Сырье, используемое для производства кефира, молоко. Требования к заготавливаемому молоку. К молоку как сырью, для производства высококачественных молочных продуктов согласно ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырье. Технические условия». Предъявляют требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям.[8]

  Молоко должно быть натуральным, получено от здоровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков, консистенция однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м3. Не подлежит приемке молозиво, в первые 7 дней после отела и стародойное молоко за 10-15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чеснока, полыни, которые не исчезают и во время технологической обработки. Нельзя принимать на завод молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов, с добавлением нейтрализующих веществ, с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, затхлым привкусом, тягучей консистенции, что свидетельствует о наличии в больших количествах гнилостной и посторонней микрофлоры.[8]

   Соответствие молока стандарту по физико-химическим показателям устанавливают анализом на содержание массовой доли жира, титруемой кислотности, плотности и, при необходимости, СОМО (по массовой доле жира и плотности). Расчеты за сданное молоко производятся по базисной жирности и содержанию белка соответствующим средним нормам для данного сырьевого района. При приемке проводят контроль молока на санитарно-микробиологическое состояние проверкой 1 раз в декаду на механическую загрязненность, педунтазной или резазуриновой пробами на бактериальную обсемененность. Молоко коров, больных маститом, не подлежит приемке. Несмотря на то, что мастит не передается человеку через молоко, в нем содержится большое количество стафилококков, выделяющих токсины, которые могут вызвать пищевое отравление молочными продуктами и быть причиной опасных заболеваний.[8]

  Для производства диетических продуктов используют молоко высококачественное в гигиеническом отношении, т.е. минимальной механической и бактериальной загрязненностью и кислотностью не более 19ºТ. Молоко должно быть биологически полноценным, содержать витамины и свободные аминокислоты в количестве, необходимом для успешного развития в нем микрофлоры.

  При выработке кисломолочных продуктов в промышленных условиях используют специальные закваски, приготовленные на чистых культурах молочнокислых бактерий. Применение чистых культур с проверенными биохимическими свойствами позволяет интенсифицировать производственный процесс и получать продукт с заранее определенными свойствами. Молочные бактерии, используемые в производстве кисломолочных продуктов, по морфологическим признакам подразделяются на две группы: молочнокислые стрептококки, имеющие шарообразную форму клеток, и молочные палочки, относящиеся к группе молочновидных бактерий.

  Молочнокислые палочки обладают более высокой энергией кислотообразования, при развитии в молоке могут повышать кислотность до 300ºТ и более. Молочнокислые стрептококки – менее активные кислотообразователи, предельная кислотность молока при развитии в нем только стрептококков не превышает 120ºТ, а продукты, сквашенные с применением только стрептококковых культур, имеют нежный кисломолочный вкус.[17]

  Обе морфологические группы бактерий различаются отношением к

температуре. Большинство молочнокислых палочек являются термофильными бактериями с оптимальной температурой развития в пределах 37-45ºС, минимальная температура – около 20ºС. Представители этой группы – ацидофильная палочка с оптимум развития 37-38ºС и болгарская палочка с оптимальной температурой развития 40-45ºС. В молочнокислых продуктах иногда обнаруживается термоустойчивая молочнокислая палочка незаквасочного происхождения, которая хорошо переносит более высокую (90ºС) температуру пастеризации. Под действием этой культуры резко повышается кислотность и появляется излишне кислый вкус; нарастание кислотности сверх предела, допустимого стандартом, возможно еще в период выработки продукта на заводе.[17]

  Молочнокислые стрептококки относятся к мезофильным микроорганизмам, развиваются успешно при температуре 25-30ºС; минимальная температура развития – 10ºС, а иногда несколько ниже. Из этой группы для выработки цельномолочных продуктов используют молочнокислый стрептококк – основной компонент микрофлоры заквасок для простокваши, сметаны, а также сливочный стрептококк и ароматообразующий стрептококк.

  Термофильный стрептококк в отличие от других бактерий этой группы имеет оптимум развития в пределах 40-45ºС, вырабатывает несколько меньше молочной кислоты, но очень удобен для составления комбинированных заквасок в сочетании с молочнокислыми палочками.

  Ароматообразующий стрептококк является более слабым кислотообразователем, сбраживает молочный сахар с образованием не только молочной кислоты, но и ароматических соединений – ацетоина, диацетила, ацетальдегида. Важнейшем из этих соединений является диацетил, он образуется из пировиноградной кислоты в присутствии лимонной, которая служит акцептором водорода. Образование четырехуглеродистых соединений снижает выход молочной кислоты.        Произведенные штаммы молочнокислыхпродуктов, полученных путем естественного сквашивания молока, или такназываемых «самоквасом» из наиболее удачных по вкусу и другим признакаммолочных продуктов заводского изготовления.[9,16]

  Отдельные штаммы выделяют из окружающей среды. С поверхности растений, из кишечника теплокровных животных и человека.

  На заводах сначала готовят лабораторную закваску в микробиологической лаборатории, а затем на ее основе – производственную закваску в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.4.551-96 "Производство молока и молочных продуктов". Санитарные требования к производству заквасок:

- приготовление лабораторной и производственной закваски должно производиться строго в соответствии с "Инструкцией по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности";

- в микробиологической лаборатории должно быть выделено отделение или бокс для приготовления лабораторной закваски и работы с чистыми культурами. Термостаты и холодильники, используемые для приготовления и хранения заквасок, запрещается использовать для других целей;

- отделение по приготовлению бактериальных заквасок должно быть размещено в производственном корпусе, изолировано от производственных помещений и максимально приближено к цехам - потребителям заквасок. Помещение для изготовления заквасок не должно быть проходным. При входе в заквасочное отделение должен быть тамбур для смены санитарной одежды. При входе в заквасочное отделение должен быть дезинфицирующий коврик. На небольших предприятиях (до 25 т переработки молока в смену) и при приготовлении небольших количеств закваски допускается приготовление закваски на чистых культурах, кефирной и ацидофильной в одном помещении. Резервуары для их приготовления и трубопроводы для подачи заквасок на чистых культурах и кефирной с ацидофильной должны быть раздельными;

- в заквасочном отделении не допускается прохождение транспортных магистральных коммуникаций (пар, холод, вентиляция), а также канализационных стояков;

- должна быть предусмотрена очистка подаваемого наружного воздуха от пыли в системах механической приточной вентиляции. Не допускается движение воздуха, создаваемое сквозняками;

- для стерилизации воздуха в заквасочных отделениях и тамбуре должны быть установлены бактерицидные лампы (БУФ-30 и др.). Входить в заквасочное отделение разрешается только работникам, приготовляющим закваску и производящим уборку помещения;

- тара и инвентарь заквасочного отделения должны быть промаркированы.

После использования тара и инвентарь должны быть тщательно вымыты согласно "Инструкции по санитарной обработке оборудования на предприятиях молочной промышленности" и продезинфицированы раствором хлорной извести; или стерилизацией в автоклаве или сушильном шкафу. Чистая тара и инвентарь должны быть закрыты чистым пергаментом или полиэтиленовой пленкой и храниться до употребления на продезинфицированных стеллажах или специальных подставках. При хранении более 24 ч перед употреблением чистая тара и инвентарь должны быть вновь продезинфицированы;

- стерилизация молока для приготовления пересадочной лабораторной закваски вместимостью до 20 дм на стерилизованном молоке должна производиться в заквасочном отделении или в микробиологической лаборатории;

- при приготовлении закваски на пастеризованном молоке весь процесс ее приготовления (пастеризация, охлаждение молока до температуры заквашивания, заквашивание, сквашивание и охлаждение закваски) должен производиться в одной емкости. Допускается проведение пастеризации молока на трубчатом пастеризаторе (90 - 95°С) с последующей выдержкой, охлаждением и сквашиванием в одной емкости.

- не допускается использование любой закваски (сухой, лабораторной или производственной) с истекшим сроком годности, а также производственной закваски с повышенной кислотностью;

- приготовление лабораторной закваски, а также контроль качества лабораторной, пересадочной, производственной закваски и активизированного бакконцентрата осуществляет микробиолог предприятия.

На небольших предприятиях, при отсутствии микробиолога приготовление лабораторной закваски может осуществлять специально выделенное лицо. Микробиолог передает лабораторную закваску для приготовления производственной закваски в выходные и праздничные дни мастеру цеха.[2]

  Для приготовления лабораторной закваски берут стерилизованное молоко, охлаждают его до температуры сквашивания, а затем вводят в него сухие или жидкие культуры микроорганизмов, полученные из специальных лабораторий ВНИМИ. Сухую закваску вносят в молоко после сквашивания получают первичную лабораторную закваску, которая должна иметь ровный плотный сгусток, кислотность в пределах 75-85ºТ (при наличии в закваске молочнокислых стрептококков) и 100-130ºТ (при наличии молочнокислых палочек).

  Заранее приготовленная закваска бывает ослабленной, так как при хранении в сухом состоянии или в одной и той же среде часть клеток погибает. Для восстановления активности культуру переносят в свежее молоко. В зависимости от количества пересадок получают первичную, вторичную закваску и т.д. С увеличением количества пересадок усиливается

способность к размножению и биохимическая активность культуры, в том числе энергия кислотообразования.

  Производственную закваску готовят в значительно больших объемах и используют для выработки продуктов. Для получения ее в пастеризованное и

охлажденное молоко вводят лабораторную закваску в количестве от 1 до 3% и оставляют для сквашивания на 8-10 ч (при наличии в закваске молочнокислых стрептококков) или 4-6 ч (при наличии молочнокислых

палочек).

  Весь цикл приготовления производственной закваски, начиная с пастеризации молока, его охлаждения, заквашивания и хранения готовой закваски, проводят в одной емкости во избежание попадания посторонних микроорганизмов. По этой же причине закваску не перемешивают.

  Качество производственной закваски тщательно контролируют и, если при просмотре препарата под микроскопом обнаруживается посторонняя микрофлора, то немедленно вырабатывают производственную закваску на свежей лабораторной. Свежеприготовленная закваска обладает наибольшей кислотообразующей активностью. Если закваску нельзя использовать сразу после сквашивания, ее охлаждают до 4-6ºС и хранят до использования, но не более 24 ч, так как при дальнейшем хранении в ней развивается посторонняя микрофлора [15,16].

Схема производства кефира

  Для получения кисломолочных напитков используют молоко цельное и обезжиренное, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия, пахту и другое молочное сырье, а также солодовый экстракт, сахар, плодово-ягодные сиропы, джемы, корицу и др.

  При производстве кисломолочных напитков применяются два способа: термостатный и резервуарный. При термостатном способе производства кисломолочных напитков сквашивание молока и созревание напитков производится в бутылках в термостатных и хладостатных камерах.

 При резервуарном способе производства заквашивание, сквашивание молока и созревание напитков происходит в одной емкости (молочных резервуарах). Общая схема производства кисломолочных напитков термостатом и резервуарным способами приведена на рисунке 1.          

Рисунок – 1. Общая схема производства кисломолочных напитков термостатом и резервуарным способами.

 Резервуарный способ

  Технологический процесс производства кисломолочных напитков резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревания сгустка (кефир, кумыс), фасовки.

  Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19 °Т, которое предварительно подвергают очистке. Обезжиренное молоко, пахта, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия и плодовоягодные наполнители должны быть доброкачественными без посторонних привкусов и запахов и пороков консистенции.

  Кисломолочные напитки вырабатывают с различной массовой долей жира: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1%. Поэтому исходное молоко соответственно нормализуется до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением. Нежирные продукты вырабатываются из обезжиренного молока.

При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения определяют по формулам материального баланса или по рецептуре.

Нормализованное сырье подвергается тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °С. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков, которые участвуют в построении структурной сетки сгустка, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Поэтому при производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре 85-87 °С с выдержкой 5-10 мин или при 90 - 92 °С с выдержкой 2-3 мин, ряженки и варенца - 95-98 °С с выдержкой 2-3 ч. Кроме того, при выработке варенца используется и стерилизация молока.

Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. В результате гомогенизации при температуре 55-60 °С и давлении 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных продуктов и предупреждается отделение сыворотки.

После пастеризации и гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных бактериях, молоко охлаждается до 50 - 55°С, мезофильных-30-35 °С и кефирной закваски - 18-25 °С.

  В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду продукта. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком.

    Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение.

  Кефир, вырабатываемый с созреванием, после сквашивания охлаждается до 14-16 °С и при этой температуре созревает. Продолжительность созревания кефира не менее 10-12 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит процесс спиртового брожения, в результате чего в продукте накапливаются спирт, углекислота и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.

  Молоко из емкости для сырого молока подается в балансировочный бачок, откуда направляется в рекуперативную секцию пастеризационно-охладительной установки, где подогревается до 55-57 °С.

Для пастеризации молока используются пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры сквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор-нормализатор, а затем - на гомогенизатор.

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. Из гомогенизатора молоко сначала поступает в секцию пастеризации, далее через пульт управления - в емкость для выдерживания и возвращается в рекуперативную секцию и. в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки, где охлаждается до температуры заквашивания. Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бачок для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков, перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в специальных двустенных вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Мешалка устроена таким образом, чтобы не взбалтывала кефир и не резала бы его на пласты и кубики, а равномерно и одновременно перемешивала всю массу кефира. Частичное перемешивание или разрезка сгустка приводит к отделению сыворотки, а взбалтывание мешалкой - к пенообразованию, что в свою очередь вызывает отделение сыворотки.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание - покой - перемешивание, а также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляют холодной водой или рассолом, циркулирующим по кольцевому зазору между внутренней и средней емкостями. Средняя емкость снабжена теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом.

Для выработки кисломолочных продуктов используются емкости вместимостью 2000, 4000, 6000 и 10000 л.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности. Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30-40 мин включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения. Если требуется созревание, то сгусток охлаждается до температуры созревания и оставляется в емкости на созревание.

  Охлаждение продукта можно проводить в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижении заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель, где охлаждается в потоке до требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость, откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуются в термосвариваемые пакеты или в стеклянную тару на автоматах для фасовки жидких молочных продуктов.

 Термостатный способ

  Технологический процесс производства кисломолочных напитков термостатным способом состоит из тех же технологических операций, что и при производстве резервуарным способом, осуществляемых в такой последовательности: подготовка сырья, нормализация, гомогенизация, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание, фасование, сквашивание в термостатных камерах, охлаждение сгустка, созревание сгустка (кефир, кумыс).

  Приёмку и подготовку сырья, нормализацию, тепловую обработку, гомогенизацию нормализованной смеси и её охлаждение до температуры заквашивания выполняют так же, как и при резервуарном способе производства. Далее нормализованную смесь заквашивают в ёмкости. После заквашивания смесь фасуют в потребительскую тару и направляют в термостатную камеру, где поддерживается температура, благоприятная для развития микрофлоры закваски. Об окончании сквашивания судят по кислотности и плотности сгустка. После окончания сквашивания продукт направляют в холодильную камеру для охлаждения, а кефир - и для созревания.

  Резервуарный способ производства кисломолочных напитков по сравнению с термостатным имеет ряд преимуществ. Во-первых, этот способ позволяет уменьшить производственные площади за счет ликвидации громоздких термостатных камер. При этом увеличивается съём продукции с 1м2 производственной площади и снижает расход теплоты и холода. Во-вторых, он позволяет осуществить более полную механизацию и автоматизацию технологического процесса, сократить затраты ручного труда на 25% и повысить производительность труда на 35 %.[15,17]