"Особенности технологии термизированных (пастеризованных) сквашенных молочных продуктов"
Материал прочитан 10731 раз и оценен
4
д.т.н., заслуженный работник пищевой индустрии РФ З.С. Зобкова, к.т.н. Т.П. Фурсова, к.т.н. С.А. Щербакова,
ГНУВНИМИ
Пастеризованные сметанные продукты
Требования к условиям технологического процесса производства сметанных продуктов, подвергаемых пастеризации, такие же, как и к традиционным нетермизируемым продуктам.
При выработке сметаны или сметанного продукта используют свежее сырье без пороков вкуса, запаха, признаков липолиза, так как в процессе производства сквашенного продукта, а затем при хранении пастеризованного пороки вкуса усиливаются, уже имеющиеся продукты липолиза индуцируют дальнейшее окисление жира. Для выработки сметанного продукта используют термоустойчивое сырье, не содержащее ингибиторов, и активные закваски, желательно вязкого типа, так как органолептические показатели исходного продукта в большой степени определяют качество пастеризованного.
В процессе производства необходимо исключить факторы, способствующие окислению жира: длительное хранение молока и сливок, чередование нагрева и охлаждения, подсбивание сырья при перекачивании, использование сухого молока, длительно хранившегося, в нарушенной упаковке или при повышенных температуре и влажности. При выработке сметанного продукта с растительными жирами лучше применять жиры, содержащие антиокислители, так как растительный жир быстро окисляется.
Пастеризовать нормализованную смесь предпочтительнее при более высоких температурах. Доказано, что чем выше температура ее тепловой обработки, тем выше степень денатурации сывороточных белков, которые действуют как стабилизаторы, и тем выше может быть верхняя граница рН, при которой пастеризуют сквашенный продукт. Например, при температуре пастеризации 85 °С верхний предел рН равен 4, а в случае пастеризации смеси при 95 °С сквашенный продукт можно пастеризовать без потери качества консистенции при рН 4,2. Кроме того, повышенная температура пастеризации предпочтительнее, так как инактивируются термоустойчивые ферменты и образуется большее число сульфгидрильных групп, которые понижают окислительно-восстановительный потенциал, связывают тяжелые металлы и выполняют роль антиокислителей, что особенно важно при длительном хранении продукта.
Гомогенизация смеси обязательна, и необходимо проводить ее с максимальной эффективностью, так как при термообработке сквашенного продукта, особенно в теплообменных аппаратах периодического действия, может быть значительное термомеханическое воздействие, при котором разрушаются агломераты жировых шариков и вытапливается свободный жир. Появление свободного незаэмульгированного жира или низкая его дисперсность отрицательно сказываются на консистенции пастеризованного продукта (она становится менее вязкой) и на его хранимоспособности, так как свободный жир легче окисляется.
При выработке рекомбинированного сметанного продукта с использованием масла или растительных жиров получают сначала грубую эмульсию при помощи эмульсора или путем циркуляции по схеме емкость-насос-емкость, а затем гомогенизируют смесь в двухступенчатом плунжерном гомогенизаторе.
Вследствие высокого содержания жира, выполняющего защитную функцию, сметанные продукты наименее чувствительны к нагреванию, но использование стабилизатора консистенции является необходимым. Последний вносят в нормализованную смесь перед гомогенизацией и пастеризацией, если пастеризация проводится в теплообменниках непрерывного действия. При использовании емкостных теплообменных аппаратов периодического действия со скоростной мешалкой стабилизатор можно вносить в сквашенный продукт при условии, если он предназначен для такого применения.
Для термизируемых продуктов используют специальные стабилизаторы, так как не все гидроколлоиды могут выполнять защитную роль и формировать вторичную структуру после значительных термомеханических нагрузок. Например, некоторые крахмалы могут частично деградировать.
Механизм действия стабилизирующих добавок в общих чертах закпючается в следующем. При перемешивании сквашенного продукта казеиновый гель разрушается на отдельные структурированные частицы, состоящие из большого количества мицелл и удерживаемой ими сыворотки. Часть сыворотки освобождается и находится в свободном виде. При нагревании частицы сближаются и образуют агломераты. Они теряют часть задержанной сыворотки и затвердевают.
При этом появляются такие дефекты текстуры, как песчанистость, мучнистость. Внесение стабилизатора предотвращает агломерацию частиц. Механизм действия зависит от его природы. Например, пектин адсорбируется на поверхности казеиновых частиц через ионы кальция и сообщает им одинаковый положительный заряд, что препятствует слипанию. Крахмал, желатин образуют с казеином смешанный гель, состоящий из взаимопроникающих сеток каждого полимера, что препятствует сжатию казеинового геля, сближению казеиновых частиц и выделению сыворотки.
Механизм действия гидроколлоидов различный. Наиболее эффективно применение комбинаций нескольких гидроколлоидов, что дает возможность расширить спектр их функций. Использование гидроколлоидов позволяет: во-первых, во время термообработки защитить белок от сильной денатурации, предотвратить отделение сыворотки; во-вторых, обеспечить требуемые органолептические показатели (вязкость, влагоудерживающую способность) в готовом продукте и в течение всего процесса его хранения.
Оптимальная дозировка стабилизатора зависит от массовой доли жира в продукте, его дисперсности, режимов термообработки. Срок хранения при подборе дозировки для продукта с высоким содержанием жира менее значим, так как в высоковязких продуктах в процессе хранения отделение сыворотки практически не наблюдается или оно незначительно.
С целью получения продукта прогнозируемого качества пастеризацию рекомендуется проводить при рН 4,1-4,4. Процесс сквашивания поэтому проводят до более высоких значений рН или продукт подкисляют лимонной, молочной кислотой или их смесями.
В зависимости от эффективности стабилизационной системы пастеризовать сметану без потери качества консистенции можно и при более высоких значениях рН.
Нижние температурные границы тепловой обработки определяются гибелью контаминантной микрофлоры, верхние - появлением отрицательного влияния на органолептические показатели продукта (вкус и текстуру).
Эффективность термообработки связана с рН и теплофизическими характеристиками продукта. При рН 4-4,2 мезофильные молочнокислые микроорганизмы погибают при 55 °С, при рН выше 4,2 - при 55-60 °С. Термофильные молочнокислые микроорганизмы погибают при 70 °С с выдержкой 30-60 с в диапазоне рН от 4,6 до 4. При рН 4 и ниже летальной является температура от 65 до 70 °С. Дрожжи погибают при температуре выше 55 °С в течение нескольких минут. Такая температура не всегда приводит к гибели клеток, а может только нарушать их структуру или метаболизм. Со временем в благоприятных условиях часть клеток может восстановиться. Споры дрожжей намного устойчивее вегетативных клеток. Продолжительность десятикратного уменьшения численности дрожжей при 55 °С составляет 5-10 мин, при 65 °С - менее 1 мин.
При увеличении температуры на 4-5 °С скорость инактивации возрастает в 10 раз. С уменьшением рН число погибших микроорганизмов увеличивается.
Дрожжи и плесени, другая контами-нантная микрофлора погибают при рН 4,3 и ниже при 60 °С в течение 22 с, при рН выше 4,3 - при 65 °С.
Липолитические ферменты разрушаются при температуре выше 60 °С.
Разработанная лабораторией новых технологических процессов производства цельномолочных продуктов ТД на производство сметанного продукта (ТУ 9226-362-00419785-04) устанавливает довольно щадящий режим пастеризации - 70-72 °С с выдержкой 30 с, обеспечивающий его микробиологическую стабильность в течение 1 мес при 4±2 °С. В то же время часть молочнокислой микрофлоры может сохраняться жизнеспособной.
После пастеризации продукт охлаждают и разливают в асептических условиях или расфасовывают в горячем виде. Для ликвидации возможного обсеменения дрожжами и плесенями температура при розливе не должна опускаться ниже 65 °С. Затем упакованный продукт следует как можно быстрее охладить. При термообработке и розливе механическое повреждение должно быть минимальное, так как эффективность действия стабилизаторов зависит от степени разрушения структуры продукта.
При соблюдении санитарных требований к производству продукта и его хранению на предприятии и при учете перечисленных факторов возможно получение высококачественной продукции с длительным сроком хранения.
Пастеризованные творожные продукты
Известно, что возможность тепловой обработки творожного продукта зависит от его физико-химических показателей (рН, массовой доли сухих веществ, в том числе белка, жира, углеводов).
При высоком содержании белка, который может осаждаться на стенках оборудования, проведение тепловой обработки приводит к получению готового продукта крупитчатой консистенции. Поэтому с целью снижения содержания белка в творог рекомендуется добавлять различные пищевкусовые добавки.
Пастеризация (термизация) кисломолочных продуктов на основе творога с добавлением сливок, сметаны, йогурта не вызывает трудностей, поскольку в них содержание белка обычно более низкое, чем в соответствующих обезжиренных продуктах. Тем самым достигается наиболее высокий эффект при тепловой обработке творога. Процесс значительно упрощается при высоком содержании сахара (от 10%).
Для производства пастеризованных (термизированных) творожных продуктов оптимальным является применение кислотно-сычужного способа. Это связано с тем, что добавление сычужного фермента способствует большему расщеплению казеина и соответственно более эффективному процессу тепловой обработки продукта.
Сгусток молока представляет собой неустойчивую систему, в которой быстро происходят изменения, связанные со сжатием белковых мицелл и выделением сыворотки. Операция подогрева сгустка при кислотном способе производства творога, которая является обязательной, может способствовать появлению в пастеризованном (термизированном) творожном продукте грубой, крупитчатой и мучнистой консистенции за счет дополнительного воздействия на белок высоких температур. В некоторых случаях при кислотно-сычужном способе производства творога с целью усиления отделения сыворотки от сгустка рекомендуется подогрев. Важно правильно проводить отваривание сгустка: не быстро и при указанных температурах.
Иначе получится грубый, недостаточно влажный, крошливый творог с крупкой. Точно так же нельзя отваривать творог при пониженных температурах, так как при этом сгусток недостаточно нагревается, сыворотка отделяется с трудом, и продукт будет иметь повышенную кислотность. Плохо отваренный творог быстро прокисает, имеет мажущуюся консистенцию. Перед проведением процесса прессования важно предварительно охладить сгусток во избежание получения грубой, сухой, крошливой консистенции. Поэтому необходимо строго соблюдать все технологические параметры при производстве творога, поскольку все пороки его консистенции переходят в термизированный творожный продукт.
К технологическим проблемам, связанным с выработкой пастеризованных (термизированных) творожных продуктов, также относятся: срок хранения продукта, доза стабилизатора, способы его внесения, влияние рН и кислотности на стабильность продукта, термообработка, способ подачи пара в аппараты, предназначенные для проведения термообработки. Возможный срок хранения творожных продуктов определяется микробиологическими показателями, образованием и отделением сыворотки, ухудшением вкуса.
Общее количество микроорганизмов после тепловой обработки творога зависит от исходного числа и видового состава в свежевыработанном продукте, от применяемой аппаратуры для тепловой обработки, от соблюдения стерильности после нее. Ухудшение микробиологических показателей может быть вызвано ростом термофильных лактококков, загрязнением дрожжами или плесневыми грибами. Исходное количество микроорганизмов в готовом для термизации твороге должно быть как можно меньшим. Главное внимание следует обращать на те микроорганизмы, которые устойчивы в кислых средах и вызывают быструю порчу продукта (плесень, дрожжи).
Рост термофильных стрептококков способствует появлению неприемлемого кисловатого вкуса продукта из-за непрерывного образования молочной кислоты. Поэтому при получении творога, предназначенного впоследствии для тепловой обработки, рекомендуется использовать закваски, включающие мезофильные молочнокислые стрептококки. Загрязнение дрожжами или плесневыми грибами приводит к отделению сыворотки. Эти микроорганизмы образуют ферменты, расщепляющие стабилизатор, что вызывает снижение стабилизирующего эффекта. Дрожжевые и плесневые организмы уничтожаются при термообработке при 60 °С через 22 с, бактерии группы кишечных палочек и термофильные молочнокислые стрептококки - при 70 °С. Поэтому, чтобы не было нежелательного изменения белка, температура пастеризации (термизации) не должна превышать 70 °С.
В зависимости от способа производства и условий хранения через некоторое время в продукте может наблюдаться отделение сыворотки. Этого можно избежать повышением дозы стабилизатора, особенно в том случае, когда нельзя изменить другие показатели производства или ингредиентов, влияющие на стабильность продукта.
Выделение сыворотки можно предотвратить также путем повышения кислотности, если она ниже кислотности исходного творога.
Высокая величина рН также снижает способность продукта к тепловой обработке и вызывает пороки мучнистость и песчанистость. Оптимальная стабильность и наиболее приятный вкус творожных продуктов достигаются при рН около 4. При значениях рН ниже 3,5 стабилизаторы, применяемые для творога, теряют активность. Стабилизирующий эффект зависит от способности стабилизатора к адгезии к поверхности белковых частиц, которым он придает однородный заряд.
В связи с этим не рекомендуется проводить пастеризацию и термизацию продукта при рН выше 4,5. Из этого можно сделать вывод, что наличие пороков в пастеризованных и термизированных творожных продуктах напрямую зависит от степени обсемененности исходного сырья, температурных режимов обработки молока при выработке творога, способа сквашивания, кислотности творожной основы, вида и количества вносимой стабилизирующей добавки, параметров теплового воздействия на творог и от многих других факторов (количество сухих веществ, белка и т.д.), которые необходимо учитывать для получения качественных конкурентоспособных творожных продуктов с длительным сроком годности.
Для пастеризованных (термизированных) творожных продуктов рекомендуется применение растительных гидроколлоидов, таких как крахмал, карбоксиметилцеллюлоза, мука плодов рожкового дерева, пектин, желатин, их смеси и некоторые другие стабилизирующие добавки.
Одно из основных условий эффективности применения стабилизаторов -их полное растворение, которое зависит, прежде всего, от химической природы. Так, при комнатной температуре растворимы гуаровая камедь, пектины, альгинаты, ксантановая камедь; при нагревании растворяется камедь рожкового дерева; желатин частично набухает в холодной воде, а далее растворим только при температуре выше 40 °С. Поэтому во избежание образования комков при растворении стабилизатора при производстве сладких пастеризованных или термизированных творожных продуктов с пищевкусовыми наполнителями его рекомендуется вносить в сухом виде в смеси с сахаром. При этом важно обеспечивать одинаковое распределение стабилизатора по всему продукту, используя высокоскоростную мешалку.
Недостаточное перемешивание приводит к низким местным концентрациям стабилизатора и отсутствию стабильности. При выборе гидроколлоида для наиболее эффективного решения конкретной технологической задачи руководствуются рядом аспектов:
конкретной задачей регулирования реологических свойств продукта (повышение вязкости или гелеобразование);
получением желаемой текстуры готового продукта;
установлением дозы стабилизатора для достижения необходимого эффекта;
особенностями конкретной пищевой системы (рН, химический состав и прочее);
взаимодействием добавки с ингредиентами пищевого продукта;
определением температуры и продолжительности технологического процесса;
требуемой температурой хранения готового продукта;
возможностью эффективного диспергирования на существующем оборудовании;
экономической целесообразностью, определяемой стоимостью необходимого количества добавки, которую вносят для получения предполагаемых характеристик готового продукта.
В последние годы большое внимание уделяется стабилизационным системам, включающим несколько компонентов, например загуститель, эмульгатор, стабилизатор. На основании работ, проведенных во ВНИМИ, при производстве пастеризованных или термизированных творожных продуктов целесообразно использовать следующие гидроколлоиды и их комбинации: высокометоксилированный пектин; камедь плодов рожкового дерева + агар-агар; желатин + камедь плодов рожкового дерева + гуаровая камедь; альгинат натрия.
Гуаровая камедь и камедь плодов рожкового дерева на 75-85 % состоят из галактоманнанов - полисахаридов, входящих в группу гемицеллюлоз, в которых от основной цепи, состоящей из звеньев маннозы, отходят боковые звенья галактозы. Соотношение галактозы и маннозы в галактоманнанах колеблется в зависимости от вида сырья. Так, например, в галактоманнане гуаровой камеди одно звено галактозы и два звена маннозы, в камеди плодов рожкового дерева - одно звено галактозы приходится на четыре звена манноз. Это и различает гуаровую камедь и камедь плодов рожкового дерева по физико-химическим свойствам. Гуаровая камедь способна гидратироваться как в холодной, так и в горячей среде, камедь плодов рожкового дерева гидратируется в горячей среде.
Заметное влияние на процесс гидратации оказывает рН системы (оптимальное значение - в пределах 3,2-4,2).
Следует отметить, что дополнительный нагрев при высоких температурах приводит к необратимой потере вязкости. Индивидуальное применение гуаровой камеди и камеди плодов рожкового дерева ограничено большим количеством дестабилизирующих факторов. Поэтому их используют совместно с другими загустителями в стабилизационных композициях.
Выбрав вид стабилизирующей добавки и определив ее дозу, важным моментом является определение оптимальной температуры тепловой обработки творожного продукта.
Установлено, что чем выше температура тепловой обработки, тем сильнее прилипание продукта к стенкам оборудования, вызывающее его пригорание. Это приводит к тому, что готовый продукт будет иметь мучнистую консистенцию. Нагрев при плохом перемешивании также приводит к вкусовым изменениям из-за пригара продукта. Кроме того, следует учитывать, что при тепловой обработке консистенция творога становится более жидкой.
Необходим быстрый нагрев во избежание снижения стабильности продукта. Не рекомендуется проводить длительную тепловую обработку прежде всего потому, что это может привести к порче вкусовых веществ, а также потому, что при длительной выдержке требуется повышать дозу стабилизирующей добавки для обеспечения физической стабильности на весь срок хранения готового продукта.
Аппаратурное оформление процесса пастеризации (термизации) сквашенных продуктов, в частности творожных паст, представлено различными типами оборудования. Наиболее распространенными из них являются комбинатор фирмы «Шредер» (Германия), котлы типа «Штефан» (Германия), разработки ВНИМИ - ГУРТ, ИС фирмы «Консит-А» и др.
Еще одним важным моментом является способ подачи пара при нагревании. Непосредственная инжекция пара возможна при определенных условиях: необходимо наличие водоотделителя и фильтра. При этом большое значение имеют давление, температура, способ подвода пара, продолжительность тепловой обработки.
Оптимальное давление гомогенизации составляет от 0,1 до 0,15 МПа. Подводку и вывод пара из продукта следует осуществлять одновременно в нескольких местах при интенсивной механической обработке, чтобы избежать концентрации тепла и последующего разрушения белка.
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
При выработке сметаны или сметанного продукта используют свежее сырье без пороков вкуса, запаха, признаков липолиза, так как в процессе производства сквашенного продукта, а затем при хранении пастеризованного пороки вкуса усиливаются, уже имеющиеся продукты липолиза индуцируют дальнейшее окисление жира. Для выработки сметанного продукта используют термоустойчивое сырье, не содержащее ингибиторов, и активные закваски, желательно вязкого типа, так как органолептические показатели исходного продукта в большой степени определяют качество пастеризованного.
