В настоящее время современные технологии позволяют легче сохранять молочную продукцию, производить большой ассортимент продуктов и обеспечивать возрастающий спрос на нее. Молоко по своему значению в питании населения занимает второе место после хлеба, немаловажное значение имеют и кисломолочные продукты, обладающие диетическими и лечебными свойствами [1].
Молоко, сквашенное путем внесения в него определенных культур молочнокислых бактерий или дрожжей, носит название «закваска» и предназначается для заквашивания молока в производстве кисломолочных продуктов [2]. Каждый продукт изготовляют с помощью определенных культур микроорганизмов. Для производства кефира употребляют закваски на кефирных зернах (грибках).
Кефирные зерна представляют собой белковые образования — комочки, в толще которых содержатся микроорганизмы. Основными представителями микрофлоры кефирных зерен являются молочнокислые палочки (болгарская и ацидофильная), молочнокислые стрептококки, в том числе аро-матообразующие, уксуснокислые бактерии и молочные дрожжи типа Torula [3].
Молочнокислый стрептококк (Streptococcus lactis) относится к семейству Lactobacillaceae, роду Streptococcus — микроорганизм, наиболее широко употребляемый для приготовления кисломолочных продуктов. Под действием его образуется очень плотный, колющийся сгусток.
Различают мезофильные стрептококки, для которых оптимальной, т.е. наиболее благоприятной для развития, является температура 30-35 °С и термофильные (теплолюбивые) стрептококки, для развития которых наилучшая температура 40-42 °С.
Предел кислотообразования молочнокислых стрептококков 120-130 °Т. При более высокой кислотности их жизнедеятельность прекращается.
Иногда при сквашивании молока некоторыми культурами молочнокислых стрептококков образуется продукт со слизистой (тягучей) консистенцией. Тенденцию к слизеобразованию имеет болгарская и, особенно, ацидофильная палочки.
Болгарская палочка (Lactobacillus bulgaricum) относится к семейству Lactobacillaceae, роду Lac-tobacillus. Термофильная бактерия лучше всего развивается при температуре 42-45 °С. Это сильный кислотообразователь (кислотность молока повышается до 300 °Т), образуется нежный, ровный сгусток.
Ацидофильная палочка (Lactobacillus acidophilus) относится к семейству Lactobacillaceae, роду Lactobacillus. Термофильная бактерия лучше всего развивается при температуре 40-42 °С.
Существуют слизистые и неслизистые расы ацидофильной палочки. Слизистые расы при сквашивании образуют тягучий (слизистый) сгусток, но являются довольно слабыми кислотообразовате-лями. Неслизистые расы ацидофильной палочки образуют обычный (неслизистый) сгусток, но являются сильными кислотообразователями (повышают кислотность молока до 300 0С).
Ароматобразующий стрептококк (Streptococcus Diacetilactis) относится к семейству Lactobacilla-ceac, роду Streptococcus. Он образует в молоке не только молочную кислоту, но и ацетоин и диаце-тил, важнейшие ароматические масла, а также СО2. Оптимальная температура его развития 25-28 ° С, предельная кислотность молока 90-100 ° Т.
Для молочных дрожжей типа Torula оптимальной является температура 18-20 ° С. Они хорошо развиваются в кисломолочных продуктах, так как для своего развития требуют кислотной реакции среды [4].
Качество заквасок предопределяет качество готовых кисломолочных продуктов. Зависит оно от многих факторов: чистоты культуры (отсутствие в заквасках посторонних микроорганизмов), способности к кислотообразованию, ароматообразованию, накоплению антибиотиков и витаминов [5].
На активность культуры, т.е. способность ее быстро развиваться, повышать кислотность молока и образовывать сгусток, большое влияние оказывают технологические методы приготовления кисломолочных продуктов.
Кисломолочные продукты производят термостатным и резервуарным методами. При термостатном методе сквашивание молока и созревание кефира осуществляются в упаковках в термостатных и холодильных камерах.
При резервуарном методе заквашивание и сквашивание молока, охлаждение и созревание продукта производят в одном и том же резервуаре, а в упаковки разливают уже готовый продукт [6].
Далеко не все предприятия используют как термостатный, так и резервуарный методы приготовления кисломолочных продуктов. В некоторых регионах России широко распространен термостатный метод [7].
На территории Карагандинского молочного комбината сравнительно недавно был введен резервуарный метод приготовления кисломолочных продуктов, поэтому настоящее исследование обладает определенной новизной по изучению влияния данного метода на характер развития микроорганизмов молочной закваски в нашем регионе и сравнению его с предыдущим термостатным методом.
Результаты настоящей работы могут быть использованы для информации Карагандинским молочным комбинатом, а также любыми другими предприятиями по производству кисломолочной продукции исследуемыми методами.
Цель исследования — определить характер развития микроорганизмов молочной закваски при термостатном и резервуарном методах приготовления кефира 2,5%-ной жирности.
Из кисломолочных продуктов, производимых Карагандинским молочным комбинатом, кефир 2,5%-ной жирности является наиболее распространенным, поэтому его и использовали для тестирования исследуемых методов. Состав кефирных грибков (зерен), представляющих симбиоз различных микроорганизмов, вызывает определенный интерес для исследования данного продукта.
Материалы и методы
В исследовании применялся диетический кефир 2,5%-ной жирности, производитель — Карагандинский молочный комбинат.
Первая партия кефира была приготовлена на основе термостатного метода.
Технологический процесс производства кефира термостатным методом осуществляют в следующей последовательности:
- приемка и подготовка сырья, нормализация;
- очистка, пастеризация, гомогенизация и охлаждение смеси;
- заквашивание смеси;
- разлив, упаковка, маркировка;
- сквашивание смеси;
- охлаждение и созревание молочного сгустка.
Вторая партия кефира была приготовлена на основе резервуарного метода.
Технологический процесс производства кефира осуществляют в следующей последовательности:
- приемка и подготовка сырья, нормализация;
- очистка, пастеризация, гомогенизация (обязательна для кефира 2,5 %-ной жирности) и охлаждение смеси;
- заквашивание и сквашивание смеси;
- перемешивание, охлаждение и созревание молочного сгустка.
Качество готового продукта определяли в лаборатории Карагандинского молочного комбината, органолептическими методами (консистенция сгустка, вкус, запах) и физико-химическими методами (кислотность молочного сгустка в Т°).
Результаты и обсуждение
Технологии приготовления кисломолочных продуктов на основе термостатного и резервуарного методов различны.
Приемка и оценка качества молока, очистка молока, нормализация молока по жиру, пастеризация, гомогенизация, охлаждение и заквашивание смеси производится термостатным и резервуарным методами одинаково.
Главные отличия между методами можно наблюдать в очередности заквашивания и сквашивания молока, созревания и разлива готового продукта.
Стадии сквашивания и созревания являются основными, именно они определяют активность микроорганизмов используемой закваски, а значит, качество готового продукта.
Производство кефира 2,5 %-ной жирности термостатным методом показано в таблице 1.
При приготовлении кефира 2,5 %-ной жирности термостатным методом сквашивание производится в таре при температуре заквашивания, а созревание готового продукта — в течение 9-13 часов при температуре 8°С.
Качество сгустка зависит от количества механических воздействий на смесь, от температуры и времени приготовления продукта.
При термостатном методе смесь после заквашивания перемешивают 1 раз в течение 15 минут. Во всех случаях первое перемешивание должно обеспечить равномерное распределение закваски по смеси. Затем при разливе заквашенной смеси в течение 20-40 минут производят периодическое помешивание, чтобы смесь не густела. После разлива заквашенную смесь в упаковке переносят в термостатную комнату для сквашивания, где ее больше не перемешивают.
Во время сквашивания кефира 2,5 %-ной жирности термостатным методом происходит активное развитие молочнокислого стрептококка (Streptococcus lactis), сбраживание лактозы (молочный сахар), т. е. распад ее на глюкозу и галактозу, с образованием в итоге молочной кислоты.
Под действием молочного стрептококка и молочнокислых палочек (Lactobacillus bulgaricum, Lactobacillus acidophilus) молоко скисает, а содержащийся в нем казеин свертывается и образует сгусток. Так как сквашивание смеси происходит в упаковке, без механических воздействий на продукт, формируется плотный, комковатый сгусток.
После сквашивания в термостатной камере смесь переносят в охладительную камеру для созревания.
Температура охладительной камеры составляет 8°С. При данной температуре невозможно дальнейшее развитие молочнокислых бактерий. Образование сгустка прекращается, также прекращается накопление молочной кислоты.
Так как накопление в молоке молочной кислоты, т.е. повышение его кислотности, связано с расходованием молочного сахара, между кислотностью кисломолочных продуктов и количеством оставшегося несброженным молочного сахара существует обратная зависимость: чем выше кислотность продукта, тем меньше осталось в нем молочного сахара.
При перемешивании кефира кислотностью ниже 80°Т отделяется сыворотка.
Кефир 2,5 %-ной жирности, приготовленный на основе термостатного метода, образует сравнительно низкую кислотность (75-80°Т), так как температура в процессе его созревания была понижена до минимального предела, при котором прекратилось развитие как молочнокислых стрептококков, так и молочнокислых палочек.
На данном этапе более энергично размножаются дрожжи (Torula). В продукте идет интенсивное накопление спирта и углекислоты.
В процессе созревания отвердевает жир, свободная влага частично связывается белком, и консистенция продукта становится более плотной.
При вскрытии упаковки кефира 2,5 %-ной жирности, приготовленного термостатным методом, можно наблюдать плотный сгусток комковатой консистенции, с небольшим отделением сыворотки при использовании. Вкус и запах — чистый, кисломолочный, освежающий, спирт и углекислота в достаточном количестве.
После приготовления кефира 2,5 %-ной жирности на основе термостатного метода был исследован резервуарный метод приготовления. Производство кефира 2,5 %-ной жирности резервуарным методом представлено в таблице 2.
В производстве кефира 2,5 %-ной жирности резервуарным методом используют аналогичную закваску на кефирных грибках, как и при термостатном методе.
При производстве кефира на основе рассматриваемого метода заквашивание, сквашивание и созревание производятся в одной емкости, снабженной специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси. Главным отличием данного метода является перемешивание готового сгустка по окончании сквашивания и на этапе разлива готового продукта. Это отличие влияет на качество сгустка и его консистенцию.
При сквашивании кефира 2,5 %-ной жирности резервуарным методом происходит активное развитие молочнокислого стрептококка (Streptococcus lactis) и молочнокислых палочек (Lactobacillus bulgaricum, Lactobacillus acidophilus).
Как и при термостатном методе, молоко скисает, казеин, содержащийся в молоке, свертывается, и образуется сгусток. Так как сгусток подвергают механическому воздействию, его консистенция становится более жидкой и однородной.
Во время сквашивания молока с кефирными зернами рекомендуется перемешивание. В результате аэрации молока значительно усиливается деятельность дрожжей (Torula), что невозможно при термостатном методе. В данном случае образуется спирт. Кефир имеет более крепкий вкус.
После сквашивания перемешанный кефир в резервуаре остужают до температуры 14 + 2°С и оставляют до полного созревания. Температуру в емкости не снижают до более низких пределов, так как смесь при ней лучше протекает по трубопроводам на разлив.
При таких условиях развитие молочнокислых стрептококков и молочнокислых палочек замедляется, но не прекращается. Происходит дальнейшее расщепление лактозы, образуется молочная кислота, кислотность кефира в итоге достигает 85-100 0С. Чем выше кислотность продукта, тем меньше отделения сыворотки в результате его использования.
Кефир, приготовленный на основе резервуарного метода, обладает насыщенным запахом, так как более высокая температура созревания влияет и на развитие ароматобразующего стрептококка (Streptococcus Diacetilactis).
При охлаждении продукта, после его разлива, свободная влага частично связывается белком, и консистенция кефира становится более плотной.
Рис. Кефир 2,5 %-ной жирности, приготовленный на основе резервуарного метода в условиях Карагандинского молочного комбината
Вкус кефира — кисломолочный, освежающий, запах — более насыщенный, из-за активного развития ароматобразующего стрептококка, спирт и углекислота — в достаточном количестве.
Выводы
- Технология приготовления кефира 2,5 %-ной жирности на основе резервуарного метода наиболее благоприятно влияет на развитие микроорганизмов молочной закваски.
- Качество сгустка при резервуарном методе приготовления кефира 2,5 %-ной жирности выше, чем при термостатном методе, так как составляет однородную консистенцию, без выделения сыворотки.
- На этапе созревания резервуарного метода хорошо развивается ароматобразующий стрептококк(StreptococcusDiacetilactis),что наилучшим образом влияет на более насыщенный кисломолочный запах готового продукта.
Список литературы
- Петровская В.А. Молочное дело. — М.: Колос, 1980. — 213 с.
- Крусь Г.Н., Храмцов А.Г., Волокитина Э.В., Карпычев С.В. Технология молока и молочных продуктов. — М.: Колос, 2005. — 260 с.
- ГлазачевВ.В. Технология кисломолочных продуктов. — М.: Пищевая промышленность, 1968. — 138 с.
- БогдановБ.М. Микробиология молока и молочных продуктов. — М.: Пищевая промышленность, 1969. — 251 с.
- Дикарева Е., Акимова М. Применение лабораторных заквасок при производстве кисломолочных продуктов. — М.: Молочная промышленность, 1963. — 150 с.
- КугеневП.В., БарабанщиковН.В. Практикум по молочному делу. — М.: Колос, 1968. — 281 с.
- Кугенев П.В. Молоко и молочные продукты. — М.: Россельхозиздат, 1985. — 253 с.