12-05-2014, 14:53
Всего, по примерным расчетам (исходя из ассортимента сыров, творога и казеинов) в мире насчитывается более 15000 видов молочной сыворотки. В нашей стране, видимо, речь идет о тысячах видов. На практике дело имеют обычно с двумя категориями молочных сывороток - сладкой и кислой. Они являются побочными продуктами сыроделия (сладкая сыворотка) или производства творога и казеина (кислая сыворотка). Степень перехода компонентов исходного молока-сырья в молочную сыворотку при традиционных способах получения белково-жировых продуктов - БЖП (коагуляция и синерезис) можно представить в виде диаграммы (рис. 1.5).
Анализируя диаграмму, следует обратить внимание, что в среднем в молочную сыворотку переходит около половины сухих веществ исходного молока, что дает основание для использования термина «полумолоко». Закономерности перехода компонентов молока пока не установлены, но совершенно очевидна взаимосвязь состояния и размеров компонентов (молекулярно-кинетическая теория). Состав молочной сыворотки колеблется в значительных пределах и зависит для подсырной - от вида вырабатываемого сыра и его жирности; творожной - от способа производства творога и его жирности; казеиновой - от вида вырабатываемого казеина. Распределение основных компонентов молока-сырья в процессе получения сыра показано в табл. 1.1.
Распределение основных компонентов исходного сырья при производстве творога из обезжиренного молока приведено в табл. 1.2.
Распределение основных компонентов молока-сырья при получении казеина аналогично творогу обезжиренному. В целом картина распределения по ассортиментным группам идентична. При производстве натуральных (жирных) сыров следует считаться с получением «жирной сыворотки», что требует специфической обработки - сепарирования.
Содержание идентифицированных (выборка) соединений в молочной сыворотке - усредненные данные, в сравнении с молоком, приведены в табл. 1.3.
В молочной сыворотке, как и в молоке, идентифицировано более 250 соединений и содержится около 100000 молекулярных структур, которые находятся в растворенном (наноуровень) и коллоидно-дисперсном (кластеры) состояниях, а также в виде суспензии (казеиновая пыль) и эмульсии (молочный жир).
Таким образом, с познавательной точки зрения молочная сыворотка - идеальная система для исследований сложно организованных объектов, синтезированных природой. С учетом наличия микробного пула и биологически синтезированной воды она может претендовать на универсальное сельскохозяйственное сырье, что было озвучено академиком Н.Н. Липатовым и взято в качестве девиза настоящей монографии.
По традиционной классификации и феноменологии, исходя из природы основных продуктов, молочную сыворотку принято разделять на сладкую, получаемую от производства натуральных сыров, и кислую - соответственно от творога и казеина. Содержание основных компонентов в сухом веществе (100 %) сладкой (подсырная) и кислой (творожная и казеиновая) молочной сыворотки показано ниже (рис. 1.6) в виде диаграмм. Там же показаны данные по ультрафильтрату и бесказеиновой фазе.
Из представленных диаграмм видно, что распределение примерно соответствует степени перехода основных компонентов в молочную сыворотку с учетом состава исходной смеси молочного сырья. Например, в казеиновой сыворотке практически отсутствует молочный жир. Основной объем сухих веществ молочной сыворотки занимает лактоза (около 70 %). На долю других компонентов (несахаров) приходится 30 %.
Дисперсная характеристика молочной сыворотки - размер (пределы колебаний) и занимаемый объем (средние показатели) отдельных компонентов приведен в табл. 1.4.
Обращает внимание, что основной объем занимают компоненты наноуровня (1 нм и менее), кластеры представлены практически только сывороточными белками, остаточным жиром и некоторыми фракциями казеина. Степень перехода основных компонентов исходного молока-сырья в молочную сыворотку зависит от способа ее получения и показана в табл. 1.5.
Нетрадиционные способы - мембранная фильтрация, термодинамическое разделение биополимерами позволяют извлечь полностью молочный жир и казеиновые комплексы.
Содержание основных компонентов в молочной сыворотке в сравнении с их содержанием в цельном и обезжиренном молоке, а также пахте показано в табл. 1.6 и графически представлено на рис. 1.7.
Традиционная молочная сыворотка содержит половину сухих веществ молока и до 70% лактозы, что позволяет считать ее углеводным сырьем, это реализовано широкомасштабно на практике при получении молочного сахара во всех странах с развитым молочным делом, в т. ч. имело место в России. К сожалению, при переходе к рыночной экономике в России завоеванные позиции были потеряны и ждут своего логического возрождения.
Молекулярно-ситовая фильтрация молочного сырья через полупроницаемые мембраны приводит к получению побочного продукта (фильтрата), состав которого практически идентичен молочной сыворотке.
Ультрафильтрация цельного молока обеспечивает переход в фильтрат (табл. 1.7) 45,1 % сухих веществ, в том числе 96% лактозы и 60% минеральных солей.
Аналогичные результаты дает ультрафильтрация обезжиренного молока (табл. 1.8).
Ультрафильтрация пахты (табл. 1.9) приводит к получению фильтрата, состав которого приближается к казеиновой сыворотке.
Новый способ концентрирования белков обезжиренного молока с использованием биополимеров, разработанный ВНИИКИМ совместно с Институтом элементоорганических соединений (ИНЭОС), приводит к получению бесказеиновой фазы. По опубликованным данным бесказеиновая фаза содержит, %: сухих веществ - 6,5%, белка - 0,9%, жира - нет, лактоза - 3,75%, минеральных веществ - 0,45% и приближается к составу казеиновой сыворотки. Специфичным является присутствие в бесказеиновой фазе полисахарида, например, пектина, с концентрацией на уровне 0,5 %.
Электрофизическая коагуляция белков молока обеспечивает разделение фаз с получением фильтрата следующего состава, %: сухих веществ 5,5-6,0 %; белка 0,8-1,0 %, жира 0,05-0,20 %, лактозы 4,5-5,0%, минеральных веществ 0,4-0,8%.
При производстве некоторых видов сыров часть сыворотки (около 30 %) получают соленой. Содержание поваренной соли в соленой сыворотке составляет 0,5-1,5 %, а иногда до 4 %, что отражается на ее составе. Состав и свойства подсырной сыворотки в зависимости от содержания в ней поваренной соли приведены в табл. 1.10.
Часть молочной сыворотки в процессе производства сыров и казеина разбавляют водой. При организации промышленной переработки молочной сыворотки, особенно соленой и разбавленной водой, следует учитывать колебания ее состава. В качественном удостоверении на соленую сыворотку, направляемую на реализацию, следует указывать фактическое содержание в ней поваренной соли. Кроме того, желательно на сопроводительной накладной ставить штамп «Сыворотка соленая». Подсырная соленая сыворотка с массовой долей поваренной соли более 0,5 % для переработки на молочный сахар не рекомендуется. При работе с солянокислотной казеиновой сывороткой не следует применять посуду из оцинкованной жести.
Содержание сухих веществ (массовая доля) в подсырной сыворотке можно прогнозировать расчетами по В. М. Силину. Следует отметить, что прогнозируемый и фактический состав сопоставим только при условии, если в сыворотке не будет поваренной соли, посторонней воды, а кислотность не превысит 20 °T.
Прогноз массовой доли сухих веществ в подсырной сыворотке (Sсыв) рассчитан, исходя из компонентного состава молока, по формуле:
где: Жсыв - массовая доля жира в сыворотке, %;
Жм - массовая доля жира в молоке, %;
Cм - массовая доля COMO в молоке, %.
Теоретически эта величина составляет:
Упрощенно это значение можно определить по плотности молочной сыворотки. Расчет по плотности проводят по формуле:
Эту расчетную формулу получили путем решения уравнения:
где 0,927; 1,7667 и 0,99823 - соответственно плотности молочного жира (Пж), веществ COMO сыворотки (Пс) и воды при 20 °С, г/см3;
Bсыв - массовая доля воды в сыворотке, %, равная разности 100 - Жсыв - Ссыв;
0,3; 5,903 и 93,797 - соответственно массовые доли жира, COMO и воды в 100 г сыворотки (два последний показателя определяются по составу исходного молока).
Плотность сыворотки можно также рассчитать по формуле:
При этом в обоих случаях расчетная плотность равна 1,02436 г/см3 (24,36°А).
Определение массовой доли сухих веществ в сыворотке по ее фактической плотности и массовой доле в ней жира (сыворотка несоленая, не разбавленная водой, кислотность 20 °Т), проводят по формулам:
Расчетная величина соответствует фактически сложившейся - 6,2%. Сопоставление прогнозируемых показателей подсырной сыворотки с фактическими позволяет установить причины снижения выхода сыра. Аналогичные процедуры возможны для творожной, казеиновой и, вероятно, других видов молочной сыворотки.
Структурно-механические характеристики, физико-химические свойства и некоторые другие показатели молочной сыворотки (средние данные) приведены в обобщенном виде ниже:
Эти показатели, в зависимости от вида молочной сыворотки, температуры и других параметров, изменяются. Так, например, показатели титруемой и активной кислотности могут варьировать больше, чем на порядок (видовой признак):
На практике следует учитывать, что разбавление молочной сыворотки водой естественно снижает кислотность, при этом изменяется плотность. Поэтому эти два показателя (наряду с температурой замерзания) могут служить критерием нативности (натуральности) молочной сыворотки (тест на фальсификацию).
Плотность при температуре 20 °С по видам сыворотки колеблется незначительно, кг/м3:
Изменение плотности и вязкости обезжиренной творожной сыворотки в зависимости от температуры показано на рис. 1.8.
Поверхностное натяжение молочной сыворотки примерно равно поверхностному натяжению цельного и обезжиренного молока и составляет при 20-45 °С (40,0-45,0) * 10в-3 Н/м, что на 30 % ниже поверхностного натяжения воды и обусловлено наличием поверхностно-активных веществ (ПАВ). Кстати, этот показатель освещается далее более подробно, с учетом новых данных и рассуждений, специально в рамках биотермодинамической характеристики молочной сыворотки, как системы. Считается, что сывороточные белки в основном формируют поверхностное натяжение молочного сырья. Это необходимо учитывать при организации промышленной переработки молочной сыворотки (пенообразование), особенно при сгущении в вакуум-аппаратах.
Температура замерзания сыворотки (табл. 1.11) относительно постоянная величина (криоскопическая постоянная), изменяется главным образом от кислотности сыворотки и зависит от содержания сухих веществ.
Этот показатель может быть использован (как и для молока-сырья) для идентификации молочной сыворотки (оперативный контроль). Многолетний опыт использования криоскопов в СевКавГТУ показал широкие возможности применения данной методологии и аппаратурного оформления для определения качества молочной сыворотки и контроля практически всех операций по детерминации лактозы - гидролиз, изомеризация, трансгликозилирование и др.
Температура замерзания при разбавлении молочной сыворотки водой (табл. 1.12) значительно повышается.
Данный показатель может быть использован также для контроля посолки и разбавления водой.
Электропроводность молочной сыворотки исторически реализована для определения минерального комплекса молочной сыворотки.
Все вышеизложенное относится к так называемым традиционным видам молочной сыворотки из коровьего молока.
Нетрадиционные виды лактозосодержащего сырья (меласса молочного сахара, продукты мембранной технологии - микро-, ультра-, нанофильтраты и обратный осмос, депротеинизированная, деминерализованная, делактозированная сыворотки и др.) будут охарактеризованы по ходу рассмотрения конкретных технологий. Представляется целесообразным остановиться на относительно новых видах молочной сыворотки, приобретающих практическую значимость в нашей стране и за рубежом. Основные физико-химические показатели этого вида сырья показаны в табл. 1.13.
Так на основе частично деминерализованной сыворотки буйволиного молока (50 %-ный уровень деминерализации) на заводе Bhole Baba (Индия) получена сухая деминерализованная сыворотка, показатели качества которой приведены в табл. 1,14.
Используя имеющуюся в нашем распоряжении информацию, в табл. 1.15 приведен состав технологической фракции («сыворотки»), полученной при изготовлении белковых продуктов типа тофу из соевого молока и степень перехода компонентов смеси в соевую сыворотку.
Анализ состава новых видов сывороток показал, что они, так же как и молочная сыворотка коровьего молока, являются углеводным продуктом.
Рассмотрев состав и свойства молочной сыворотки, как биотехнологической системы, следует остановиться на ее ценностных показателях, в плане обоснования необходимости практического использования.
Энергетическую ценность молочной сыворотки в расчете на 100 г определяют по следующей формуле:
Е = (39 * Ж + 17 * Б + 16,7 * У)
где: E - энергетическая ценность, кДж
Ж, Б, У - содержание молочного жира, сывороточных белков и лактозы, %. Энергетическая ценность молочной сыворотки в сравнении с энергетической ценностью цельного и обезжиренного молока, а также пахты приведена в табл. 1.16.
Энергетическая ценность молочной сыворотки несколько ниже, чем обезжиренного молока, а биологическая - примерно та же, что и обусловливает целесообразность ее использования для производства пищевых продуктов диетического назначения.
Биологическая ценность молочной сыворотки по меткому выражению проф. К. С. Петровского может быть охарактеризована формулой: «минимум калорий при максимуме биологической ценности». Это позволяет рассматривать молочную сыворотку и продукты, полученные из нее, как биологически полноценные с диетическими и даже лечебными свойствами, обеспечивающими охрану внутренней среды организма. Именно поэтому в соответствии с TP и ГОСТами эти продукты должны быть отнесены к категории молочных и молокосодержащих.
Молочная сыворотка - биологически ценный продукт питания, особенно за счет значительного содержания лактозы. Замедленный, в сравнении с другими углеводами, гидролиз лактозы в кишечнике ограничивает процессы брожения, нормализует жизнедеятельность полезной микрофлоры и предупреждает аутоинтоксикацию. Сывороточные белки, которые являются важным компонентом молочной сыворотки, оптимально сбалансированы по аминокислотному набору, особенно серосодержащих аминокислот - цистина, метионина, что создает хорошие возможности для регенерации белков печени, гемоглобина и белков плазмы крови. Следует подчеркнуть особую ценность молочного жира - при небольшом содержании он более диспергирован, чем в цельном молоке. Минеральные соли сыворотки практически идентичны цельному молоку и содержат «защитные» комплексы антиатеросклеротического действия. Комплекс витаминов и ферментов, так же как биологически синтезированная вода, дополняют феномен биотехнологической системы молочной сыворотки.
Пищевая ценность молочной сыворотки характеризуется полным для продуктов питания набором: высокой доброкачественностью (безвредностью), достаточной калорийностью, хорошей усвояемостью, оптимальным соотношением питательных веществ, биологической и физиологической полноценностью. По органолептическим показателям подсырная сыворотка может быть отнесена к категории удовлетворительных (специфический привкус), а творожная сыворотка, особенно домашнего приготовления, - оптимальных, т. к. в нативном (парном) виде готова к употреблению.
По калорийности (энергетической ценности) молочная сыворотка составляет 36 % от цельного молока, что следует учитывать при организации промышленной переработки, рекламе и определении стоимости.
Усвояемость основных компонентов молочной сыворотки соответствует цельному молоку. За счет превалирования лактозы и сывороточных белков она превышает показатель 98 %.
Кормовая ценность. Молочная сыворотка относится к группе кормов животного происхождения и является незаменимым продуктом для питания молодняка, а также взрослых сельскохозяйственных животных (особенно свиней). Кормовая ценность молочной сыворотки и продуктов на ее основе в сравнении с растительными кормами представлена в табл. 1.17.
Кормовые достоинства молочных продуктов и кормов рассчитаны по калорийности. Фактически кормовая ценность молочных продуктов гораздо выше, так как они содержат полноценные белки животного происхождения, богатые аминокислотами, в том числе и незаменимые, а также полноценный минеральный и витаминный комплексы.
В теории кормления сельскохозяйственных животных проблема энергетического питания занимает центральное положение, т.к. обеспеченность животных энергией является одним из основных факторов, определяющих уровень их продуктивности. Энергетическая питательность кормов в обменной энергии определяется для каждого вида животных расчетным путем, с использованием данных прямых балансовых опытов по изучению переваримости питательных веществ кормов и рационов. Учеными Института кормления сельскохозяйственных животных им. О. Кельнера (Германия) разработана новая оценка питательности кормов, основанная на определении чистой энергии, выражаемой в энергетических кормовых единицах (ЭКЕ). За энергетическую кормовую единицу принято 10 МДж обменной энергии. 1 Дж равен 0,2388 кал, а 1 кал равна 4,1868 Дж.
В нашей стране также начался переход на новую систему нормирования питания и оценки питательности кормов. В 2003 году выпущено третье издание справочника «Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных», в котором вместо показателя «кормовые единицы» используется энергетическая кормовая единица. Такая единица удобна для сельскохозяйственной практики, как при составлении рационов для животных, так и для учета производимых кормов в хозяйстве.
В табл. 1.18 приведены данные по обменной энергии (ОЭ) в энергетических кормовых единицах (ЭКЕ), как это принято в международной практике для молочных продуктов, используемых в кормопроизводстве.
Молочная сыворотка по своим питательным свойствам может быть приравнена к ячменю, в пересчете на сухие вещества. В 1 кг молочной сыворотки (творожной и подсырной) содержится 9 г переваримого протеина, 0,5 г кальция и 0,4 г фосфора. Уступая по питательной ценности другим видам вторичного молочного сырья (обезжиренному молоку и пахте), молочная сыворотка всем комплексом сухих веществ характеризуется как биологически полноценное сырье для кормопроизводства.
Эти связано с тем, что по биологической ценности сывороточные белки превосходят казеин. Содержание незаменимой серосодержащей аминокислоты цистина в глобулине в 7, а альбумине в 19 раз выше, чем в казеине. В альбумине и глобулине больше лизина, который играет определенную роль в защитных реакциях организма. Сывороточные белки служат дополнительным источником аргинина, гистидина, метионина, треонина, триптофана и лейцина. Это позволяет отнести их к полноценным белкам, используемым организмом для структурного обмена, в основном - регенерации белков печени, образования гемоглобина и плазмы крови. В сывороточных белках в сбалансированном соотношении содержатся незаменимые аминокислоты - фенилаланин и тирозин, обусловливая фармакологическое действие сыворотки.
Отличительной особенностью сывороточных белков является то, что при расщеплении их образуются пептиды и другие компоненты, которые непосредственно всасываются в кровь Увеличение содержания сывороточных белков в составе кормов способствует повышению биологической ценности и усвояемости протеиновой фракции корма, компенсирует снижение общего белка в корме.
Теоретический выход молочной сыворотки можно рассчитать по формуле:
где: Ксыв - количество молочной сыворотки, кг;
СВпр, CBс, CBсыв - содержание сухих веществ соответственно в готовом продукте, сырье и сыворотке, кг.
По расчетам выход молочной сыворотки при получении всех видов БЖП составляет около 90 % от количества исходного сырья.
Практически для расчетов рекомендуются следующие нормы выхода (с учетом предельно допустимых потерь) молочной сыворотки в зависимости от вида вырабатываемого продукта, % от перерабатываемого сырья:
Натуральные сыры - 80
Обезжиренные и низкожирные сыры - 65
Брынза - 65
Творог - 80
Казеин - 75
На современных молочных заводах, особенно с «сухим режимом» содержания полов, за счет устройств специальных систем сбора выход молочной сыворотки близок к теоретическому.
Оценивая молочную сыворотку в целом, следует подчеркнуть ее значимость как «полумолока» и отнести к лактозосодержащему сырью. При этом каждое составляющее молочную сыворотку соединение (вещество, компонент) заслуживает специального рассмотрения.
ТВОРОЖНАЯ СЫВОРОТКА - ОСНОВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
1. ТВОРОЖНАЯ СЫВОРОТКА КАК ОДНА ИЗ ОСНОВ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ДЛЯ БАКТЕРИЙ - ПРОБИОТИКОВ
Многие уже заметили, что в состав предлагаемых нами заквасок (жидких пробиотиков) входит гипоалергенная сывороточная основа (осветленная творожная сыворотка), которая по существу является в наших бактериальных концентратах основой для питательной среды-консерванта микроорганизмов.
Почему же выбрана именно данная основа для "хранения" полезных бактерий?
Это обстоятельство продиктовано оптимальным химическим составом данного продукта, который при определенной подготовке обеспечивает длительную жизнеспособность клеток бактерий и в дальнейшем создает благоприятные условия для накопления биомассы пробиотических микроорганизмов при их применении в качестве заквасок или биодобавок.
Применение сыворотки для культивирования микроорганизмов обусловлено содержащимися в ней углеводами (моно-, олиго- и аминосахарами), минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами и микроэлементами. Лактоза является энергетическим субстратом для развития микроорганизмов, входящих в состав инокулята. Для роста молочнокислых бактерий большое значение имеют буферные свойства среды. Сыворотка по сравнению с обезжиренным молоком обладает меньшей буферной емкостью, поэтому в состав среды вносят натрий лимоннокислый.
Можно сказать, что выбор творожной
(молочной
) сыворотки в качестве основы питательной среды для бактериальных культур в заквасках (биодобавках) вытекает как из общих требований, предъявляемых к питательным средам в микробиологии, так и из потребностей конкретных видов бактерий в жизненно важных веществах и физических условиях своего существования.
Общие требования к питательным средам
Питательные среды должны отвечать определенным стандартам, создавая оптимальные условия для роста, размножения и жизнедеятельности микроорганизмов: легко усваиваться с определенным составом азотистых веществ, углеводов, витаминов и соответствующей концентрацией солей, быть изотоническими, стерильными, иметь буферные свойства (позволяющие поддерживать оптимальный ), иметь оптимальную вязкость и определенный окислительно-восстановительный потенциал.
В первую очередь, бактерии нуждаются в азоте, углероде (для этого служит лактоза сыворотки) и водороде для построения собственных белков. Водород для клеток поставляет вода. Как правило, источником азота выступают многочисленные вещества, в основном, животного происхождения, а также белковые гидролизаты, пептиды, пептоны. Среды должны быть сбалансированными по микроэлементному (!) составу и содержать ионы железа, меди, марганца, цинка, кальция, натрия, калия, иметь в своем составе неорганические фосфаты.
На заметку
Подбор питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий
Жизнедеятельность микроорганизмов неразрывно связана с условиями окружающей среды. Влияние внешних факторов на развитие микроорганизмов зависит от их биологических особенностей и от особенностей воздействующего фактора, который может иметь как благоприятное, так и губительное действие. Важную роль при этом играет состав питательной среды.
Питательные среды по своему назначению делятся на диагностические и производственные. Первые предназначены в основном для обнаружения, выделения и идентификации микроорганизмов. Производственные питательные среды по составу делятся на посевные и основные ферментационные, приготовленные в большинстве случаев на полупродуктах и отходах сельскохозяйственного и пищевого производства с добавками минеральных солей. Химический состав этих сред не всегда точно известен, но он должен содержать все необходимые для роста и развития микробов вещества: азот, углерод, неорганические соединения в виде солей, витамины, микроэлементы и другие компоненты. Среда считается оптимальной, если она имеет определенные показатели рН, окислительно-восстановительного потенциала, осмотического давления и т.д.
Из литературных источников известно, что пропионовокислые бактерии, так же как и бифидобактерии, относятся к актиномицетной группе микроорганизмов.
Пропионовокислые бактерии имеют ясно выраженную склонность к образованию утолщений и веточек на концах клеток, как и бифидобактерии , у которых способность к бифуркации резко выражена. Также для количественного учета бактерий применяются идентичные среды, вследствие чего для накопления биомассы пропионовокислых бактерий была взята среда на основе молочной сыворотки для культивирования бифидобактерий с последующей оптимизацией.
Состав питательной среды представлен в табл. 1. Данные табл. 1 указывают, что питательная среда для культивирования пропионовокислых бактерий относится к естественным средам, так как в основе ее лежит сыворотка творожная. Также в ее состав входят дополнительные, необходимые для нормального роста бактерий вещества. Для стабилизации действия ферментов вносят магний хлористый, в качестве редуцирующего вещества - аскорбиновую кислоту, агар - для создания условий, близких к анаэробным. Для поддержания оптимальной буферной емкости среды использованы натриевые и калиевые соли лимонной и уксусной кислоты. Водородный показатель среды воздействует на ионное состояние, следовательно, и на доступность для организма многих метаболитов и неорганических ионов.
Таблица 1. - Состав питательной среды для наращивания биомассы пропионовокислых бактерий.
|
Компоненты |
Количество, г |
|
Сыворотка творожная |
1000 |
|
Магний хлористый |
|
|
Натрий лимоннокислый трех-замещенный |
|
|
Калий фосфорнокислый одно-замещенный |
|
|
Аскорбиновая кислота |
|
|
Агар микробиологически |
Для создания асептических условий развития микроорганизмов питательную среду подвергали стерилизации при температуре (121±1) 0 С 30 мин. Это необходимо для получения чистых культур микроорганизмов, так как посторонняя микрофлора может влиять на рост бактерий, изменять свойства среды и т.д. Таким образом, питательная среда для культивирования пропионовокислых бактерий содержит все необходимые источники питания и обладает оптимальными физико-химическими показателями.
Дополнительные компонеты питательной среды:
Как было уже отмечено, питательную среду всегда подготавливают, т.е. вносят дополнительные компоненты, позволяющие обеспечить необходимые условия для жизни микроорганизмов. Например, для поддержания рН в заданных пределах в сыворотку могут вносить хлориды (например хлорид магния MgCl 2) и различные буферные соли . Также в состав бактериальных концентратов входит Агар, который, в частности, используется для создания в среде условий, близких к анаэробным (т.к. бифидобактерии и пропионовокислые бактерии являются анаэробами, для которых не требуется молекулярный кислород), а также для обеспечения гибкой адаптации и защиты бактерий от неблагоприятных факторов внешней среды (изменение температуры, низкие значения рН, замораживание и обезвоживание) за счет присутствия полисахаридов , которые служат барьером между клетками и окружающей средой, выполняя протекторную роль (см. также экзополисахариды ).
Агар (малайск. агар-агар ) является классическим представителем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразующих веществ (используется как уплотнитель сред в микробиологической и пищевой промышленности). Агар-агар - твердый волокнистый материал, получаемый из красных и бурых водорослей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.), произрастающих в Белом море и Тихом океане. Он является удобным и необходимым компонентом сред, поскольку не потребляется бактериями как ростовой субстрат и обеспечивает необходимую плотность среды, в водных растворах он образует густой гель (плотный студень). Агар состоит из 70—75 % полисахаридов, 2—3 % белков и других азотсодержащих веществ, 2—4 % золы. Основу агара составляет дисахарид агароза , моллекула которой построена из D-галактозы и 3,6-ангидридо-L-галактозы. С гигиенической точки зрения агар безвреден и во всех странах допускается его использование в пищевых целях. Концентрация его не лимитирована и обусловлена рецептурами с стандартами на пищевые продукты - Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам считает допустимой суточную дозу агара для человека 0 …. 50 мг/кг массы тела, что значительно выше той дозы, которая может поступить в организм с пищевыми продуктами и БАДами.
В классификаторе пищевых добавок агар имеет номер E 406. По качеству агар-агар подразделяется па два сорта — высший и первый. Цвет для высшего сорта: белый или светло — желтый, допускается слегка сероватый оттенок. Цвет для первого сорта: от желтого до темно — желтого. Марка агара (700, 800, 900, 1000) определяет силу геля. Агар-агар продается в виде толстых пластинок, тонких полосок либо порошка. Агар-агар лишен вкуса и запаха, однако вбирает в себя аромат любых приправ, с которыми его подают.
Следует отметить, что существует много разновидностей питательных сред, применение которых зависит от конкретного вида микроорганизмов (их потребностей) и целей их практического использования. Бывают среды естественные и искусственные, белковые и безбелковые и т.д.
В нашем случае, творожная сыворотка, благодаря своему составу (который будет рассмотрен ниже ), оптимально подходит в качестве основы питательной (консервирующей) среды для бактерий при производстве бакконцентратов. В результате, были получены закваски и биодобавки с высоким количеством жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов, а также созданы благоприятные условия для дальнейшего развития бифидо- и пропионовокислых бактерий в ЖКТ при их непосредственном употреблении, в т.ч. значительно сокращено время наращивания биомассы при ферментации (сквашивании) молока.
Пример использования (подготовки) творожной сыворотки в качестве основы питательной среды можно посмотреть здесь: Разработка бифидосодержащего БАД синбиотика
2. ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
Пищевая (энергетическая) ценность творожной сыворотки.
По своему внешнему виду творожная сыворотка представляет собой не особенно лицеприятное зрелище, бледно-желтая и даже зеленоватая жидкость не вызывает аппетита…
Творожная сыворотка - это не что иное, как разновидность молочной сыворотки . В молочной индустрии образуется несколько видов сыворотки: творожная, подсырная и казеиновая.
Энергетическая ценность продукта: 18.1 кКал. Энергетическое соотношение БЕЛКИ - ЖИРЫ - УГЛЕВОДЫ: 18% (~3 кКал) - 10% (~2 кКал) - 77% (~14 кКал)
Массовое (среднее) соотношение белков, жиров, углеводов:
Белки: 0.8 г.
Жиры: 0.2 г.
Углеводы: 3.5 г.
| Таблица 2. Химический состав и свойства творожной сыворотки | |
| Сухие вещества, в % | 4,2-7,4 |
| в том числе: | |
| лактоза (углеводы) | 3,5 |
| белок | 0,8-1,0 |
| молочный жир | 0,05-0,4 |
| минеральные вещества | 0,5-0,8 |
| Кислотность,°Т | 50-85 |
| Плотность, кг/м 3 | 1019-1026 |
*Приведены средние значения данных о пищевой ценности творожной сыворотки, в зависимости от происхождения продукта показатели могут отличаться от фактических.
Сыворотка является вторичным сырьем переработки молока, состав которой преимущественно представлен молочным сахаром (лактозой), сывороточными белками, остаточным жиром и солями. Основным компонентом в составе сыворотки является лактоза.
За счет сбраживания лактозы в молочную кислоту в творожной сыворотке лактозы меньше, чем в подсырной, что отражается на кислотности сыворотки - творожную сыворотку называют кислой за отличительные вкусовые и потребительские параметры .
Творожная сыворотка образуется в результате производства сыров или творога. Как правило, творожная сыворотка образуется в процессе изготовления твердых сортов сыра (швейцарских сыров или чеддера). Кроме того творожную (или кислую) сыворотку получают в процессе изготовления прессованного творога или кислых сортов сыра.
Подвергая сыворотку микрофильтрации (задержка мельчайших частиц казеиновой пыли, жира, бактерий и спор) получают осветленную творожную сыворотку.
О кислотности творожной сыворотки
Как уже было отмечено, творожная (молочная) сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога, пищевого и технического казеина. Сыворотка отделяется после свёртывания молочного белка — казеина в результате снижения pH до 4,6 ед. под воздействием молочной кислоты, образуемой микроорганизмами при сбраживании лактозы, либо внесённой искусственно любой кислотой, или в результате воздействия протеолитическими ферментами (сычужный фермент).
Как указано выше (в таблице 2), титруемая кислотность (или общая кислотность) творожной сыворотки находится в диапазоне от 50 до 85 ° Т (градусов Тернера ). Под общей кислотностью подразумевается содержание в продукте всех кислот и их кислых солей, реагирующих со щелочью при титровании. Метод определения титруемой кислотности основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.
Зачастую многие задаются вопросом о соотношении титруемой кислотности (кислотности в градусах Тернера) и активной кислотности (или истинной кислотности), которая характеризуется величиной водородного показателя pH (концентрация ионов водорода в среде). Например, существуют т.н. у средненные соотношение между величиной рН и титируемой кислотностью кисломолочных напитков из которых следует, что для творожной сыворотки усредненный показатель активной кислотности pH находится в пределах от 4,0 до 5,0 ед. Однако кислотность зависит от многих факторов: характеристики исходного молочного сырья, температуры, длительности хранения (pH снижается). Более того, для приготовления питательной среды (при производстве бактериальных заквасок) творожную сыворотку осветляют и приводят к определенному показателю килотности, например, раскисляют (до pH 6,0-6,5 и выше). Таким образом, pH нативной творожной сыворотки и сыворотки обработанной значительно отличаются.
Витаминно-минеральный состав молочной (творожной) сыворотки.
Состав молочной сыворотки богат витаминами: Е, С, витаминами группы В, причем жидкость содержит достаточно редкие их формы: биотин (витамин В7 , витамин Н, кофермент R) и холин (витамин В4 ). Польза холина для организма проявляется в улучшении работы мозга, усилении памяти. Богата сыворотка кальцием, 1 литр напитка содержит суточную дозу кальция взрослого человека и 40% от нормы калия. Также сыворотка молока содержит ценные минеральные соли фосфора, магния. В составе этой жидкости до 200 наименований биологически активных веществ, которые самым благоприятным образом влияют на деятельность всех систем и органов в организме человека.
| Таблица 3. Витаминно-минеральный состав творожной сыворотки | |||
| Витамины и витаминоподобные вещества | Минерльные вещества | ||
| Холин | 14 мг | Кобальт (Co) | 0,1 мкг |
| Витамин PP | 0,2 мг | Молибден (Mo) | 12 мкг |
| Биотин (Витамин H) | 2 мкг | Медь (Cu) | 4 мкг |
| Витамин Е | 0,03 мг | Йод (I) | 8 мкг |
| Витамин С | 0,5 мг | Цинк (Zn) | 0,5 мг |
| Витамин В12 (кобаламины) | 0,3 мкг | Железо (Fe) | 0,06 мг |
| Витамин В9 (фолиевая кислота) | 1 мкг | Хлор (Cl) | 67 мг |
| Витамин В6 (пиридоксин) | 0,1 мг | Фосфор (P) | 78 мг |
| Витамин В5 (пантотеновая кислота) | 0,3 мг | Калий (K) | 130 мг |
| Витамин В2 (рибофлавин) | 0,1 мг | Натрий (Na) | 42 мг |
| Витамин В1 (тиамин) | 0,03 мг | Магний (Mg) | 8 мг |
| Кальций (Ca) | 60 мг | ||
Лечебно-профилактические свойства творожной сыворотки.
Употребление молочной сыворотки благотворно влияет на пищеварительный тракт, очищает кишечник, нормализует флору, выводит токсины, шлаки, стимулирует работу печени и почек. Сыворотка особенно полезна людям, страдающим заболеваниями органов ЖКТ:гастритами, колитами, панкреатитами, энтероколитами, дисбактериозом, запорами.
Польза молочной сыворотки для кровеносной системы также велика, она способствует профилактике атеросклероза, показана при гипертонии, ишемической болезни сердце, при нарушениях кровообращения в головном мозге.
Также сыворотка влияет и на надпочечники, которые вырабатывают гормоны стресса, при употреблении сыворотки работа улучшается, и выработка гормонов стресса без причины прекращается.
Таким образом, творожная сыворотка относится к оздоровительным и спортивным продуктам питания, и благодаря своему
витаминно-минеральному составу
, может стать прекрасной и более полезной альтернативой кефира.
Диетические свойства творожной сыворотки.
Польза сыворотки и в ее способности снижать аппетит, многие диеты основаны на употреблении сыворотки и позволяют снизить вес легко и безопасно для организма. Из углеводов в сыворотке содержится легко усвояемая лактоза, не вызывающая образование жиров, а ценные аминокислоты, входящие в состав этой жидкости, жизненно необходимы организму и участвуют в белковом обмене и в кроветворении.
Глава 17. ПРОДУКТЫ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога и казеина. В зависимости от вырабатываемого продукта, получают подсырную, творожную и казеиновую сыворотку. При производстве этих продуктов в молочную сыворотку переходит в среднем 50 % сухих веществ молока, в том числе большая часть лактозы и минеральных веществ. Состав молочной сыворотки следующий (табл. 11).
Основной составной частью сухих веществ молочной сыворотки является лактоза, массовая доля которой составляет более 70 % сухих веществ сыворотки. Особенностью лактозы является ее замедленный гидролиз в кишечнике, в связи с чем ограничиваются
процессы брожения, нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры, замедляются гнилостные процессы и газообразование. Кроме того, лактоза в наименьшей степени используется в организме для жирообразования.
Таблица 11
|
Молочная сыворотка |
Массовая |
доля, % |
|||
|
сухих веществ |
лактозы |
белков |
молочного жира |
минеральных веществ |
|
|
Подсырная |
6,5 |
4,5 |
0,7 |
0,4 |
0,5 |
|
Творожная |
6,0 |
4,2 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
|
Казеиновая |
6,8 |
4,5 |
1,0 |
0,1 |
0,7 |
Таким образом, молочная сыворотка и продукты из нее являются незаменимыми в питании пожилых людей и людей с избыточной массой тела, а также с малой физической нагруженностью.
Сывороточные белки содержат в своем составе больше незаменимых аминокислот, чем казеин, являются полноценными белками, которые используются организмом для структурного обмена, в основном для синтеза белков печени, образования гемоглобина и плазмы крови.
Состав белков молочной сыворотки больше соответствует составу белков женского молока, чем состав белков коровьего молока, что позволяет использовать белки сыворотки в производстве детских молочных продуктов.
Особенностью молочного жира сыворотки является более высокая, чем в молоке, степень его дисперсности, что положительно влияет на его усвояемость.
В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы молока, а также водорастворимые витамины, причем в подсырной сыворотке их значительно больше, чем в творожной.
Сыворотка содержит большое количество воды (93,7 %). Это значительно ограничивает применение натуральной сыворотки. Поэтому на предприятиях сыворотку подвергают различной обработке с целью выделить отдельные составные части (жир, белки, молочный сахар) или повысить в ней содержание сухих веществ.
По существующим нормативам вся получаемая молочная сыворотка подвергается сепарированию. Полученный молочный жир направляется на производство подсырного масла, используемого для промышленной переработки (топленое масло, молочный жир). Подсырные сливки используют также для нормализации
..В процессе промышленной переработки молока на масло, сыр, творог и казеин получают побочные продукты – обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. В своем составе эти продукты содержат все составные части молока, но только в других соотношениях.
В обезжиренное молоко и пахту из цельного молока переходит свыше 70% сухих веществ, при этом практически полностью – белки и молочный сахар.
Молочная сыворотка
В молочную сыворотку переходит 50% сухих веществ цельного молока, при этом почти полностью переходит молочный сахар и примерно 30% молочных белков. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся все молочные белки, то в молочной сыворотке главным образом -- лактоглобулин и-- лактоальбумин и иммуноглобулины. Молочный жир переходит в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку в небольшом количестве. Отличительной особенностью этого жира является высокая степень его дисперсности, размер жировых шариков составляет от 0,5 до 1 мкм.Минеральные вещества цельного молока почти полностью переходят в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. В молочной сыворотке минеральных веществ содержится несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин). В молочную сыворотку переходят также и те соли, которые используют при выработке основного продукта.
Кроме основных частей цельного молока, в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку попадают фосфатиды, небелковые азотистые соединения, витамины, ферменты, гормоны и другие соединения. Среди фосфатидов особое значение имеет лецитин как регулятор холестеринового обмена, его особенно много содержится в пахте.
Состав обезжиренного молока, молочной сыворотки ипахты свидетельствует о том, что это полноценные виды сырья, по своей биологической ценности они практически не уступают цельному молоку. Однако энергетическая ценность обезжиренного молока и пахты почти в 2 раза, а сыворотки почти в 3,5 раза меньше, чем цельного. Это обусловливает целесообразность использования обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки в производстве продуктов диетического питания.
При переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки необходимо учитывать, что некоторые их физико-химические свойства отличаются от цельного молока. Так, в связи с незначительным содержанием жира плотность обезжиренного молока и пахты выше плотности цельного молока, а вязкость меньше вязкости цельного молока на 8-15%. Из-за низкого содержания сухих веществ плотность и вязкость молочной сыворотки меньше, чем цельного молока. Плотность пахты является показателем ее качества. Снижение плотности указывает на то, что пахта разбавлена водой, а это приводит к заметному изменению ее физико-химических свойств и затрудняет ее промышленную переработку.
Следует отметить, что молочная сыворотка в процессе производства основного продукта значительно обсеменяется молочнокислыми бактериями, а в процессе сбора, хранения и дальнейшей обработки - различной посторонней микрофлорой. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой 30 градусов, что соответствует оптимальному режиму жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие развития микроорганизмов во время сбора и хранения состав и свойства молочной сыворотки могут изменяться, а качественные показатели ухудшаться.
Так, лактоза подвергается молочнокислому брожению с образованием молочной кислоты, что приводит к повышению титруемой кислотности и потерям лактозы. Кроме того, происходит гидролиз белков и жира, изменяется вкус сыворотки, могут накапливаться нежелательные и даже вредные вещества. В результате хранения без обработки в течение 12 часов молочную сыворотку практически нецелесообразно использовать для производства молочного сахара. Поэтому молочную сыворотку рекомендуется перерабатывать в течение 1 - 3 часов после ее получения. Если переработка задерживается, то для сохранения исходных свойств молочной сыворотки ее подвергают специальной обработке (тепловой обработке, консервированию).
Тепловую обработку молочной сыворотки проводят при температуре (тепловой порог денатурации сывороточных белков), с последующим охлаждением. После такой обработки сыворотка может храниться 2 суток. Кроме того применяют различные консерванты: 30%-ный раствор пероксида водорода в количестве 0,03%, 40%-ный раствор формальдегида в количестве 0,025%, хлорид натрия 5 – 10%-ной концентрации. В ряде случаев можно использовать этиловый спирт, сорбиновую кислоту и др. Больше всего белков (35 – 36% всех сухих веществ) содержится в обезжиренном молоке и пахте, поэтому это сырье целесообразно использовать как в цельном виде на производстве свежих и сквашеных напитков, так и для получения белковых продуктов (творога, сыра, казеина, казеинатов), сгущеных и сухих нежирных консервов. Высокая биологическая ценность молочной сыворотки позволяет использовать ее для производства различных напитков. Их вырабатывают из натуральной сыворотки без добавления вкусовых и ароматических веществ (молочная пастеризованная сыворотка) и с добавлением вкусовых и ароматических веществ (сывороточные напитки с сахаром, ванилином, кориандром, томатным соком). Вырабатывают как свежие, так и сквашенные напитки.
Белки молочной сыворотки содержат больше незаменимых аминокислот, чем основной белок цельного молока казеин, и по своему составу они ближе к составу женского молока по сравнению с цельным молоком. Это дает возможность использовать белки сыворотки в производстве продуктов детского питания.
Из молочной сыворотки получают такие белковые продукты, как альбуминный творог, альбуминные сырки, концентрат белков творожной сыворотки, сывороточный растворимый сухой белок.
Целесообразно вырабатывать из сыворотки сгущенные и сухие продукты
(молочную сгущенную сыворотку, молочную сухую сыворотку, деминерализированную сухую сыворотку).
Сыворотка молочная сгущенная выпускается четырех видов:
- сыворотка молочная сгущенная подсырная
- сыворотка молочная сгущенная творожная
- сыворотка молочная сгущенная подсырная сброженная
- сыворотка молочная сгущенная с сахаром.
Все перечисленные виды сывороток сгущенных без сахара выпускаются с массовой долей сухих веществ 40 и 60 %, а сыворотка сгущенная с сахаром выпускается только с массовой долей сухих веществ 75 %.
Сырьем для производства сыворотки молочной сгущенной является сыворотка, получаемая при производстве сыра и творога. Сыворотку сгущенную с сахаром следует хранить при температуре от 0 до 10 "С не более 18 суток.
Для сыворотки сгущенной без сахара характерны следующие вкус и запах: чистый, слегка соленый, кислый; для сыворотки сгущенной с сахаром - кисло- сладкий. Цвет светло-желтый, с зеленоватым оттенком, в массе однородный.
Консистенция: для сыворотки сгущенной без сахара с массовой долей сухих веществ 60% - густая масса, а для сыворотки с массовой долей сухих веществ 40 % - текучая масса, допускается выпадение кристаллов лактозы; для сгущенной с сахаром - тягучая однородная масса, допускаются выпадение в осадок сахарозы, наличие отдельных кристаллов лактозы, мучнистость, а также пенистость.
Молочную сквашенную сгущенную сыворотку получают из сыворотки творожной с массовой долей сухих веществ 30 и 50 %, а из сыворотки подсырной - с массовой долей сухих веществ только 30%.
Сыворотку молочную сквашенную сгущенную следует хранить при относительной влажности воздуха не выше 85 %. Срок хранения сыворотки с массовой долей сухих веществ 50% не более 180сут, а сыворотки с массовой долей сухих веществ 30% - не более 90 суток со дня изготовления.
По органолептическим показателям сыворотка молочная сквашенная сгущенная должна соответствовать следующим показателям. Вкус и запах чисто выраженные -- кислосывороточные. Цвет - светло- желтый с зеленоватым оттенком. Консистенция: для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - густая, пастообразная, допускается наличие мелких кристаллов лактозы, а для сыворотки с массовой долей сухих веществ 30 % - сиропообразная, допускается выпадение в осадок легкоперемешиваемого осадка альбумина.
По физико-химическим показателям к сыворотке молочной сквашенной сгущенной предъявляются следующие требования. Массовая доля сухих веществ должна быть не ниже номенклатурной, т. е. для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - не менее 50 %, а с массовой долей сухих веществ 30 % - не менее 30 %. Кислотность (°Т) должна быть не ниже: для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - 1700, а для сыворотки с массовой долей 30 % соответственно у подсырной - 800, а у творожной - 1000.
Молочная сыворотка сухая по используемому сырью подразделяется на два вида:
- сыворотка молочная сухая подсырная - сыворотка молочная сухая творожная. Сыворотка молочная сухая подсырная в зависимости от используемого оборудования подразделяется на два типа: распылительная и пленочная. Сыворотка молочная сухая творожная вырабатывается только посредством распылительной сушки.Сухую молочную сыворотку обоих видов следует хранить при относительной влажности воздуха не выше 80 % и температуре до 20 °С. При этих условиях срок хранения 6 мес со дня выработки. По органолептическим показателям к сыворотке молочной сухой обоих видов и способов изготовления предъявляются следующие требования: Вкус и запах сладкие, солоноватые, слегка кисловатые, без посторонних привкусов и запахов. Цвет от белого до желтого.
Консистенция для сыворотки распылительной сушки - мелкораспыленный сухой гигроскопичный порошок, для сыворотки пленочной сушки - сухой порошок из измельченных комочков. Допускается наличие легкорассыпающихся при механическом воздействии комочков.
Молочная концентрированная сыворотка подразделяется на следующие подвиды:
Сыворотка молочная концентрированная подсырная с массовой долей сухих веществ 13, 20, 30 %;
- сыворотка молочная концентрированная творожная с массовой долей сухих веществ 13, 20, 30%;
- сыворотка молочная концентрированная подсырная сброженная с массовой долей сухих веществ 30 %;
- сыворотка молочная концентрированная подсырная с сахаром с массовой долей сухих веществ 52,5, 65,0, 75,0, 90,0%;
- сыворотка молочная концентрированная творожная с сахаром с массовой долей сухих веществ 52,5, 65,0, 75,0, 90,0 %.
Все виды сыворотки молочной концентрированной с сахаром вырабатывают четырех типов:
С массовой долей сухих веществ 52,5 % и массовой долей сахарозы 12,5 %;
массовой долей сухих веществ 65,0 % и массовой долей сахарозы 25 %;
с массовой долей сухих веществ 75 % и массовой долей сахарозы 15 %;
с массовой долей сухих веществ 90 % и массовой долей сахарозы 30 %.
В качестве сырья для производства сыворотки молочной концентрированной используется сыворотка, которая образуется при производстве сыра и творога. Сроки хранения сыворотки молочной концентрированной без сахара зависят от массовой доли сухих веществ в ней и условий хранения Сыворотку молочную с сахаром следует хранить при температуре 0 - 10 С. Срок хранения независимо от массовой доли сухих веществ не более 6 месяцев со дня выработки.
По органолептическим показателям к сыворотке молочной концентрированной предъявляются следующие требования: вкус и запах сыворотки молочной концентрированной без сахара чистый кисломолочный, слегка соленый, а сыворотки молочной концентрированной с сахаром - чистый, кисло-сладкий; цвет в массе однородный, светло-желтый, с зеленоватым оттенком.
Консистенция сыворотки молочной концентрированной без сахара - текучая жидкость, но в сыворотке с массовой долей сухих веществ 30 % концентрированной творожной и сыворотке сброженной допускается выпадение в осадок кристаллов лактозы в виде неплотной массы. Консистенция сыворотки концентрированной с сахаром - вязкая однородная масса, допускается выпадение в осадок кристаллов лактозы. Больше всего молочная сыворотка содержит лактозы (примерно 70% всех сухих веществ). В связи с этим молочную сыворотку преимущественно используют для промышленного получения молочного сахара, а также различных сиропов (сироп лакто-лактулозы и глюкозо-галактозы). Молочную сыворотку подвергают биологической обработке для повышения ее пищевой, биологической и кормовой ценности (сыворотка молочная обогащенная), а также для получения других ценных продуктов (молочная кислота).
Для производства заменителей цельного молока для сельско-хозяйственных животных используют обезжиренное молоко отдельно или в смеси с пахтой или молочной сывороткой. Способы производства и сущность технологии производства различных видов сметаны.
Сметана – это кисломолочный продукт, получаемый из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококов, и созревания при низких температурах.
В зависимости от содержания жира сметана бывает 15%-ной, 20%-ной, 30%- ной, 36%-ной и 40%-ной жирности. Она отличается от других продуктов высоким содержанием жира. Именно это и обусловливает ее питательную ценность, а также высокие вкусовые качества. В этом продукте содержится большое количество витаминов, особенно жирорастворимых. Специфичность сметаны дает возможность широко использовать ее для приготовления самых разнообразных блюд. Сметану вырабатывают двумя способами: с гомогенизацией сливок и с созреванием сливок перед сквашиванием.
Производство сметаны с гомогенизацией сливок осуществляется следующим образом. Для получения сливок заданной жирности молоко сепарируют. Если же сливки получены с большим или меньшим содержанием жира, чем требуется для приготовления сметаны, их нормализуют, добавляя в них обезжиренное или цельное молоко или же более жирные сливки, в зависимости от состояния содержания жира в исходных сливках. Содержание жира в сливках, из которых приготовляют сметану, зависит от требуемого содержания жира в готовом продукте и от количества добавленной закваски. При выработке сметаны может вноситься различное количество закваски, зависящее от условий производства. Подготовленные для производства сметаны сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 30 мин, затем охлаждают и гомогенизируют при определенных режимах.
Сливки можно пастеризовать на пастеризационных аппаратах любого типа. Чаще применяют пластинчатые аппараты ОПЛ-5, включающие помимо секции нагревания секции регенерации и охлаждения. Сливки охлаждают до температур, указанных в вышеприведенной таблице, в регенеративной секции аппарата.
После пастеризации и гомогенизации сливки немедленно охлаждают на охладителе до температуры заквашивания (25 – 270C) и направляют в емкость или ванну для сквашивания. Для сквашивания сливок чаще всего используют сливкосозревательные ванны, снабженные рубашкой, куда поступает горячая или ледяная вода. Применяют бактериальную закваску, приготовленную на чистых культурах молочнокислых стрептококов. Закваску добавляют в сливки из расчета 1 – 5% к массе заквашенных сливок. Сливки заквашиваются при температуре 24 – 250C в теплое время года и 26 -- 270C – в холодное. Процесс сквашивания продолжается 13 – 16 часов. В течение первых двух часов сквашивания сливки перемешивают каждый каждый час и затем оставляют в покое до конца сквашивания. Сливки сквашивают до образования сгустка и достижения кислотности.
Готовую сметану фасуют в крупную (бочки, фляги) и мелкую тару (стеклянные и полистироловые коробочки), далее направляют для охлаждения и дозревания в холодильную камеру. Эти процессы продолжаются в течение 12 – 48 часов для сметаны, расфасованной в крупную тару, в течение 6 – 8 часов для сметаны, расфасованной в мелкую тару.
Производство сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием осуществляется следующим образом. Сливки после пастеризации немедленно охлаждают до температуры 2 – 8 0C и выдерживают при этой температуре 1,5 – 2 часа. После созревания сливок их подогревают до температуры заквашивания (25 – 270C). Для охлаждения, выдержки и подогрева сливок рекомендуется применять сливкосозревательные ванны. Сущность процесса созревания сливок заключается в физическом изменении жира и отчасти белка, входящих в состав сливок. Температура при созревании играет основную роль. При охлаждении сметаны жир из жидкого состояния переходит в твердое --- кристаллическое. Те фракции жира, которые обладают способностью затвердевать при более высоких температурах, затвердевают в первую очередь. По мере дальнейшего охлаждения все новые и новые фракции жира переходят в кристаллическое состояние. Чем медленнее происходит охлаждение, тем медленнее кристаллизуется жир. Процесс созревания протекает с одновременным охлаждением сметаны.
Перед фасовкой сметаны рекомендуется сквашенные сливки охлаждать в ванне или резервуаре до 16 0C. Сквашенные сливки желательно направлять на фасовку преимущественно самотеком. Применяют только ротационные, шестеренчатые, винтовые и мембранные насосы. Сметану фасуют в крупную или мелкую тару. Далее расфасованную сметану охлаждают в холодильных камерах до 1 – 8 0C. Охлаждение и созревание сметаны продолжаются в течение 12 – 48 часов для сметаны, расфасованной в крупную тару (в зависимости от объема тары и температурного режима камеры), в течение 6 – 12 часов для сметаны, расфасованной в мелкую тару. Перемешивать сметану на этом этапе не рекомендуется. Не более чем через 3 суток сметана должна быть вывезена с предприятия-изготовителя.
Сметану, поступающую на городские молочные заводы с первичных молочных заводов и с хранения на холодильниках, принимают партиями. Наружную поверхность бочек и фляг омывают горячей водой в течение 30 – 60 секунд.
Тару со сметаной вскрывают и зачищают верхний слой продукта. Зачистки собирают в отдельную тару и перерабатывают на топленое масло. Остальную сметану выгружают в приемный бак протирочной машины при помощи механического подъемника с опрокидывателем. Остатки сметаны со стен тары удаляют лопаткой с резиновой кромкой.
Для получения однородной консистенции и предупреждения попадания посторонних включений, сметану пропускают через металлическое сито с диаметром отверстий до 3 мм. Затем сметану подают насосом объемного типа (ротационным, шестеренчатым, винтовым или мембранным) в двустенную ванну, откуда после перемешивания отбирают среднюю пробу для определения жира и кислотности. При соответствии требованиям технических условий по жиру и кислотности, сметану направляют на расфасовку. При отклонении показателей продукта от нормативных, его нормализуют добавлением сливок или сметаны с более высоким или более низким содержанием жира.
Для номализации сметаны сливки пастеризуют при 85 – 95 0C, гомогенезируют при 60 – 80 0C и давлении 5 – 7,5 Мпа для сливок 30 – 35%- ной жирности и 7,5 – 10 Мпа для сливок 20 – 25%-ной жирности. Затем сливки охлаждают до 8 – 100C.
Нормализованную сметану тщательно перемешивают при скорости мешалки 0,3 м/с. Далее нагревают в ванне при осторожном помешивании до 14 – 150C. В смесь сметаны и сливок для доведения ее кислотности до стандартной добавляют до 10% закваски. Фасуют готовый продукт при 5 -- 150C. Для подачи сметаны из ванны в фасовочную машину применяют ротационные, шестеренчатые, винтовые и мембранные насосы. Фасованную сметану охлаждают до 5 – 80C в холодильных камерах и выдерживают при этой температуре для восстановления консистенции не менее 5-ти часов, если сметана расфасована в мелкую тару, и не менее 8-ми часов, если сметана расфасована в крупную тару. Сметану хранят не более 3 суток. Сметана должна иметь чистый кисломолочный вкус с выраженным привкусом и ароматом, свойственным пастеризованному продукту; белый цвет с кремовым оттенком, равномерный по всей массе; однородную густую глянцевитую консистенцию.
Теперь рассмотрим и сущность технологии производства различных видов сметаны. Например, любительская сметана. Ее вырабатывают из сливок 42,2%- ной жирности. Сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 20 секунд и охлаждают до 48 – 50 0C. При этой температуре их гомогенезируют при давлении 10 Мпа. Гомогенезированные сливки направляют в ванну для заквашивания. С целью получения сметаны плотной, не расплывающейся консистенции ванна должна быть установлена с возможно большим уклоном, и иметь спускной штунцер максимального диаметра (по типу штунцера для творожных ванн), так как любое механическое воздействие на сливки, из которых вырабатывают сметану, приводит к ухудшению консистенции готового продукта.
Сливки заквашивают при 45 – 50 0C закваской, состоящей из штаммов термофильных и мезофильных стрептококков в соотношении 1:1, в количестве 5% по отношению к массе молока. Сквашиваются сливки в течение 14 – 20 часов (в зависимости от активности закваски). Окончание сквашивания определяют по их кислотности, которая должна быть не ниже 56 0Т. Сливки осторожно перемешивают в ванне и охлаждают на охладителе до 4 – 6 0C.
Охлажденную сметану самотеком направляют в бункер фасовочного автомата. Фасованную сметану завертывают в кашированную фольгу массой 100 г. Сметана охлаждается и созревает при 0 – 6 0C в течение 6 – 12 часов.
Вся описанная технология может быть изображена в виде схемы технологического процесса производства сметаны любительской и будет выглядеть следующим образом:
Резервуар мембранный
автомат
для сливок
насос гомогенизатор сквашивания
охладитель фасовки
сливок
Сливки пастеризованные, охлажденные до 500C
Сливки гомогенезированные
Сметана неохлажденная
Сметана охлажденная
Сметана расфасованная
Для того, чтобы иметь представление о разнообразных технологиях производства различных видов сметаны, остановимся на способах производства еще нескольких видов этого продукта. Например, сметана ацидофильная. Ее вырабатывают из пастеризованных сливок подсквашиванием их закваской, приготовленной на чистых культурах ацидофильной палочки и ароматообразующего стрептококка. Сливки с содержанием жира 21% пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 20 минут и охлаждают до 40 – 42 0C. В них вносят закваску в количестве 5 – 7% массы сливок, тчательно перемешивают с закваской и оставляют в покое на 5 – 7 минут. Затем сливки с закваской выдерживают в течение 1 – 3 часов при 40 – 42 0C до достижения кислотности 30 – 40 0Т. Подсквашенные сливки охлаждают для созревания до 8 – 10 0C. Охлажденные сливки подогревают до 25 – 30 0C и гомогенезируют при этой температуре и давлении 15 – 20 Мпа. Затем сметану фасуют и охлаждают до 1 – 8 0C. Продолжительность охлаждения и созревания сметаны, фасованной в мелкую тару, 6 – 8 часов.
Схематично описанный процесс можно представить следующим образом:
циферблатные резервуар
резервуар
весы
бак-приемник для заквашивания
хранения пластинчатый
подогреватель
пластинчатый
теплообменник гомогенизатор для сливок
резервуар для
хранения сметаны
автомат для
фасовки сметаны
Сливки сырые
Сливки охлажденные
Закваска
Сливки с закваской
Сливки с закваской подогретые
Сметана
Сметана фасованная
Теперь остановимся более подробно на технологии производства сметаны с молочно-белковым обогатителем. Этот вид сметаны в настоящее время получил широкое распространение. Современная молочная промышленность вырабатывает сметану с козеинатом натрия и содержанием жира 14%, 18% и 23%. Сметана с содержанием жира 18% называется «Крестьянская», с содержанием жира 23% – «Домашняя», с содержанием жира 14% – «Сметана с наполнителями».
Сметану с молочно-белковым обогатителем вырабатывают следующим образом. Перед пастеризацией сливки нормализуют по жиру, добавляя в них обезжиренное или цельное молоко или же более жирные сливки, в зависимости от состояния содержания жира в исходных сливках. Обезжиренное или цельное молоко подогревают до 40 – 60 0C и при интенсивном помешивании в него или в закваску вносят сухой казеинат натрия в количестве 0,5% или 0,6% изготовляемой сметаны.
Молоко перемешивают до полного растворения казеината натрия (20 – 25 минут). Казеинат натрия рекомендуется растворять в ванне длительной пастеризации. Минимальное количество молока должно не менее чем в 15 раз превышать количество растворяемого в нем казеината натрия. После внесения казеината натрия закваску замешивают до его полного растворения(20 – 25 минут), не подогревая закваску. Приготовленные сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 5 – 10 минут. Затем их гомогенизируют при температуре не ниже 60 0C и давлении 8 – 10 Мпа и охлаждают до 18 – 28 0C. При этой температуре сливки заквашивают и сквашивают до кислотности 60 – 80 0Т. По окончании сквашивания сметану тчательно перемешивают до получения однородной консистенции и направляют на фасовку. Фасованную сметану охлаждают в холодильных камерах до 1 – 8 0C.
Продолжительность охлаждения и созревания сметаны, фасованной в крупную тару, составляет 12 – 48 часов и в мелкую 6 – 12 часов. Эти виды сметаны имеют кислотность 65 –120 0C.
И, наконец заканчивая разговор о сметане, хочется остановиться на технологии изготовления еще одного вида этого продукта – сметаны диетической. Ее вырабатывают из нормализованных пастеризованных сливок сквашиванием их заквасками, приготовленными на чистых культурах мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококов. Производят термостатным или резервуарным способами.
Термостатный способ заключается в следующем. Для получения сливок с содержанием жира 11 – 15% молоко сепарируют. Полученные сливки нормализуют по жиру цельным или обезжиренным молоком. Необходимую жирность сливок устанавливают в зависимости от нормы вносимой закваски и вида молока, на котором она приготовлена(цельном или обезжиренном).
Нормализованные по жиру сливки нагревают до температуры пастеризации (85 – 89 0C), гомогенезируют при давлении 10 – 15 Мпа, применяя одноступенчатый режим. Затем сливки выдерживают при температуре гомогенизации 10 – 15 минут. Пастеризованные гомогенизированные сливки охлаждают до 28 – 32 0C и направляют в резервуар или ванну для заквашивания. Количество закваски по отношению к сливкам составляет 1 – 5%.
Сливки тщательно перемешивают в течении 10 – 15 минут и медленно направляют на разлив. Заквашенные сливки фасуют на разливочно-укупорочных автоматах в стеклянную тару массой нетто 0,2; 0,25; 0,5 килограмм. Затем их направляют в термостатьную камеру с температурой воздуха 28 – 32 0C и сквашивают до образования сгустка кислотностью 68 – 75 0Т. Продолжительность сквашивания составляет 6 – 10 часов. Для охлаждения и созревания после сквашивания сливки попадают в холодильную камеру с температурой воздуха 0 – 8 0C.
Продолжительность охлаждения и созревания сметаны составляет 5 – 10 часов. Резервуарный способ производства диетической сметаны осуществляется в резервуарах вместимостью до 6000 кг. Подготовка, нормализация, пастеризация, гомогенизация и заквашивание сливок осуществляются так же как и при термостатном способе, описанном выше. Сливки в резервуарах заквашивают при температуре 28 – 32 0C до образования сгустка кислотностью 68 – 75 0Т. По окончании сквашивания сгусток перемешивают механической мешалкой в течении 5 – 15 минут до получения однородной консистенции. Дальнейшее перемешивание производят каждый час, включая мешалку на 3 – 5 минут. Сквашенные сливки фасуют на фасовочных автоматах в стеклянную тару, бумажные пакеты с полимерным покрытием, стаканчики из полистирола массой нетто – 0,2 – 0,5 кг. Фасованную сметану для охлаждения и созревания направляют в холодильную в камеру с температурой воздухо 0 – 8 0C на 5 – 12 часов. Готовую сметану можно хранить на заводе не более 18 часов. Диетическая сметана содержит 100% жира, имеет кислотность 70 – 100 0Т. Она обладает чистым кисломолочным вкусом и однородной в меру густой клнсистенцией.
Список использованной литературы.
1,Г.Н.Крусь; И.М.Кулешова: М.И.Дунченко «Технология сыра и других молочныхпродуктов» -- учебник.чебник, Москва, издат-во «Колос», 1992 год.
2 Е.А.Богданова; Г.И. Богданова «Производство цельномолочных продуктов» -- издание второе переработанное и дополненное. Москва, издат-во
«Легкая и пищевая промышленность 1982 год.
3.Некоторые материалы сети «Интернет.
Loading...