Технология приготовления йогурта

П р о т е а з  ы - ферменты, действующие на пептидные  связи белков; сосредоточены в  водной фазе молока. В молозиве содержание протеаз в 1,5 раза выше по сравнению  с количеством их в молоке.

Кс а н т и н  о к с и д а з а - фермант, влияющий на развитие окисленого вкуса  молока при хранении, но не являющийся первопричиной, определяяющей подверженность или устойчивость к окислению. Ксантиноксидазная  активность молока находится в зависимости  от его глобулиновой фракции. Содержание ксантиноксидазы в молоке постепенно увеличивается к концу лактации и зависит от рацтона кормления, в частности от содержания в кормах молибдена.

Ф о с ф а т а  з а встречается в двух видах: щелочная с оптимумом рН 9,0 и кислая с рН 4,5. Щелочная фосфатаза на 50-60% связана с абсорбированными на жировых  шариках иммунными глобулинами, а остальная часть силами адсорбции - с жировым комплексом. Более 90% кислой фосфатазы находится в водной плазме молока. Предполагают, что кислая фосфатаза связана с альбуминной  фракцией молока. Фосфатаза расщепляет эфирные связи

фосфорной кислоты с сахарами и аминокислотами.

Щелочная фосфатаза легко  инактивируется при нагревании, и  отсутствие ее в молоке служит надежным доказательством пастеризации молока.

А м и л а з а - фермент, катализирующий распад крахмала до мальтозы. Имеется две формы амилазы: амилаза, активируемая присутствием ионов Са и Сl, и амилаза, активируемая присутствием SH-групп.

Р е д у к т а  з а - восстановительный фермент; первоначальное количество в молоке невелико, в основном она накапливается  при последующем развитии микрофлоры, поэтому по количеству ее можно косвенно определить бактериальную обсемененность молока.

П е р о к с и  д а з а - окисляющий фермент, попадает в молоко только из молочной железы; присутствие ее в молоке снижает  активность некоторых видов заквасок в связи с образованием специфических  продуктов окисления. Действие пероксидазы  устраняется при добавлении цистеина и бисульфита натрия.

К а т а л а з  а - фермент, разрушающий перекись водорода, находится почти целиком в  сыворотке в связанном (с лактоальбумином) состоянии.

Минеральные вещества.

   Зольная часть молока представляет собой несгораемые минеральные компоненты. Количество их (около 0,7%) не отражает действительного количественного и качественного состава минеральных веществ, так как при озолении молока происходят значительные изменения его вследствие химических реакций, а часть минеральных веществ улетучивается. Наиболее полный минеральный состав молока характеризуется следующими данными (в мг/100 мл.):

P K Ca Cl Na CO Mg SO

170 145 120 100 50 20 13 10

Перечисленные вещества в  молоке присутствуют в виде солей. Общее  содержание минеральных солей в  молоке (0,9%) колеблется в зависимости  от породы скота, условий кормления, периода лактации, состояния, возраста животного, сезона года и других факторов. Хлориды калия и натрия находятся  в растворе в ионизированном состоянии, фосфаты и цитраты кальция  и магния - частично в растворимой  форме и частично в коллоидном состоянии.

Несмотря на то, что растворимые  соли кальция и магния в виде фосфатов и цитратов содержатся в молоке в  небольшом количестве, они сильно влияют на термостабильность молока, сычужное свертывание, процесс загустевания сгущенного молока с сахаром и  другие технологические свойства молока.

Микроэлементы.

Наряду с перечисленными выше минеральными веществами в молоке имеются и другие, содержащиеся в  ничтожно малых количествах: кобальт, йод, медь, железо, марганец, молибден, никель, цинк.

Молоко содержит растворимые  кислород, азот и углекислоту. Количество газов непостоянно и зависит  от способа дойки и обработки  молока (аэрации) и в среднем составляет до 80 мл в 1 л молока, в том числе  углекислоты до 60 мл, кислорода около 5 мл и азота 15 мл. Углекислота влияет на кислотность парного молока. Наличие  кислорода вызывает потерю витамина С и способствует развитию окисленного  вкуса в молоке при хранении.

Физические свойства. Из физических свойств молока технологическое значение имеют плотность, осмотичнское давление, тепловые свойства, электропроводность, вязкость, поверхностное натяжение.

П л о т н о с  т ь сборного, товарного молока составляет в среднем 1028,8 кг/м с  колебаниями 1028-1030 кг/м.

Плотность молока складывается из плотностей составных его частей (молочного жира - средняя плотность 922,5 кг/м, молочного сахара - 1610,3, белков - 1339,8 и солей 2857,5кг/м) и отражает количественное содержание их в молоке.

Плотность молока может указывать  на разбавление его водой. Так, например, при плотности 28 - молок натуральное, при плотности 28-27 - подозрительное, при плотности 27 и ниже - фальсифицированное водой. Снижение плотности молока на один градус соответствует добавлению в него около 2,5% воды.

О с м о т и ч  е с к о е д а в л  е н и е молока зависит главным  образом от количества солей и  лактозы в нем, близко к величине давления крови (кровяной сыворотки, мочи, желчи) и довольно постоянно - оно  изменяется только при заболевании  животного.

Существует корреляционная связь между осмотическим давлением  и понижением температуры замерзания (криоскопия). Понижении температуры  замерзания на 1,85 С обусловливает  при 0 С осмотическое давление 2,24 МПа. Средняя температура замерзания нормального коровьего молока около -0,550 С с колебаниями от -0,540 до -0,570 С, что соответствует осмотическому  давлению 0,70-0,74 МПа.

Т е п л о е м  к о с т ь молока зависит  от содержания в нем воды, состава  сухих веществ и состояния  жира. Физическое состояние жира отражается на величине теплоемкости через скрытую  теплоту плавления. Теплоемкость цельного молока, содержащего 3,5% жира, при 40 С (жидкий жир) составляет 3,8189*10^3 , а при 15 С 3,8353*10^3 Дж/(кг*К). Средняя расчетная величина теплоемкости молока может быть принята  равной 3,8266*10^3 Дж/(кг*К).

Т е п л о п р  о в о д н о с т ь  молока колеблется в пределах 3,9542-5,2335*10^2 Вт/(м*К), причем из компонентов его  наименьшую теплопроводность имеет  молочный жир.

Э л е к т р о  п р о в о д н о с  т ь молока равна 44*10^(-4) Ом и зависит  от содержания солевой части и  ионогенных веществ. Подобно осмотическому  давлению электропроводность молока при  нормальном состоянии организма  отличается постоянством, отклонения указывают на заболевание животного, например туберкулезом.

В я з к о с т  ь молока обуславливается главным  образом его белковым компонентом; влияние других составных частей не столь значительно. На вязкости молока отражается дисперсность жировой эмульсии; раздробление жировых шариков и  их комкование увеличивают вязкость. В среднем вязкость молока составляет 1,75*10^(-3) Па*с с колебаниями в  сравнительно широких пределах - от 1,1 до 2,5*10^(-3) Па*с .

П о в е р х н  о с т н о е н а т  я ж е н и е молока в  среднем 43,6*10^(-3) Н/м, т.е. значительно  ниже, чем у воды. Такое понижение  поверхностного натяжения обусловлено  наличием в молоке белков, особенно белков оболочек жировых шариков  и лецитина, сконцентрированных на поверхности раздела жир - плазма. Поверхностное натяжение молока существенно изменяется от ряда факторов (состав и состояние сухих веществ  молока).

3.Изменения продукта 

в процессе приготовления

В основе производства йогурта  лежит молочнокислое брожение, вызываемое микроорганизмами.

На первой стадии молочнокислого брожения при участии фермента лактазы  происходит гидролиз молочного сахара (лактозы):

С Н О + Н О = С Н О + С Н О

Из гексоз (глюкозы и  галактозы) в конечном счете образуется молочная

кислота:

2С Н О = 4С Н О

Одновременно с процессами молочнокислого брожения ( с образованием молочной кислоты) протекают побочные процессы, при этом образуются различные  продукты обмена:

2С Н О + Н О = СН  СН ОН + СН СНОН + 2СН СНОН СООН +

+ 2СО + 2Н

Исходя из этого, в первом случае микробы молочнокислого брожения называются гомоферментативными, во втором - гетероферментативными.

Брожение молочного сахара происходит также под влиянием ароматообразующих  микроорганизмов Str. diacetilactis, которые  помимо молочной кислоты и летучих  кислот образуют ароматические вещетсва, в частности диацетил (СН -СО-СО-СН ), имеющий наибольшее значение в  ароматизации йогурта. Наряду с образованием диацетила протекает реакция, в  результате которой получается ацетоин (СН -СН-ОН-СО-СН ), не обладающий ароматом, из которого при определенных условиях окислительно-воссстановительной реакции  образуется диацетил.

Образование диацетила в  процессе молочнокислого брожения, вызываемого  ароматобразующими молочнокислыми бактериями, связано с наличиием  лимонной кислоты как промежуточного продукта брожения лактозы.

В процессе производаства  йогурта происходит накопление молочной кислоты и титруемая кислотность  их достигает 100-120 Т, на что расходуется  молочный сахар в количестве 10 г/л. Таким образом, в йогурте остается еще много лактозы, которая служит углеводным источником для дальнейшего  развития молочнокислых бактерий в  кишечнике человека (при достаточно обильном потреблении кисломолочных  продуктов).

При развитии молочнокислого брожения накапливается молочная кислота, которая сдвигает реакцию в кислую сторону. Свежее молоко имеет почти  нейтральную реакцию, или вернее, несколько сдвинутую в кислую сторону. В заквашенном молоке по достижении требуемой кислотности  рН йогурта достигает изоэлектрической точки казеина (рН 4,6 - 4,7). В изоэлектрической точке казеин теряет растворимость  и коагулирует в виде сгустка.

   Устойчивость коллоидных частиц казеина в свежем молоке обусловлена двумя факторами: электрическим зарядом и гидрофильностью. В свежем молоке частицы казеинаткальцийфосфатного комплекса имеют отрицательный заряд, в силу одноименности заряда частицы отталкиваются при соударении. По мере приближения к изоэлектрической точке частицы приобретают эелектронейтральность, характерную для изоэлектрического состояния

(число положительных  зарядов равно числу отрицательных). В изоэлектрическом состоянии  частицы казеина соединяются  между собой, образуя сетчатую  трехмерную структуру, и сквашенное  молоко из жидкого состояния  переходит в гель.

При сквашивании молока происходит ионный обмен между кальций-ионами казеинаткальцийфосфатного комплекса  и Н-ионами молочной кисло-

ты;

(казеиновый комплекс) Са + 2Н (С Н О ) + (Казеин) + 2Са (С  Н О )

В результате сгусток казеина  обедняется кальцием. Одновременно образуется растворимый лактат кальция.

Структурно-механические изменения.

  Йогурт производят путем внесения в молоко закваски, под действием которой происходит свертывание белков и образование пространственной структуры из белков молока с включениями молочного жира и влаги. Характерно, что повышение температуры ускоряет процесс структурообразования. Как следует из таблицы 3 повышение температуры пастеризации способствует повышению вязкости сгустка.

      ТАБЛИЦА 3

Влияние температуры пастеризации на вязкость сгустка 10^3 (в Па с)

Состояние структуры	Температура пастеризации, С
	63	72	80	90
Неразрушенная	457	549	1234	1896
Разрушенная	4,53	6,01	6,39	7,9
Через 15 мин после разрушения	6,32	6,32	8,22	10,11

4.Технология приготовления йогурта

Производство йогурта  осуществляется двумя способами - термостатным и резервуарным (по приведенной ниже схеме). Эти два способа имеют  ряд общих технологических операций.

Подготовка сырья

Нормализация

Очистка

Пастеризация

Гомогенизация

Охлаждение

Заквашивание

          

           Резервуарный способ Термостатный способ

Сквашивание молока в резервуарах  Розлив в бутылки и пакеты

Охлаждение в резервуарах  или в потоке Сквашивание в  термостатной

камере

Созревание Охлаждение в  хладостатной

камере 

Розлив в бутылки и  пакеты Созревание

Хранение

Реализация

Подготовка сырья.

  Для производства используется молоко 1 сорта, с кислотностью не выше 20 Т, по редуктазной пробе - не ниже 1-го класса и по механической загрязненности - не ниже первой группы. Может быть использовано частично или полностью восстановленное молоко из целоного молока распылительной сушки высокой растворимости.

Нормализация  молока по жиру.

Для большинства йогуртов содержание жира должно быть не менее 6%. Расчет потребного для нормализации обезжиренного молока или сливок ведут по формулам материального  баланса если нормализация осуществляется путем смешивания цельного молока с  обезжиренным или со сливками.

Тепловая обработка.

 Пастеризацию молока проводят при температуре

85-87 С с выдержкой в  течение 5-10 мин или при 90-92 С  с выдеожкой 2-3 мин.

Гомогенизация молока.

  Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. Гомогенизация при температуре не ниже 55 С и давлении 17,5 МПа улучшает консистенцию и предупреждает отделение сыворотки. При производстве резервуарным способом гомогенизацию следует считать обязательной технологической операцией.

Охлаждение молока.

  Пастеризованное и  гомогенизированное молоко немедленно  охлаждают в регенеративной секции  пастеризационной установки до  температуры заквашивания его  чистыми культурами молочнокислых  бактерий: при использовании термофильных  культур - до 50-55 С.

Заквашивание  молока.

  В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду вырабатываемого продукта.

 Закваску перед внесением  в молоко тщательно перемешивают  до получения жидкой однородной  консистенции, затем вливают в  молоко при постоянном перемешивании.    Наиболее рационально вносить  закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор  подается непрерывно в молокопровод, в смесителе она хорошо смешивается  с молоком.