Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк




НазваниеБиохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк
страница9/14
Дата17.11.2012
Размер1.51 Mb.
ТипКонспект
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Контрольные вопросы:

  1. Как меняются свойства сывороточных белков при тепловой обработке?

  2. Почему после высокотемпературной пастеризации изменяется водоудерживающая способность белковых сгустков?



Лекция 16


БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ


Кисломолочные продукты играют важную роль в питании людей, осо­бенно детей, лиц пожилого возраста и больных. Диетические свойства кисломолочных продуктов заключаются, прежде всего, в том, что они улуч­шают обмен веществ, стимулируют выделение желудочного сока и воз­буждают аппетит. Наличие в их составе микроорганизмов, способных приживаться в кишечнике и подавлять гнилостную микрофлору, приво­дит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования ядовитых продуктов распада белка, поступающих в кровь человека.


16.1 Брожение молочного сахара


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

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

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

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

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

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


16.2 Коагуляция казеина и гелеобразование


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

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

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



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


б

Рис. 5. Схема образования пространственной структуры в процессе свертывания молока: а — начало образования структурной сетки; б — пространственная структура сгустка; / — частицы белка; 2— петли структуры, заполненные дисперсион­ной средой
В изоэлектрической точке казеиновые или параказеиновые частицы при столк­новении агрегируют, образуя цепочки или нити, а затем пространственную сетку, в ячейки или петли которой захватывается дисперсионная среда с жировыми шари­ками и другими составными частями мо­лока (рис. 5). Происходит гелеобразова-ние. При производстве кисломолочных продуктов и сыра процесс гелеобразования можно условно разделить на четыре ста­дии: стадия скры-

той коагуляции (индук­ционный период), стадия массовой коагу­ляции, стадия структурообразования (уп­лотнения сгустка) и стадия синерезиса.

Образующийся сгусток (гель) обладает определенными механическими свойствами: вязкостью, пластичностью, упругостью и прочностью. Эти свойства связаны со структурой системы, поэтому их называют структурно-механическими или реологическими.

Структурно-механические свойства сгустков определяются характе­ром связей, возникающих между белковыми частицами при формирова­нии структуры. Связи могут быть обратимыми и необратимыми. Обра­тимые связи восстанавливаются после нару­шения структуры сгустка. Они обусловливают явление тиксотропии - способность струк­тур после их разрушения в результате какого-нибудь механического воз­действия самопроизвольно восстанавливаться во времени.

Необратимые (необратимо разрушающиеся) связи не обладают свой­ством восстанавливаться после механического воздействия на сгусток. С ними связано явление синерезиса. Синерезис - уплотнение, стягивание сгустка с укорачиванием нитей казеина и вытеснением заключенной меж­ду ними жидкости. Скорость синерезиса определяется влагоудерживающей способностью казеина и зависит от концентрации в сырье сухих веществ, состава бактериальных заквасок, режимов тепловой обработки и гомогенизации, способа свертывания молока и других факторов.

Для кисломолочных напитков и сметаны синерезис - явление неже­лательное. Поэтому при их выработке используют бактериальные зак­васки нужного состава и технологический процесс ведут при режимах, предотвращающих возникновение синерезиса. При производстве творо­га, наоборот, требуется удалить избыток сыворотки из сгустка. Поэтому выбирают такие режимы обработки молока, которые способствовали бы получению плотного, но легко отдающего сыворотку сгустка. Для усиле­ния синерезиса применяют также измельчение, нагревание сгустка и т. д.


16.3 Влияние состава молока, бактериальных заквасок и других факторов на брожение лактозы

и коагуляции казеина

Качество кисломолочных продуктов, главным образом их консистен­ция, зависит от состава и свойств молока, вида и активности бактериаль­ных заквасок, режимов пастеризации, гомогенизации, сквашивания, со­зревания и других факторов.

Состав и свойства исходного сырья обусловливают скорость сверты­вания белков молока и прочность полученных сгустков. От них зависит также развитие микроорганизмов бактериальных заквасок, сбраживаю­щих молочный сахар.

Способность молока к сычужному свертыванию обусловливается кон­центрацией белков, солей кальция и зависит от индивидуальных особен­ностей и породы животных, корма, стадии лактации и других факторов. Плохо свертывается молоко в начале и конце лактации, а также при за­болевании животных. Свойства молока (и свойства полученного из него сгустка) изменя­ются при хранении. Так, после длительного хранения молока (сырого и пастеризованного) при низких температурах увеличиваются вязкость и прочность кислотного сгустка, синерезис замедляется. Следовательно, молоко, хранившееся при низких температурах, целесообразно направ­лять на производство кисломолочных напитков и не следует использо­вать для выработки творога.

От состава заквасок зависит не только вкус кисломолочных продук­тов, но и их консистенция. Основной компонент микрофлоры заквасок для всех кисломолочных продуктов, обеспечивающий формирование сгустка, - молочный лактококк. Включение в состав заква­сок энергичных кислотообразователей обусловливает получение плот­ного колющегося сгустка с интенсивным отделением сыворотки, а ма­лоэнергичных кислотообразователей - более нежного сгустка. Введение в закваски термофильных палочек спо­собствует повышению вязкости продукта, придает сгустку эластичные свойства, препятствует выделению сыворотки.

Следовательно, путем подбора состава заквасок, можно регулировать свойства сгустка и обеспечить оптимальную консистенцию и вкус кис­ломолочных продуктов.

Тепловая обработка молока влияет на скорость образования сгустка, его структурно-механические свойства и синерезис. С повышением температуры пас­теризации увеличивается прочность кислотного и кислотно-сычужного сгустков.

При выработке кисломолочных напитков перед заквашиванием ре­комендуется гомогенизировать молоко (для кефира и йогурта, получае­мых резервуарным способом, она обязательна). В результате гомогени­зации повышается дисперсность жира, измельченный жир в сгустках рас­пределяется более равномерно, увеличивается прочность сгустка, при этом несколько повышается вязкость продуктов и снижается выделение сыворотки.

Вместе с тем гомогенизация молока повышенной (выше 10%) жир­ности и сливок способствует значительному увеличению вязкости сгуст­ков и снижению их способности отделять сыворотку.

При выработке кисломолочных напитков перед заквашиванием ре­комендуется гомогенизировать молоко (для кефира и йогурта, получае­мых резервуарным способом, она обязательна). В результате гомогени­зации повышается дисперсность жира, измельченный жир в сгустках рас­пределяется более равномерно, увеличивается прочность сгустка, при этом несколько повышается вязкость продуктов и снижается выделение сыворотки.

Вместе с тем гомогенизация молока повышенной (выше 10%) жир­ности и сливок способствует значительному увеличению вязкости сгуст­ков и снижению их способности отделять сыворотку.

Структурно-механические и синеретические свойства сгустков суще­ственно зависят от способа коагуляции белков. Сгустки, образующиеся при кислотной коагуляции белков, менее прочны по сравнению с кислотно-сычужными; они состоят из более мелких белковых частиц и хуже выделяют сыворотку. Однако на­ряду с увеличением прочности кислотно-сычужных сгустков возрастают их хрупкость, степень дисперсности и способность отделять сыворотку во время обработки.

Продолжительность и температура свертывания (сквашивания) моло­ка являются важными факторами, влияющими на консистенцию кисло­молочных продуктов. Продолжительность сквашивания молока обычно устанавливают по нарастанию кислотности, вязкости или прочности по­лученного сгустка. Особенно важно определить момент готовности сгуст­ка при производстве напитков резервуарным способом. Иногда наблюда­ются жидкая консистенция продуктов и отстой сыворотки. Это вызвано неправильным выбором момента перемешивания сгустка. Сыворотка вы­деляется при перемешивании сгустка в том случае, когда он имеет мини­мальную вязкость и проявляет незначительные тиксотропные свойства.

Кроме того, от температуры и продолжительности сквашивания мо­лока зависит накопление в продуктах веществ, придающих им определенный вкус и аромат (летучих кислот, диацетила, ацетальдегида и др.).

Для прекращения молочнокислого брожения и упрочнения структуры образовавшегося сгустка кисломолочные продукты охлаждают до 8°С и хранят при этой температуре. Продукты смешанного брожения перед ох­лаждением подвергают созреванию для развития дрожжей и ароматобразующих бактерий. В процессе созревания и выдерживания в холодильной камере в продуктах накапливаются ароматические вещества, спирт и уг­лекислый газ, происходит также частичный распад белков под влиянием протеолитических ферментов молочнокислых бактерий и дрожжей. При этом образуются различные растворимые полипептиды и свободные ами­нокислоты, влияющие на консистенцию, вкус и запах продуктов.

При выработке сметаны дополнительной целью охлаждения и созре­вания является отвердевание жира, способствующее улучшению струк­туры и консистенции продукта.


Контрольные вопросы:

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

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

  3. Расскажите о механизме кислотной коагуляции казеина.

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

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

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

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



Лекция 17


БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ

КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ


17.1 Кисломолочные напитки


Основной процесс, определяющий консистенцию всех кисломолоч­ных напитков, - гелеобразование. Сгустки этих продуктов различные: в одних случаях сгусток плотный (колющийся), в других - ровный и не­жный (сметанообразный) или хлопьевидный и т. д.

При формировании структуры сгустков продуктов важно вести технологический процесс при таких режимах, которые бы обеспечивали минимальное отделение от сгу­стка сыворотки. В первую очередь это относится к режимам пастериза­ции, гомогенизации и сквашивания молока.

Для увеличения прочности сгустков и пре­дотвращения выделения сыворотки при хранении простокваши и дру­гих кисломолочных напитков рекомендуется применять высокие темпе­ратуры пастеризации молока (85 - 87°С с выдержкой в течение 5 - 10 мин или 90 - 94°С с выдержкой 2 - 8 мин).

Рекомендуемые режимы гомогени­зации (давление 12,5 - 17,5 МПа, температура 55 - 65°С) положительно влияют на свойства сгустков.

Продолжительность сквашивания молока при выработке продуктов определяется видом бактериальной закваски и температурой сквашива­ния. Окончание сквашивания обычно устанавливают по получению до­статочно прочного сгустка и титруемой кислотности 75 - 85°Т. При про­изводстве кисломолочных напитков резервуарным способом необходи­мо получить сгусток с максимальным количеством тиксотропно-обра­тимых связей, поэтому перед перемешиванием и охлаждением сгустка следует контролировать водородный показатель (рН): он должен быть для кефира 4,5 - 4,4, ацидофилина - 4,7 - 4,55, ряженки - 4,45 - 4,35.

Специфические кисломолочные вкус и запах продуктов формиру­ются главным образом в период их сквашивания и созревания. Допол­няют вкус и запах продуктов соединения, образующиеся при тепловой обработке молока (при выработке варенца и ряженки они играют ос­новную роль). Основные вкусовые и ароматические вещества кисломолочных про­дуктов - молочная и уксусная кислоты, диацетил, ацетальдегид (его вы­сокая концентрация характерна для йогурта) и др. Освежающий, слегка острый вкус кумысу и кефиру придают этиловый спирт и углекислый газ. Содержание спирта в напитках определяется видом дрожжей, темпера­турой и продолжительностью созревания. В кумысе оно составляет 1- 3%, в кефире - 0,01 - 0,03%.

17.2 Сметана


В образовании структуры продукта участвуют молочный жир и бел­ки. Главную роль играет жир, который в результате отвердевания и кри­сталлизации повышает прочность структуры и вязкость сметаны. До­полнительно структуру стабилизируют образующиеся во время охлаж­дения жировые скопления. Казеин и сывороточные белки, находящие­ся в плазме сметаны и на оболочках жировых шариков, благодаря сво­ей способности связывать влагу также улучшают консистенцию про­дукта.

При выработке сметаны для получения нужной вязкости продукта и уменьшения степени выделения сыворотки сливки следует пастеризо­вать при высоких температурах (85 - 95°С с выдержкой в течение 15 - 20 с и более). Данный режим пастеризации способствует также образованию сульфгидридных групп, придающих сметане специфический привкус (привкус пастеризации), и гарантирует полное разрушение липазы, ко­торая может вызвать пороки вкуса сметаны при хранении.

Гомогенизация сливок при производстве сметаны способствует по­вышению вязкости и пластичности готового продукта, а также ускоряет образование сгустка. С повыше­нием давления гомогенизации (до 10 МПа) вязкость сметаны увеличи­вается. Однако при гомогенизации сливок 30—40%-ной жирности мо­жет не хватать оболочечного вещества для образования новых оболочек жировых шариков, что приводит к увеличению количества свободного жира и образованию скоплений жировых шариков (даже наблюдается слияние отдельных шариков с увеличением их диаметра).

Чтобы избежать образования в сливках жировых скоплений, следует применять двухступенчатую гомогенизацию (при низком давлении на второй ступени частично разбиваются образовавшиеся агрегаты жиро­вых шариков и белков).

При выработке сметаны различных видов окончание процесса сква­шивания сливок (который длится 6 - 16 ч при температуре 26 - 30°С) оп­ределяют по нарастанию кислотности до 55 - 70°Т. Охлаждение и созревание сметаны осуществляется при 1 - 8°С в тече­ние 6 - 48 ч. Продолжительность созревания сметаны зависит от скорос­ти охлаждения продукта, которая определяется видом упаковки. В про­цессе созревания окончательно формируется и упрочняется структура продукта. Для повышения вязкости и улучшения консистенции сметаны пони­женной жирности рекомендуется увеличить содержание сухих веществ путем добавления сухого обезжиренного молока, сухого или жидкого казеината натрия и других молочно-белковых концентратов.

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Похожие:

Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconРабочая программа по дисциплине сд. 07 «Микробиология молока и молочных продуктов» для специальности 26030365 "Технология молока и молочных продуктов'' направления 260300 "Технология сырья и продуктов животного происхождения"
Технология сырья и продуктов животного происхождения" для специальности 271100 "Технология молока и молочных продуктов'', утвержденным...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconРабочая программа по дисциплине сд. 07 Микробиология молока и молочных продуктов
Технология молока молочных продуктов" с учетом представлений, умений, навыков, полученных по дисциплине "Микробиология молока и молочных...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по дисциплине «технология молока и молочных продуктов»
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры технологии молока и молочных продуктов 07. 10. 11, протокол №3
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconМикробиология молока и молочных продуктов учебное пособие
Микробиология молока и молочных продуктов: Учебное пособие. – Кемерово, 2004. – 80 с
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальностей 260303 «Технология молока и молочных продуктов» и 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»
Методические указания предназначены для студентов факультета технологии и управления аграрным производством специальностей 260303...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconПеречень литературы и средств обучения
Горбатова К. К. «Биохимия молока и молочных продуктов». Гиорд.: Санкт-Петербург, 2004
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconДетского питания учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2005 удк 637. 144 (075)
П 82 Технология молочных продуктов детского питания: Учебное пособие. / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности....
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconКонспект лекций кемерово 2008
Информационная безопасность : конспект лекций для студентов очной и заочной формы обучения / сост к т н., доцент Иценко М. Ф.; Кузбас...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconКонспект лекций кемерово 2009 Судебная экспертиза
Судебная экспертиза : конспект лекций для студентов очной и заочной формы обучения / сост. А. С. Червинский; Кузбасский институт...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconБиохимия сборник лабораторных работ Для студентов вузов Кемерово 2005 удк 577. 1 (076. 5)
Б63 Биохимия: сборник лабораторных работ / В. В. Шапкарин, А. П. Королев, С. Б. Гридина, Е. П. Зинкевич; Кемеровский технологический...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница