефективність гомогенізації змінюється незначно, але виникає загроза утворення осаду білків. Допускається проведення гомогенізації при температурі пастеризації молока.

В процесі гомогенізації частина білків молока перерозподіляється на поверхні жирових кульок. Відбувається адсорбція білків на оболонках жирових кульок з утворенням комплексу білок – жир, який за своїми властивостями наближається до казеїнових міцел. Ці комплекси включаються в структуроутворення кисломолочного згустку, в’язкість продуктів підвищується.

У більшості випадків гомогенізацію проводять за допомогою гомогенізаторів клапанного типу, одноступенево. Двохступенева гомогенізація застосовується лише для високожирних молочних продуктів масовою часткою жиру вище 10 %.

Заквашування і сквашування. При внесенні закваски приготованої на пастеризованому молоці її доза складає 5...10 % від маси заквашеного молока. Якщо закваска приготована на стерилізованому молоці, її можна вносити 1,5...3,0 %. Залежно від активності дозу закваски уточнюють.

Склад мікрофлори заквасок впливає на реологічні показники кисломолочних напоїв та можуть формувати консистенцію різних типів: в’язку, тягучу, міцну, що і враховують при різних способах виробництва. Так, при резервуарному способі рекомендуються закваски в’язкого типу з низькою здатністю до синерезису.

При сквашуванні кисломолочних напоїв відбувається молочнокисле або змішане молочнокисле і спиртове бродіння.

Всі типи бродіння до утворення піровиноградної кислоти протікають з утворенням одних і тих же проміжних продуктів. Подальше перетворення піровиноградної кислоти може іти в різних напрямках, які визначаються особливостями певного мікроорганізму та умовами середовища. Кінцевими продуктами бродіння можуть бути молочна, оцтова, масляна кислоти, спирт, інші сполуки.

При молочнокислому бродінні на молочний цукор діє фермент лактаза, який виділяється молочнокислими бактеріями. На першій стадії бродіння молекула лактози (С₁₂Н₂₂О₁₁) розщеплюється на дві молекули моноцукридів – глюкозу (С₆Н₁₂О₆) і галактозу (С₆Н₁₂О₆). Із гексоз спочатку утворюється піровиноградна кислота, яка під дією ферменту кодегідрази відновлюється до молочної кислоти.

Молочнокислі бактерії по характеру продуктів зброджування відносять до гомоферментативних або гетероферментативних. Гомоферментативні мікроорганізми утворюють в основному молочну кислоту (до 90 %) і лише незначну кількість сторонніх продуктів. Гетероферментативні бактерії тільки 50 % гексози перетворюють у молочну кислоту, а решту – у спирт, оцтову кислоту, вуглекислий газ, інші смакові і ароматичні речовини.

При змішаному бродінні на лактозу діють ферменти молочнокислих бактерій і дріжджів. Спочатку молочний цукор також розщеплюється на глюкозу і галактозу, після чого утворюється піровіноградна кислота. Під дією ферментів молочнокислих бактерій частина піровіноградної кислоти відновлюється до молочної кислоти, а друга частина під дією ферменту карбоксилази, який міститься у клітинах молочних дріжджів, розщеплюється з утворенням оцтового альдегіду і вуглекислого газу. Оцтовий альдегід відновлюється до етилового спирту.

Важливими процесами, які відбуваються у виробництві кисломолочних продуктів є коагуляція казеїну і гелеутворення. Свіже молоко знаходиться у вільнодисперсному стані золя. При сквашуванні молоко переходить у зв’язанодисперсний стан – гель. У молочних гелях часточки втрачають рухомість і формують структуру. В гелі утворюються трьохмірний каркас, який нагадує стільники з порожнинами, заповненими сироваткою. В основі гелеутворення лежить згортання казеїну в ізоелектричній точці. При кислотній коагуляції казеїну молочна кислота, що накопичується при зброджування лактози, знижує від’ємний заряд міцел казеїну. Активна кислотність свіжого молока знижується, поступово в ізоелектричній точці, що відповідає рН 4,6... 4,7, настає рівновага між позитивними і негативними зарядами. Макромолекули казеїну втрачають розчинність і стійкість. В процесі зниження активної кислотності згустку спочатку часточки казеїну при зіткненні утворюють агрегати не розчинні у воді і нитки, а далі формують просторову структуру молочного згустку, захоплюючи в середину жирові кульки та інші складові молока.

За характером зв’язків між часточками казеїну кислотні згустки відносять до структур коагуляційно-конденсаційного типу.