Материал: Рогожин В.В., Рогожина Т.В. Биохимия сельскохозяйственной продукции

Глава 18. Биохимия молока

сыров. Чрезмерное обезвоживание сырной массы, а также применение высокой температуры второго нагревания, может приводить к образованию сыров с твердой консистенцией.

18.9.3.Биохимические основы производства кисломолочных продуктов

Кисломолочными называют продукты, вырабатываемые из пастеризованного молока путем сквашивания его заквасками, приготовленными на чистых культурах молочнокислых бактерий.

Воснове производства кисломолочных продуктов — способы сквашивания молока продуктами жизнедеятельности бактерий закваски и процессы созревания. В технологическом процессе особое внимание уделяют соблюдению температурного режима, использованию определенных бактерий в составе закваски, хорошим технологическим характеристикам молока, проведению всех процедур под контролем величин титруемой кислотности смеси и консистенции молочного сгустка.

Кисломолочные продукты вырабатываются из цельного и обезжиренного коровьего молока, сливок, пахты, сухого молока и др. Кроме коровьего, используется молоко кобылье, овечье, козье, буйволиц и др. Кисломолочные продукты имеют сметанообразную, пенящуюся и тягучую консистенцию, кисловатый вкус.

Впроизводстве кисломолочных продуктов используют различные виды бактерий: молочнокислый, сливочный и ароматизирующий стрептококки, кефирные грибки, кумысные дрожжи, молочнокислую палочку, бифидобактерии. Под действием ферментов кисломолочных бактерий происходит расщепление лактозы до глюкозы и галактозы, которые окисляются ферментами гликолиза и цикла трикарбоновых кислот до молочной кислоты и других кислот, альдегидов, спиртов, диацетила

иуглекислого газа. Протеазы бактерий гидролизуют белки до пептидов

иаминокислот. Ряд бактерий способны вырабатывать антибиотики. Так, например, молочнокислый стрептококк синтезирует низин, сливочный — диплококцин, молочнокислая палочка — лактонин и т. д. Некоторые кисломолочные бактерии способны синтезировать витамины (аскорбиновая кислота, тиамин, пиридоксин, кобаламин и др.). Кисломолочные продукты могут быть получены в результате молочнокислого брожения (простокваша, ацидофильное молоко) или молочнокислого и спиртового брожения (кефир, кумыс, ацидофильно-дрожжевое молоко). Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями, сбраживающими лактозу с образованием молочной кислоты, под воздействием которой происходит коагуляция (свертывание) казеина и образуется молочный сгусток.

428

18.9. Биохимические процессы при изготовлении продуктов

18.9.3.1.Физико-химические и биохимические процессы при сквашивании молока

Для производства кисломолочных продуктов используют молоко с кислотностью не выше 19 °Т, а сливки — 24 °Т. Предварительно молоко пастеризуют при 85…87 °С в течение 5…10 мин или при 90…92 °С на протяжении 2…3 с. Пастеризация проводится с целью уничтожения микрофлоры, что достигается за счет разрушения, в процессе воздействия высоких температур, функциональных белков. Чаще всего пастеризация проводится одновременно с гомогенизацией молока, что обеспечивает получение однородной по консистенции смеси. Внесение после этого закваски способствует лучшему развитию ее микрофлоры, жизнеспособность которой обеспечивает образование веществ, приводящих к формированию плотного молочного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Основой молочного сгустка являются денатурированные белки плазмы и казеина мицеллярных структур.

Для проведения сквашивания используют кисломолочные стрептококки с оптимальной температурой развития 30…35 °С (Str. lactis) и 40… 45 °С (Str. termophilus). Сметанообразную консистенцию молочнокислый продукт приобретает при действии сливочного стрептококка (Str. cremoris), тогда как ароматизирующими свойствами обладают: Str. citrovorus, Str. paracitrovorus, Str. diacetilactis, S. lactis subsp. acetoinicus, S. lactis subsp. diacetilactis. Продуктами метаболических процессов этих стрептококков служат молочная кислота, уксусная кислота, спирты, альдегиды, придающие продукту соответствующий вкус и запах. Проявление свойств этих соединений способствует формированию у кисломолочного продукта определенной консистенции с повышением титруемой кислотности до 80…120 °Т. При использовании болгарской палочки (B. bulgaricum)

иацидофильных бактерий (B. acidophilum) с оптимальной температурой развития при 40…45 °С титруемая кислотность среды может повышаться до 200…300 °Т. Закваски вносится в молоко от 1 до 5 %. Процесс сквашивания обычно завершается образованием плотного, нежного по консистенции молочного сгустка, без признаков отделения сыворотки. По завершении сквашивания кисломолочный продукт помещают в холодильную камеру, охлаждая его до 6…8 °С. Однако в продуктах кисломолочного

испиртового брожения (кефир, кумыс, ацидофильно-дрожжевое молоко) процесс спиртового брожения продолжает протекать. В результате

этого в кисломолочном продукте накапливается спирт и СО2. Содержание продукта при низкой температуре является условием завершения его созревания. Это может продолжаться от 12 до 72 ч. Хранение готовых кисломолочных продуктов осуществляется при 0…6 °С и влажности 85…90% в условиях строгого санитарно-гигиенического режима.

429

Глава 18. Биохимия молока

18.9.3.2. Продукты молочнокислого и спиртового брожения

Простокваша. Кисломолочный продукт, получаемый путем сквашивания молока под действием молочнокислых бактерий. Для изготовления простокваши используются разновидности термофильных молочнокислых бактерий (болгарской, ацидофильной палочек, термофильного стрептококка), сквашивание проводится при 40…45 °С в течение 3…5 ч. При использовании мезофильного стрептококка сквашивание молока проводят при 30…35 °С в течение 6…8 ч. При этом титруемая кислотность продукта должна составлять 80…120 °Т. Готовый кисломолочный продукт имеет белый или слегка кремовый цвет, плотный по консистенции сгусток, на поверхности которого допускается незначительное отделение сыворотки.

Ацидофильные кисломолочные напитки. Получают их путем сквашивания пастеризованного молока при 38…42 °С в течение 3…4 ч, используя в заквасках чистые культуры ацидофильной палочки. Созревшее ацидофильное молоко имеет ровный, нежный, легко разбиваемый молочный сгусток и при перемешивании оно приобретает однородную сметанообразную консистенцию. При этом содержание липидов в продукте должно быть не менее 3,2 %, а титруемая кислотность в пределах 80…130 °Т. Оптимальной считается кислотность 110…115 °Т.

Кефир. Молочнокислый продукт, получаемый в результате совместного действия бактерий молочнокислого и спиртового брожения (мезофильные и ароматизирующие стрептококки, мезофильные и термофильные палочки, уксуснокислые бактерии и молочные дрожжи). Молочнокислые стрептококки и палочки участвуют в процессе сквашивания и образования молочного сгустка, который образуется под действием продуктов жизнедеятельности кисломолочных бактерий (молочная и уксусная кислота, спирты, альдегиды и др.). При участии ароматизирующих бактерий образуются ароматические вещества, а дрожжей — спирт и СО2. Тогда как уксуснокислые бактерии способствуют формированию вязкого молочного сгустка. Сквашивание молока проводится при 19…23 °С в течение 10…12 ч до величины титруемой кислотности 90…100 °Т. После этого смесь перемешивают до гомогенной консистенции, понижая температуру до 10…12 °С в течение 4…6 ч. Готовый продукт разливают в подготовленную посуду и хранят при 6…8 °С.

Кумыс. Молочнокислый продукт, который вырабатывают из молока кобыл. Для выработки кумыса используют сырое молоко, а закваской служит кумыс прежней выработки. Кобылье молоко отличается от коровьего тем, что в нем низкое содержание липидов и казеина, но высокое содержание лактозы и альбумина. При сквашивании кобыльего молока казеин выпадает в виде хлопьев и поэтому плотного сгустка не образуется.

430

18.9. Биохимические процессы при изготовлении продуктов

Для получения кумыса молоко кобыл заливают в деревянные кадки. В процессе сквашивания и созревания молоко периодически перемешивают для раздробления хлопьев казеина. После сквашивания молока получается кумыс, который разливают в бутылки, герметично закрывают пробками и выдерживают в холодильной камере 12…48 ч при температуре около 6 °С. Через сутки после заквашивания кумыс готов к употреблению.

Сметана. Кисломолочный продукт, получаемый путем сквашивания пастеризованных сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий. Предварительно сливки подвергаются гомогенизации и пастеризации. Последнюю проводят при 92…95 °С в течение 15…20 с. Гомогенизацию проводят после пастеризации при 70 °С. После этого температуру понижают до 18…22 °С и в среду вносят от 0,5 до 5 % закваски, в составе которой мезофильные молочнокислые стрептококки (Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, S. lactis subsp. acetoinicus, S. lactis subsp. diacetilactis).

В первые 2…3 ч после внесения закваски сливки периодически перемешивают, добиваясь ее равномерного распределения. Сквашивание сливок продолжается в течение 18…20 ч до достижения кислотности 65…70 °Т и приобретения смесью густой, плотной консистенции, которая образуется в результате коагуляции казеина. Отвердение смеси происходит за счет структурированности казеина и белков поверхностных оболочек жировых шариков. Наибольшую плотность сгусток приобретает при рН 4,6…4,7, что соответствует величине изоэлектрической точки белков плазмы и жировых шариков. Понижение рН среды приводит к растворению белков, разрушению структур жировых шариков. В результате происходит разжижение молочного сгустка. Из-за этого процесс сквашивания сливок необходимо приостанавливать при достижении титруемой кислотности смеси 60…75 °Т. Поэтому при сквашивании сливок лучше проводить технологический процесс в два этапа. На первом этапе сквашивание сливок проводится при 30…31 °С до тируемой кислотности 30…35 °Т. Затем, на втором этапе, смесь охлаждают до 8…10 °С и процесс продолжается до достижения кислотности 60…65 °Т. После этого смесь нагревают, что способствует образованию устойчивого геля с возрастанием количества структурированных элементов в молочном продукте. При этом с увеличением прочности и вязкости молочного сгустка происходит уменьшение выделения сыворотки. В процессе созревания жировые шарики увеличиваются в размере за счет набухания казеина. Перемешивать в это время смесь не рекомендуется.

Готовый продукт хранится при 2…8 °С. При пониженной температуре повышается степень взаимодействия липидов жировых шариков, что способствует еще большему уплотнению сметаны.

Творог. Кисломолочный продукт, обогащенный белком, полученный путем сквашивания молока (цельного или обезжиренного), с последую-

431

Глава 18. Биохимия молока

щим удалением сыворотки. По содержанию липидов творог можно подразделить на жирный, полужирный и нежирный. Для производства творога используют в основном кислотно-сычужный и кислотный способы.

Кислотно-сычужный способ. Молоко с жирностью 3,0 и 3,5 % пастеризуют при 80 °С, а затем охлаждают до 32 °С. Заквашивание пастеризованного молока проводят с добавлением 5 % закваски молочнокислого стрептококка. В первые 2…3 ч, молоко перемешивают через каждые 30… 40 мин. При достижении кислотности молока 33…35 °Т добавляют хлорид кальция (на 1000 кг молока 400…500 г CaCl2). После этого в молоко вносят сычужный фермент из расчета на 1000 кг молока 1 г сухого порошка фермента. Смесь перемешивают и оставляют для созревания молочного сгустка при 30…32 °С в течение 6…8 ч. О готовности судят по формированию молочного сгустка с ровными и блестящими краями на изломе, с кислотностью 58…60 °Т. Затем разрезают молочный сгусток на кусочки размером 2 см3 для отделения сыворотки. При достижении кислотности сгустка 77…79 °Т его прессуют или центрифугируют для удаления сыворотки. Полученный продукт хранят при 3…8 °С.

Кислотный способ. Молоко после пастеризации сквашивают бактериальной закваской до кислотности молочного сгустка 75 °Т. Затем разрезают молочный сгусток на кусочки размером 2 см3 и нагревают в течение 15…20 мин при 38…40 °С. При этом удаляется избыток влаги и уплотняется сгусток. Сформировавшийся сгусток прессуют или центрифугируют для удаления сыворотки.

18.9.3.3. Пороки кисломолочных продуктов

Качество кисломолочных продуктов зависит от количества используемой закваски. Она должна иметь плотный однородный молочный сгусток, быть привлекательной на вкус, иметь специфический приятный запах и определенную величину титруемой кислотности согласно технологическому требованию. При повышении кислотности смеси активность бактерий закваски понижается, что увеличивает продолжительность свертывания молока и ухудшает качество готового продукта.

Молоко сквашивается при температуре заквашивания до образования нежного по консистенции достаточно плотного молочного сгустка, без признаков отделения сыворотки и до кислотности несколько ниже, чем в готовом продукте. При несоблюдении этих норм может происходить формирование рыхлого молочного сгустка со значительным отделением сыворотки и высоким содержанием молочной кислоты, что будет повышать кислотность продукта, придавая ему неприятный кислый привкус. Так, кефир, являющийся продуктом смешанного молочного и спиртового брожения, при несоблюдении технологических норм выработки кисломо-

432