1.7.1 Производство кисломолочных продуктов

Важнейшим биохимическим процессом, протекающим при выработ­ке кисломолочных продуктов, является брожение молочного сахара, вы­зываемое микроорганизмами бактериальных заквасок. Его скорость и на­правление определяют консистенцию, вкус и запах готовых продуктов.

По характеру брожения молочного сахара кисломолочные продукты можно разделить на две группы. К первой группе относят продукты, в основе приготовления которых лежит главным образом молочнокислое брожение (простокваша, йогурт, ацидофилин, творог, сметана), ко вто­рой группе - продукты со смешанным брожением, приизготовлении которых происходит молочнокислое и спиртовое брожение (кефир, ку­мыс, ацидофильно-дрожжевое молоко).

Многие молочнокислые бактерии при сбраживании сахара кроме мо­лочной кислоты образуют ряд других химических веществ, придающих кисломолочным продуктам специфические вкус и аромат. К ним относят­ся летучие кислоты (уксусная, пропионовая и др.), карбонильные соеди­нения (диацетил, ацетоин, ацетальдегид), спирт и углекислый газ.

В зависимости от продуктов, накапливаемых в процессе брожения, все молочнокислые бактерии подразделяют на гомоферментативные и гете роферментативные. Молочнокислые бактерии, образующие в ка­честве основного продукта брожения молочную кислоту, относят к гомоферментативным; бактерии, кото­рые кроме молочной кислоты в значительных количествах образуют и дру­гие продукты брожения, - к гетероферментативным.

Путем определенного комбинирования различных видов молочнокис­лых бактерий и регулирования температуры сквашивания можно полу­чить продукт с нужными вкусовыми, ароматическими достоинствами, консистенцией и диетическими свойствами.

В кисломолочных продуктах со смешанным брожением (кефир, ку­мыс и др.) наряду с молочной кислотой образуется большое количество этилового спирта и углекислого газа. Возбудителем спиртового броже­ния в этих продуктах являются дрожжи. Способность дрожжей вырабатывать спирт и углекислый газ зависит от многих факторов: вида используемых дрожжей, количества молочно­го сахара в исходном сырье, температуры, рН среды и др.

Накопление молочной кислоты при молочнокислом брожении лак­тозы имеет существенное значение для образования белкового сгустка, определяющего консистенцию кисломолочных продуктов. Сущность кислотной коагуляции сводится к следующему. Образующаяся (или вне­сенная) молочная кислота снижает отрицательный заряд казеиновых мицелл, в результа­те этого достигается равенство положительных и отрицательных зарядов в изоэлектрической точке казеина (рН 4,6 - 4,7).

При кислотной коагуляции помимо снижения отрицательного заря­да казеина нарушается структура казеинаткальцийфосфатного комплекса (отщепляется фосфат кальция и структурообразующий кальций). Так как кальций и фосфат кальция являются важными структурными элемента­ми комплекса, то их переход в раствор дополнительно дестабилизирует казеиновые мицеллы.

При выработке творога кислотно-сычужным способом на казеин со­вместно действуют молочная кислота и внесенный сычужный фермент.

Под действием сычужного фермента ка­зеин превращается в параказеин, имею­щий изоэлектрическую точку в менее кис­лой среде (рН 5 - 5,2).

В изоэлектрической точке казеиновые или параказеиновые частицы при столк­новении агрегируют, образуя цепочки или нити, а затем пространственную сетку, в ячейки или петли которой захватывается дисперсионная среда с жировыми шари­ками и другими составными частями мо­лока и  происходит гелеобразование.

1.7.2  Производство мороженого

Мороженое обладает высокой пищевой ценностью. Оно содержит молочный жир, белки, углеводы, минеральные вещества и витамины, легко усваивается организмом. Основной процесс, определя­ющий структуру и консистенцию готового продукта, - это фризерование смеси. Его протекание зависит от состава смеси, режимов пастери­зации, гомогенизации, охлаждения и скорости замораживания смеси.

Содержание в смеси жира и СОМО, а также вид и количество вводи­мого стабилизатора влияют на структуру и консистенцию мороженого.

Увеличение в смеси количества жира и СОМО положительно действу­ет на структуру мороженого: в продукте образуются мелкие кристаллы льда, так как создается механическое препятствие их росту. Оптималь­ным считается содержание СОМО в мороженом 8 - 12%. Содержание СОМО выше 12% сильно повышает вязкость смеси и может вызвать уси­ленную кристаллизацию лактозы. Выпадение относительно крупных (выше 10 мкм) кристаллов лактозы приводит к порокам мороженого - мучнистости и песчанистости. Для предупреждения пороков необходимо следить за соотношением содер­жания воды и СОМО. Оно должно быть не менее 6,6.

Структура мороженого также улучшается с увеличением содержания в смеси сахарозы. Сахароза снижает температуру замерзания смеси и положительно влияет на кристаллизацию воды. Однако содержание са­харозы выше 17% ухудшает консистенцию мороженого. Уменьшается его взбитость, продукт приобретает чрезмерно плотную консистенцию, бы­стрее плавится. Его приходится замораживать и хранить при более низ­ких температурах.

Существенное влияние на структуру и консистенцию мороженого оказывают стабилизаторы. Все стабилизаторы обладают большой водосвязывающей способностью. Связывая значительные количества свобод­ной воды, они повышают вязкость смесей и препятствуют образованию крупных кристаллов льда при замораживании. Мороженое приобретает мелкокристаллическую структуру и эластичную консистенцию. Кроме того, стабилизаторы обеспечивают высокую взбитость смесей, образо­вание стойкой пены и повышают сопротивляемость мороженого таянию. Смеси, содержащие излишнее количество стабилизаторов, обладают чрезмерной вязкостью, плохо взбиваются, что обусловливает тягучую, тестообразную консистенцию мороженого.

Качество готового продукта во многом зависит от режимов пасте­ризации и гомогенизации смеси. Смеси для мороженого содержат боль­ше сухих веществ по сравнению с молоком, поэтому требуют примене­ния более высоких температур пастеризации или более продолжитель­ных сроков выдержки. Режимы пастеризации устанавливают в зависи­мости от вида вырабатываемого мороженого и типа применяемого ап­парата.

Гомогенизация смеси способствует улучшению структуры морожено­го. В результате гомогенизации повышается дисперсность жира, увеличиваются вязкость и взбитость смеси.

Давление гомогенизации необходимо устанавливать в зависимости от содержания жира и СОМО в смеси: чем они выше, тем ниже должно быть давление.

От правильности проведения замораживания смеси зависят структу­ра и консистенция готового продукта. Замораживание проводят в две стадии: частичное замораживание влаги (45 - 55% всего количества) с одновременным взбиванием смеси во фризере и окончательное превра­щение в лед оставшейся влаги во время закалки мороженого.

В процессе замораживания смеси создается структура мороженого, от которой зависят консистенция и вкусовые качества продукта. Струк­тура мороженого определяется, в первую очередь, размерами кристал­лов льда. Размер кристаллов льда в мороженом хорошего качества дол­жен составлять 20 - 55 мкм.

На структуру мороженого влияют скорость замораживания и степень взбитости смеси. При быстром замораживании смеси образуется много мелких кристаллов льда, размер которых незначительно увеличивается во время закалки мороженого. При медленном замораживании создает­ся мало центров кристаллизации, при закаливании образуются крупные кристаллы льда, мороженое приобретает грубую структуру.

Взбитость смеси характеризуется степенью насыщения ее воздухом во время фризерования. Для получения мороженого хорошего качества необходимо, чтобы пузырьки воздуха были мелкими (размером не более 100 - 150 мкм), равномерно распределены по всему объему продукта. Крупные пузырьки воздуха в мороженом нежелательны. Они образуют­ся чаще всего при слишком высокой взбитости молочных смесей. Моро­женое с высокой взбитостью приобретает снежистую, или хлопьевидную, структуру. При недостаточной взбитости продукт имеет грубую структу­ру и очень плотную консистенцию.

Взбитость зависит от состава смеси и режимов технологической об­работки. Она повышается при введении стабилизаторов, увеличении содержания СОМО и уменьшении размера жировых шариков. Взби­тость понижается с повышением содержания сахарозы, жира, стабили­заторов, с образованием скоплений жировых шариков при высоких дав­лениях гомогенизации и т. д. Взбитость мороженого на молочной ос­нове должна быть 50 - 90% и 40 - 70% - для мороженого на плодово-ягодной основе.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие биохимические и физико-химические процессы лежат в основе производства большинства кисломолочных продуктов?

2. Чем характеризуется брожение молочного сахара при выработке простокваши, кефира и кумыса?

3. Расскажите о механизме кислотной коагуляции казеина.

4. Как влияют режимы пастеризации на струк­турно-механические и синеретические свойства белковых сгустков?

5. Какие затруднения воз­никают при выработке творога из гомогенизированного молока?

6. Для каких продуктов желательно наличие в структуре сгустков тиксотропно-обратимых связей, и для каких - необратимо разрушающихся?

7. Как предотвратить отделение сыворотки в кисломолочных продуктах при резервуарном способе производства?