Кисломолочные напитки

       где К₃  — количество закваски, %;

       К_н — количество наполнителя, %;

       Ж_н.м, Ж_пр, 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.

       Для улучшения микробиологических показателей готового продукта и повышения сроков его годности процесс сквашивания проводят в асептических, резервуарах с избыточным давлением стерильного воздуха (0,005–0,01 МПа). Последующее смешивание с наполнителем, охлаждение и розлив в этом случае также осуществляются в асептических условиях.

    Перемешивание и охлаждение сгустка. По окончании сквашивания включают подачу ледяной воды с температурой (2±2)°С в межстенное пространство резервуара для частичного охлаждения сгустка до температуры 25−35°С. Через период времени от 60 до 90 мин после подачи воды включают в работу мешалку. Сгусток перемешивают от 10 до 30 мин в зависимости от конструкции мешалки и вязкости сгустка. Перемешивание должно обеспечить однородную консистенцию молочного сгустка. При хранении простокваши с неоднородной, комковатой консистенцией может отделиться сыворотка.

    Дальнейшее  перемешивание при необходимости  ведут периодически, включая мешалку на 5-15 мин.

       Внесение  наполнителей. В настоящее время широко производят кисломолочные продукты с фруктовыми наполнителями. Установлено, что в качестве фруктовых наполнителей для кисломолочных продуктов можно использовать:

• пастеризованные и стерилизованные фрукты с сахаром;
• натуральные и плоды и ягоды в замороженном виде, а также засахаренные;
• цукаты;
• желеобразную массу с кусочками плодов;
• фруктовые сиропы и др.

       Содержание  сахара в наполнителях должно составлять вместе с фруктозой до 64 %. Это  необходимо для получения готового продукта с однородной (без крупинок белка) консистенцией. При использовании  фруктовых наполнителей с пониженным содержанием сахара и повышенной кислотностью (рН ниже 3,2) возможно дополнительное свертывание белка в сквашенном продукте за счет подкисления. Желательно, чтобы кислотность фруктового наполнителя была равна кислотности продукта или немного превышала ее, так как в противном случае могут наблюдаться уменьшение стабильности и выделение сыворотки. Нужно учитывать, что некоторые фруктовые наполнители содержат танины (например, сок грейпфрута), которые реагируют с молочными белками и образуют осадок.

       С целью получения готового продукта с плотной консистенцией и  равномерным распределением фруктового наполнителя по всему объему молочного продукта рекомендуется использовать стабилизаторы консистенции или белковые обогатители (желатин, модифицированный крахмал, пектин, сухое обезжиренное молоко и др.), вводя их в смесь на стадии ее нормализации. В этом случае фруктовый наполнитель не осаждается на дно резервуара или потребительской тары.

       При производстве кисломолочных продуктов  с фруктовыми наполнителями важным является выбор способа внесения наполнителя в продукт. Наиболее приемлемый способ — добавление их в сквашенный продукт перед расфасовкой. При внесении наполнителей перед сквашиванием может быть нарушен микробиологический процесс сквашивания молока. Кроме того, в процессе сквашивания может резко измениться цвет наполнителя или исчезнуть вовсе. Фруктовые наполнители вносят в резервуар с частично охлажденным молочно-белковым сгустком, в потоке с использованием смесительного устройства или с помощью дозатора в расфасовочной машине непосредственно в упаковку с продуктом.

       Фруктовые наполнители, вносимые в резервуар, не должны быть слишком вязкими, поскольку это затрудняет их смешивание со сгустком, а излишне длительное перемешивание ведет к отделению сыворотки и уменьшению вязкости продукта.

       Для смешивания фруктовых наполнителей и молочно-белкового сгустка используют смесительные устройства, состоящие из дозаторов для наполнителя и сгустка и смесительной камеры. Смесители встраивают в трубопровод технологической линии. Они имеют различную конструкцию, например трубу с приваренными внутри винтовыми лопастями или с вращающимся центральным винтовым поплавком. Фруктовые наполнители дозируются из резервуара в поток сквашенного продукта.

       Равномерное распределение наполнителя в сгустке обеспечивается движением лопатками смесителя. Перед автоматической мойкой такие смесители рекомендуется разбирать и ополаскивать. При небольших объемах производства могут быть использованы передвижные дозаторы со стационарным смесителем. При больших объемах сгусток и фруктовый наполнитель подаются через общую трубу в смесительную камеру с мешалкой, далее гомогенная смесь поступает в фасовочный автомат. Такие устройства могут быть асептическими. После внесения наполнителя продукт доохлаждают. Заключительный этап охлаждения продукта с густой консистенцией желательно проводить в холодильной камере. Во время медленного охлаждения до (4±2) °С формируется конечная структура и значительно возрастает вязкость продукта.