О консистенции кисломолочных продуктов

О консистенции кисломолочных продуктов

Канд. техн. наук З. С.ЗОБКОВА, Т. П.ФУРСОВА вними

Одной из задач государст­венной политики в об­ласти здорового питания является обеспечение высокого качества и безопас­ности пищевых, в том числе молочных, про­дуктов, среди которых особое место занима­ют кисломолочные напитки (КМН) вследствие их высокой пищевой, биологической ценности и диетических свойств.

Рациональное питание, являющее­ся основным условием здоровья, невозможно без достаточного потребления КМН. Кроме того, что они содержат практически все основные пищевые вещества в легкоусвояемой форме, в их состав входят ферменты, витамины, мо­лочная кислота, антибиотические и другие вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности заквасочной микрофлоры, стимули­рующие работу пищеварительной системы организма, подавляющие нежелательную микрофлору кишеч­ника, оказывающие благоприятное воздействие на обменные процес­сы в организме, его иммунитет. Поэтому эти напитки рекоменду­ются для диетического питания.

Диетические свойства КМН обусловливаются наличием в них «живой» полезной микрофлоры и сохраняются на протяжении длительного времени, пока эта мик­рофлора остается жизнеспособной и доброкачественной.

Наряду с питательностью и полез­ностью для здоровья важную роль в приемлемости продукта питания для потребителя играют также его внешний вид и текстура. При произ­водстве КМН наиболее распрост­раненным резервуарным способом нередко получают готовый продукт с жидкой, неоднородной, хлопье­видной консистенцией, отстоем сы­воротки под влиянием различных неблагоприятных факторов, в том числе сезонного ухудшения техно­логических свойств сырья, интен­сивного механического воздействия на молочно-белковый сгусток, на­рушения условий транспортирова­ния и хранения готового продукта.

В последнее время в нашей стра­не все большей популярностью поль­зуется йогурт, что приводит к уве­личению объемов его производства, а также усилению конкуренции. Проблема обеспечения конкурен­тоспособности связана с тем, что продукт чаще всего вырабатывают резервуарным способом с различ­ными вкусовыми наполнителями (добавками), вносимыми в молоч­но-белковый сгусток, что приводит к его значительному разрушению.

Современные тенденции к уве­личению срока годности продукта выдвигают проблему сохранения качества его текстуры в процессе длительного хранения. Поиск путей, обеспечивающих высококачест­венную консистенцию, устойчивую к различным неблагоприятным воз­действиям и стабильную в процессе длительного хранения, является насущной задачей.

Проведенные ранее научно-ис­следовательские работы, имевшие целью улучшение консистенции КМН, вырабатываемых резервуар­ным способом, связаны с обогаще­нием белкового состава исходного молока, подбором заквасок, облада­ющих загущающими свойствами, применением специальных режи­мов технологической обработки. Эти факторы оказывают большое влияние на консистенцию кисло­молочных напитков, но не всегда достаточно эффективны в случае значительных механических нагру­зок, возникающих при их производ­стве, транспортировании, а также при более длительном хранении.

В связи с возросшей проблемой по повышению конкурентоспособ­ности отечественных кисломолоч­ных напитков увеличение сроков их годности (более 36 ч) является также одной из актуальных задач.

Известно, что в результате дли­тельного хранения вследствие раз­вития посторонней микрофлоры вкус и санитарные показатели продукта ухудшаются. Это можно объяснить тем, что в кисломолоч­ных напитках содержится 86—89 % воды, в том числе 83—86 % сво­бодной и только 3—5 % связанной. Последняя не замерзает при низких температурах, не растворяет электро­литы, имеет плотность, вдвое пре­вышающую плотность свободной воды, недоступна микроорганизмам. Поэтому для подавления микро­флоры свободную воду или удаляют, или переводят в связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты, тем самым способствуя увеличению сроков хранения кисломолочных напитков при сохранении «живой» микрофлоры.

Конечно, использование влагосвязывающих компонентов при про­изводстве кисломолочных напитков не является единственным путем уве­личения сроков их годности. Выра­ботанные из сырья с «жесткими» ми­кробиологическими показателями, расфасованные в «стерильной зоне» в тару с герметичной укупоркой и ох­лажденные до 2—4 °С кисломолочные напитки могут сохранять свои перво­начальные свойства до 28-45 сут.

Известны также способы значи­тельного увеличения сроков годно­сти КМН, содержащих жизнеспо­собную микрофлору, основанные на их консервации путем замора­живания, сублимационной или тепловой сушки, хранения в среде инертных газов и др.

Длительной сохранности таких продуктов, как творог, творожные изделия, сметана, способствует теп­ловая обработка готового продукта с последующей расфасовкой его в го­рячем виде в тару с герметичной уку­поркой. С целью предотвращения появления пороков песчанистости и крупитчатости в готовом продук­те, возникающих при тепловой обра­ботке, необходимо использовать пи­щевые ингредиенты, стабилизиру­ющие его консистенцию.

Поэтому с целью улучшения (стабилизации) консистенции и увеличения сроков годности кис­ломолочных напитков, вырабатыва­емых резервуарным способом, а так­же кисломолочных продуктов, как белковых, так и жировых, возникла необходимость в подборе новых видов добавок.

Под стабилизацией следует по­нимать достижение определенных эффектов физического, химиче­ского и биологического характера и поддержание их в течение задан­ного времени. Поэтому гидрокол­лоиды в молочных продуктах могут выполнять роль загустителей, желирующих агентов, пенообразова­телей, стабилизаторов пены, белка. Их применяют для связывания воды, жира и в качестве эмульгаторов.

Консистенция кисломолочных напитков, формирующаяся в ходе технологического процесса, зависит от многих факторов. Образование молочно-белкового (кисломолоч­ного) геля является результатом жиз­недеятельности молочнокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар до молочной кислоты и других производных.. В результате повыше­ния концентрации ионов водорода происходит коагуляция казеина с образованием пространственной структурированной системы. Ее внутреннее строение обусловливает структурно-механические свойства (CMC), характеризующие поведе­ние продукта в напряженном состо­янии, т. е. в условиях деформаций, возникающих в дальнейшем ходе технологического процесса.

На CMC кисломолочных напит­ков влияют такие основные факторы, как качество исходного молока, со­держание в нем жира, белка, наличие стабилизирующих добавок, состав закваски, параметры технологиче­ского процесса производства (режи­мы тепловой обработки, гомогениза­ции, охлаждения и перемешивания кисломолочного сгустка, кислот­ность молочно-белкового сгустка в конце сквашивания, степень ме­ханического воздействия при его перекачивании, розливе).

Тепловая обработка молока

Во время тепловой обработки мо­лока при определенных режимах происходит комплексообразование между казеином и сывороточными белками (СБ).

Доля СБ в молоке составляет около 0,65 %, основная часть из ко­торых (0,4 %) принадлежит b-лактоглобулину. Этот сывороточный белок обладает специфическими функциональными свойствами, имеющими большое значение в про­мышленной технологии.

Денатурация СБ под действием температуры протекает с опре­деленными закономерностями. Отдельные фракции СБ отличают­ся разными термостабильностью и скоростью денатурации в зависи­мости от температуры.

В общем виде процесс тепловой денатурации сывороточных белков протекает в две стадии с различной энергией активации. Первая, входе которой в результате разрыва водо­родных мостиков и побочных ва­лентных связей белковых спиралей происходит развертывание белко­вых частиц, протекает при темпе­ратуре 80 оС в течение 20-30 мин, при 85°С - 5-20, при 90°С - 1,5-6,5 мин. Вторая, заключающаяся в агрегировании частиц белка в ре­зультате формирования новых во­дородных связей и дисульфидных мостиков, происходит при 90 °С в течение 1,5-6,5 мин, при 95 °С -1-5,5, при 100°С - 1-4 мин, при 112 °С - 40 с - 2,5 мин.

Увеличение концентрации СБ приводит к увеличению скорости де­натурации. На последнюю оказыва­ют влияние также другие факторы. Например, увеличение концентра­ции лактозы замедляет денатурацию, особенно при температурах, мень­ших 90 °С; обработка сверхвысоким давлением, понижение рН усили­вают денатурацию.

В нагретом молоке при величине рН более 6,8 в диапазоне температур 90—140 °С денатурированные (полимеризованные и агрегированные) СБ осаждаются на мицеллы казеина с об­разованием комплекса с к-казеином, в основном за счет —S—S-связей че­рез свои цистеин-тиоловые группы, а также за счет гидрофобных взаимо­действий и кальциевых мостиков. При рН менее 6,8 они осаждаются в межмицеллярную жидкость.

Денатурированный b-лактоглобулин и неорганический фосфат кальция осаждаются на гидрофобные участки мицелл казеина, что ведет к их укрупнению с образованием так называемых «шипов» или волокни­стых отростков с иррегулярной структурой. Это показывает изучение методом электронной микроскопии казеиновых мицелл, выделенных из молока, подвергнутого нагреванию при 95 и 121,7 °С в течение 15 мин.

В процессе ферментации казеи­новые мицеллы образуют флокулы путем прикрепления частицы к час­тице. Наблюдаемая расплывчатая микроструктура соответствует низ­кой вязкости и прочности геля. Более интенсивное тепловое воздействие приводит к началу преципитации a-лактоальбумина, который покры­вает слой b-лактоглобулина и запол­няет пробелы. Количество a-лак­тоальбумина, присутствующего на казеиновой мицеллярной поверх­ности, зависит от интенсивности теплового процесса. Мицеллярная поверхность казеина становится более сглаженной и гидрофобной. При ферментации мицеллы «сра­стаются», образуя компактную, плотную структуру, в результате чего улучшается текстура геля, увеличиваются его вязкость и влагоудерживающая способность.

Отмечено, что с повышением тем­пературы пастеризации с 63 до 90°С эффективная вязкость неразрушен­ной структуры кисломолочного сгу­стка повышается в 4 раза, релаксаци­онная вязкость — более чем в 2 раза, увеличивается предельное напряже­ние сдвига, условно-мгновенный мо­дуль упругости возрастает в 3,5 раза, интенсивность отделения сыворотки уменьшается в 2 раза. Параллельно увеличивается удельный вес струк­турных связей конденсационного типа, необратимо разрушающихся, т. е. количество структур с выражен­ными тиксотропными свойствами уменьшается с повышением тем­пературы пастеризации. Видимо, коагуляциейные контакты между частицами дисперсной фазы заме­няются более прочными фазовыми контактами. С увеличением про­должительности выдержки молока при 80 °С до 30 мин возрастают эффективная вязкость на 1,9 Па×с, предельное напряжение сдвига - на 40 Па, нарастает количество неразрушающихся связей в сгустке.

Установлено, что прочность сгуст­ка повышается с ростом темпера­туры до 125 °С, затем она начинает понижаться. Чрезмерно жесткая и длительная тепловая обработка вызывает более глубокие денатурационные изменения казеина, приводящие к гидрофобизации поверхности раздела мицелла-плазма молока и, как следствие, к их значительному укрупнению вплоть до хлопьеобразования, что за­трудняет образование сплошной структуры при кислотной коагуляции. Степень тепловой денатурации СБ, по данным ряда зарубежных ав­торов, при 85 °С с выдержкой 5 мин составляет 75 %, 15 мин — 80-85, 20-30 мин - 85-90 %; при 90 °С с выдержкой 5-15 мин — 85-90 %; при 90-95 °С с выдержкой 2 мин –70-75 %; при 90-95 °С с выдержкой 10 мин - 85-95 %; при 95 °С с вы­держкой 10 мин — 90-95 %; при 93-95 °С с выдержкой 15 мин — 90-95 %; при 130 °С с выдержкойс — 70-80 %; при 140-150 °С с выдержкой 2-4 с и при 110-135 °С с выдержкой несколько секунд — менее 75 %.

Для улучшения консистенции КМН рекомендуется проводить тепловую обработку до достижения степени денатурации СБ 70-99 %. Причем отмечается, что чем больше степень их денатурации, тем значи­тельнее эффект. Необходимо прини­мать во внимание, что содержание сухих веществ, или добавление ста­билизаторов, или использование вяз­ких заквасок могут иметь большее значение, чем тепловая денатурация СБ. Поэтому температурно-временные режимы тепловой обработки должны быть согласованы с содер­жанием в молоке сухих веществ. При массовой доле в молоке до 9,5-12 % сухих веществ требуется бо­лее интенсивная денатурация СБ - до 90-99 %. Это наблюдается при температуре 95 °С с выдержкой 5 мин или при 80—85 °С с выдержкой 20-30 мин. Увеличение продолжитель­ности выдержки более чем это не­обходимо для денатурации 99 % СБ не вызывает улучшения консистен­ции геля. Для молока с содержанием сухих веществ выше 14 % и особенно выше 20 % достаточна денатурация 70—75 % СБ, что достигается при тем­пературе 85 °С с выдержкой 5 мин; при 90 °С с выдержкой 2—3 мин, при 90—95 °С с выдержкой 1-2 мин или при 130-150 °С с выдержкой 2-4 с. Достаточно прочный сгусток образуется при пастеризации моло­ка при 80 °С с выдержкой 30 мин, при 85 °С – 10, при 90 °С - 5, при 95 °С - 2 мин.

В условиях промышленного про­изводства КМН применяют следу­ющие режимы тепловой обработки: в РФ - 85-87°С с выдержкой 10-15 мин или 90-94оС с выдержкой 2-8 мин (выдержка может быть увеличена до 25 мин); за рубе­жом — 85-95 °С с выдержкой от 5 до 30 мин; 110-135°С с выдержкой несколько секунд или 140-150 °С -2-4 с; 130-140°С - 15-45 с.

Гомогенизация молока

Другим значительным фактором, влияющим на консистенцию кисло­молочного сгустка, является дис­персность и физическое состояние жировой фазы молока. Повышение дисперсности жировой эмульсии способствует улучшению CMC кисломолочного сгустка.

Диспергирование жировых ша­риков (гомогенизация) достигается воздействием значительного внешне­го усилия, вызываемого перепадом давления, ультразвуковой, высоко­частотной электрической обработ­кой и т. д. В промышленном произ­водстве КМН применяется главным образом гомогенизация в клапанных гомогенизаторах под действием высокого давления.

При гомогенизации возрастает отношение поверхности жировых шариков к объему. Имеющихся в молоке оболочечных веществ не­достаточно, чтобы покрыть всю поверхность вновь образовавшихся жировых шариков. Поэтому на ней происходит адсорбция поверхност­но-активных компонентов плазмы, и оболочки жировых шариков гомогенизированного молока от­личаются по составу от таковых негомогенизированного молока. Исследования оболочечного белка негомогенизированного молока показывают наличие одного белко­вого глобулиноподобного компонен­та, тогда как в оболочке жировых шариков гомогенизированного мо­лока обнаружены главным образом казеин (3/4 поверхности), а также a-лактоальбумин и измененный лактоглобулин (1/4 поверхности).

Таким образом, часть белков плазмы молока перераспределяется на поверхность жировых шариков. Во время гомогенизации меняются не только состав, но и физические свойства их оболочек, жировые ша­рики гомогенизированного молока можно рассматривать как своеоб­разные комплексы белок-жир по свойствам, приближающимся к крупным казеиновым мицеллам. Белковые вещества оболочек жиро­вых шариков включаются в структурообразование кисломолочного сгустка. Жировые шарики служат как бы узлами структурной сетки и повышают ее прочность. При этом в готовом продукте не наблюдается отстоя жира, снижается при хранении отделение сыворотки, увеличивается в 1,5-2 раза вязкость КМН из гомо­генизированного молока. По данным Л. А.. Милютиной, наивысшая вязкость сгустка наблюдается при давлении гомогенизации молока 17,5 МПа. Минимальное давление, обеспе­чивающее хорошую консистенцию продукта — 12,5 МПа.

По данным разных авторов, средний диаметр жировых шариков в молоке, гомогенизированном при 10 МПа, составляет от 1,23 до 1,91 мкм, соот­ветственно при 15 МПа — от 0,99 до 1,38 мкм, при 17,5 МПа — от 0,92 до 1,08, при 20 МПа - от 0,69 до 0,89 мкм. При повышении давле­ния уменьшается не только средний диаметр жировых шариков, но и ши­рота их распределения по размерам.

Эффективность процесса гомо­генизации зависит от температуры молока. Установлено, что при темпе­ратуре ниже 50 °С эффективность гомогенизации снижается, увели­чивается отстаивание сливок. Опти­мально — 55—70 оС. При более высо­ких температурах эффективность меняется незначительно, но воз­можно образование осадка белков в гомогенизаторе. Отмечается также, что дисперсность молочного жира при гомогенизации после пастери­зации выше, чем при осуществ­лении процесса до пастеризации при тех же режимах.

На эффективность гомогениза­ции кроме давления, температуры, конструкции и состояния гомогени­зирующей насадки влияют содержа­ние и свойства веществ, образу­ющих оболочку жировых шариков, а также кислотность. При рН ниже 6,6 свойства гомогенизированного продукта значительно ухудшаются.

Применение одно - или двухсту­пенчатой гомогенизации зависит от содержания жира в молоке. Двух­ступенчатая гомогенизация приме­няется для высокожирных молочных продуктов (свыше 10 % жира) с боль­шим перепадом давления (7,5-10 МПа) между ступенями.

Гомогенизация непосредственно влияет на жировую фазу молока. Белки подвергаются наиболее зна­чительным конформационным из­менениям только под косвенным воздействием процесса под влия­нием молекулярных сил на границе раздела жир—плазма. Менее значи­тельно влияние прямого воздейст­вия гомогенизации и температуры. В процессе гомогенизации молока только при высоких давлениях (свы­ше 30 МПа) отмечены химические изменения молочного белка.

Обработка молока в гомогенизато­рах высокого давления в диапазоне от 100 до 800 МПа рассматривается рядом зарубежных исследователей как альтернатива тепловой обра­ботке. Гомогенизация при 15 МПа вызывает изменение функциональ­ных свойств многих белков с по­следующим улучшением текстуры, влагоудерживающей способности и органолептики кисломолочных продуктов.

Гомогенизация молока в сочетании с тепловой обработкой способствует усилению влияния на консистенцию сквашенного продукта по сравнению с одной гомогенизацией.

Ее режимы рекомендуется выби­рать в зависимости от содержания сухих веществ (СВ) молока. Для мо­лока с содержанием СВ 9,5—12 %, СОМО (сухой обезжиренный молоч­ный остаток) — 8 % рекомендуется давление 15—22 МПа при темпера­туре 55—65 °С или максимум 30 МПа и 90 °С; при содержании СВ 12 и более 14 %, СОМО - 8,5-11 % -8-10 МПа при 40-50 °С.

В промышленном производстве КМН в основном применяют следу­ющие режимы гомогенизации моло­ка: в РФ - 12,5-17,5 МПа, 55-85 °С (перед пастеризацией); за рубежом -15-17 МПа, 20, 25 МПа, 55-65 °С (до и после пастеризации).

Перемешивание, охлаждение молочно-белкового сгустка

Качество кисломолочного про­дукта во многом зависит от своевре­менности прекращения процесса сквашивания, начала перемешива­ния и условий охлаждения. Правиль­ная оценка свойств сгустка и точное определение момента его готовно­сти перед перемешиванием пред­ставляют особую важность. Обыч­но их устанавливают визуально по получению достаточно проч­ного сгустка, а также по вязкости и кислотности.

Перемешивание кисломолочно­го сгустка в интервале рН 5,1—4,7 вызывает ухудшение текстуры, при­водит к низковязкому, неоднород­ному, с повышенной тенденцией к синерезису готовому продукту.

Перемешивание при рН выше 4,5 сводит к нулю влияние всех других факторов предшествующей техно­логической обработки, призванных улучшить CMC продукта. Переме­шивание при рН ниже 4,5 приводит к увеличению вязкости в готовом продукте в 1,5 раза по сравнению с вязкостью продукта, перемешан­ного при рН 5,1—4,9. Рекомендуется начинать перемешивание сгустка при рН 4,5—4,3, когда сгусток при­обретает достаточную прочность.

Своевременное охлаждение поз­воляет избежать перекисания про­дукта и связанного с ним ухудшения органолептических, реологических и синеретических свойств. Поэтому его начинают при рН выше 4,5 без перемешивания.

Известно, что молочный сгусток способен набухать и уплотняться, когда остается ненарушенным при охлаждении. В связи с этим процесс охлаждения проводят в два этапа. Первый осуществляется в резервуа­ре для сквашивания до температуры 20—25 °С для замедления или оста­новки дальнейшего нарастания кис­лотности. При этом скорость переме­шивания не должна быть более чем 48 об/мин с целью минимального повреждения сгустка. Затем сгусток перекачивают, используя насосы с минимально возможным давлени­ем, для розлива в потребительскую упаковку. Скорость движения про­дукта в насосе — не более 0,01 м/с. Течение его по трубам должно быть ламинарным со скоростью не более 0,6 м/с. Фруктовые наполнители в продукт вносят непосредственно в резервуар или в потоке, используя специальные насосы-дозаторы.

Второй этап охлаждения про­исходит в холодильной камере. Во время медленного охлаждения от 25 до 5 °С формируется конеч­ная структура КМН и значительно возрастает их вязкость.

Для охлаждения сгустка можно использовать охлаждающую техни­ку. При этом степень воздействия на сгусток имеет большое влияние на вязкость конечного продукта. Если его сильно перемешивать при низкой температуре, то текстура не восста­новится в значительной степени.

Указанные факторы широко применяются в технологии производства КМН с целью обеспечения необходимой консистенции.

Состав заквасок

На реологические показатели кисломолочных про­дуктов оказывают определенное влия­ние состав и свойства заквасок. Молочно­кислые микроорга­низмы в зависимости от вида образуют при сквашивании молока сгустки с различ­ными типами кон­систенции: колющиеся, более вязкие, с различной степенью тя­гучести.

Для кисломолочных напитков (КМН), вырабатываемых резервуарным способом, когда происходит перемешивание готового сгустка, и поэтому нуждающихся в особом подходе, требуются: достаточно вы­сокая его вязкость после сквашива­ния; умеренная степень разрушения при перемешивании; способность в максимальной степени восстанав­ливать структуру после перемеши­вания; способность при хранении удерживать сыворотку. Структури­рованные системы, возникающие в молоке при выработке КМН, содер­жат как необратимо разрушающиеся связи конденсационного типа боль­шой прочности, придающие струк­туре упругохрупкие свойства, так и тиксотропнообратимые связи коагуляционного типа небольшой прочности, придающие эластич­ность и пластичность. Для КМН, вырабатываемых резервуарным спо­собом, приобретает большое зна­чение количество образующихся связей тиксотропного характера.

В результатах многих исследова­ний прослеживается тесная взаимо­связь между прочностью сгустка, степенью его восстановления после разрушения, другими CMC про­дукта, влагоудерживающей способ­ностью и составом бактериальной закваски, условиями развития ее ми­крофлоры, скоростью накопления молочной кислоты, а также неко­торыми другими факторами. Использование закваски, способ­ной активно и стабильно скваши­вать молоко и даже в незначитель­ной степени образовывать слизь, содействует улучшению реологи­ческих показателей КМН. Культуры Lact. lactis (subsp. lactis, biovar diacetilactis, subsp. cremoris), Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, str. salivarius subsp. thermophilus способны образовывать внеклеточные поли­меры, являющиеся углеводбелковыми комплексами, в состав углеводной части которых входят глюкоза, галактоза, рамноза, бел­ковой части — ряд аминокислот. Применение таких заквасок, подоб­ранных по способности ее микро­флоры вырабатывать внеклеточные полимеры, обеспечивает значитель­ное улучшение качества КМН.

Основываясь на комплексных исследованиях химического состава и реологических свойств, предпола­гается, что повышение эластично­сти сгустка, образованного вязкими штаммами, связано с включением прослоек экзополисахаридов в ка­зеиновые матрицы с увеличением, таким образом, расстояния между казеиновыми мицеллами, которое, в свою очередь, приводит к повы­шению водоудерживающей способ­ности и мягкой текстуре.

Повышение вязкости кисломо­лочного сгустка, образованного культурами микроорганизмов, вырабатывающими полисахариды, связано с образованием сети бел­ковых цепей и полисахаридов. Чем обширнее, разветвленнее эта сеть, тем вязкость выше.

При выборе заквасок учитывают также способ производства КМН. При выработке КМН резерву­арным способом рекомендуется применять закваски вязкого типа с пониженной тенденцией к сине-резису. Закваски, образующие сгу­стки с хорошей влагоудерживающей способностью, не должны выделять более 2,5 мл/10 мл сыворотки после центрифугирования при факторе разделения F= 1000 в течение 5 мин.

Температура культивирования за­квасок также влияет на консистенцию сгустка. Оптимальными темпера­турами сквашивания заквасок с использованием Str. thermophilus и Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus явля­ются 40-45 °С. Однако снижение тем­пературы сквашивания до 32 °С спо­собствовало получению продукта, характеризующегося более выражен­ной стабильностью консистенции.

В промышленном производстве применяют следующие режимы сквашивания КМН при использо­вании закваски, состоящей из Str. thermophilus и Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus: в РФ - 40-42оС, 3-4 ч, 3-5 % закваски; за рубежом - 37-46°С, 2-6 ч, 0,01-8 % (чаще 2-3 %) закваски или 30-32 °С, 8-18 ч, 0,01-1 % закваски.

Состав молока (содержание сухих веществ, уровень белка)

На консистенцию кисломолоч­ных гелей существенное влияние оказывает содержание в молоке сухих веществ или уровень белка. Особенно большое значение это имеет для нежирных и низкожир­ных продуктов, поскольку это прак­тически основной фактор, опреде­ляющий качество структуры и ее стабильность.

Повышение СОМО в молоке спо­собствует увеличению количества контактов и более интенсивному проявлению сил взаимодействия между частицами коагулирующего казеина на единицу объема дисперсионной среды. Это приводит к заметному увеличению вязкости продукта. Добавление к молоку до 2-4 % сухих веществ вызывает улучшение плотности йогурта и снижение тенденции к синерезису во время хранения.

Исследования показали, что вяз­кость кислотного сгустка повыша­ется при увеличении содержания СОМО до 18-20 %. Этой концентра­ции соответствует экстремальная точка вязкости. При СОМО, рав­ном 26 %, не было получено сгустка со сплошной структурой, образо­вывались лишь хлопья. Причина - повышение концентрации ионов кальция. После достижения их опре­деленной концентрации декальци-нирование под воздействием ионов водорода прекращается, и кислот­ный сгусток не образуется.

Количество добавляемого сухого или сгущенного молока для повыше­ния сухих веществ нельзя однозначно установить с точки зрения обеспе­чения желаемой консистенции или количества белка в продукте. Кон­систенция в первую очередь обус­ловливается влиянием на вкусовые достоинства КМН, их однородность. Предпочтительнее проводить норма­лизацию смеси до содержания СОМО не более 11-12 % во избежание дефектов вкуса. Для увеличения сухих веществ в молоке использу­ют также подсгущение (до 14-15% СВ), ультрафильтрацию (до 12 % СВ и 5% белка), обрат­ный осмос (до 14-15 % СВ).

Получение йогурта из молока, в которое вносят до 1,4 % сыворо­точных белков (СБ), выделенных ультрафильтрацией, в значительной степени способствует улучшению консистенции продукта.

Существует несколько видов молочно-белковых концентратов (МБК) - казеинаты, копреципитаты (концентраты, состоящие из казеина и сывороточных белков), концентраты сывороточного белка (КСБ), используемых для увеличе­ния содержания белка в исходном молоке.

Воздействие добавок, содержа­щих разные типы молочного белка, на реологические и синеретические свойства кисломолочного сгустка различно. Комплексные исследо­вания йогурта, выработанного с двумя основными типами молоч­ных белков — казеином (сухое обез­жиренное молоко, казеинат натрия, белковый концентрат, полученный ультрафильтрацией) и сывороточ­ными белками, полученными элек­тродиализом, ионным обменом и ультрафильтрацией, — показали, что различия в прочности и способ­ности к синерезису коррелируют с различиями в микроструктуре. Йогурт, приготовленный с казеином, был более прочным и с меньшим синерезисом. Микроструктура со­стояла из очень крупных мицелл, плотно, тесно спаянных между со­бой. Образец с сухим обезжиренным молоком имел некоторое отличие в микроструктуре: мицеллы более мелкие и соединены в цепи, связан­ные короткими тонкими звеньями. Йогурт, приготовленный с различ­ными КСБ, был в основном менее прочным, наблюдался больший синерезис. Микроструктура его со­стояла из индивидуальных мицелл, окруженных мелкими частицами флокулированного белка.

Установлено, что использование казеината натрия в производстве КМН способствует значительному повышению их вязкостных по­казателей и упругости. Добавле­ние его в количестве 1 % приводит к повышению релаксационной вязкости сгустка в 2,5 раза, модулей упругости - более чем в 2 раза. Ре­зультаты органолептической оцен­ки показывают, что внесение более 1 % казеината натрия вызывает по­явление специфического привкуса. Наилучшие органолептические по­казатели получены при добавлении его в количестве 0,7 %. В этом слу­чае вязкость полностью разрушен­ной структуры повышалась в 2 раза, была выше также механическая стабильность продукта, уменьшалась интенсивность отделения сыворотки. Однако удельный весь структурных связей, обладающих тиксотропными свойствами, был ниже на 20 %. При увеличении концентрации ка­зеината натрия наблюдалось увели­чение синерезиса и при добавлении 1 % белка был его максимум, при­чем синерезис наблюдался даже больше, чем у контрольных образ­цов, что не увязывалось с характе­ром изменения вязкости сгустка.

Для повышения содержания белка в КМН и улучшения или мо­дификации консистенции могут быть использованы концентраты сывороточных белков (КСБ). В этой области наиболее известны иссле­дования и белковые микрокапсулированные добавки фирм DMV International (Нидерланды), The Nutra-Sweet Kelko Co. (Великобри­тания) и др. Они содержат 51-85 % белка и рекомендуются для улучшения вязкости, повышения стабильности структуры КМН или ее модифика­ции (придание мягкости, однород­ности) при производстве йогуртов с пробиотическими культурами.

Для достижения такой же вязко­сти КМН, как и при добавлении су­хого обезжиренного молока, требу­ется внесение большего количества КСБ. В отличие от казеината натрия КСБ стабильнее снижают риск сине­резиса в готовом продукте. Добавле­ние их в молоко в количестве 5-6,5 % от общего содержания белка в мо­локе способствовало улучшению органолептических свойств. Приме­нение больших доз вызывало сни­жение плотности сгустка и ухудше­ние органолептических показателей.

Для повышения уровня белка в молоке используют также соевый белок. Оптимальное качество сгуст­ка получено при добавлении 2 % соевого белкового концентрата.

Отмечается, что повышение концентрации сухих веществ в сквашиваемом молоке, добавление казеината натрия, копреципитата термокальциевого осаждения сти­мулирует развитие заквасочной микрофлоры, повышение ее био­химической активности.

Несмотря на достижения в про­изводстве и применении МБК нор­мализация состава кисломолочных продуктов по белку в основном осу­ществляется путем добавления сухо­го или сгущенного молока, а также подсгущением молочного сырья пе­ред сквашиванием. Технические ре­шения, подобные ультрафильтрации и обратному осмосу, требуют значи­тельных капитальных вложений.

Применение сухого или сгущен­ного молока для повышения содер­жания СОМО в КМН имеет также ряд ограничений, уменьшающих гибкость в управлении качеством готового продукта.

Значительное повышение со­держания СОМО, необходимое для улучшения CMC, влечет за со­бой увеличение содержания лактозы, минеральных веществ, кислотности в молоке. Усиливается риск получе­ния неоднородной, крупитчатой консистенции, ухудшения органо­лептических показателей КМН. Ухудшаются технологические ка­чества молока: снижается его тер­мостойкость, повышаются вязкость и адгезия и вследствие этого ухуд­шаются условия работы техноло­гического оборудования (теплооб­менников, гомогенизаторов и др.). Повышаются стоимостные показа­тели продукта. Кроме того, отмеча­ется, что повышение содержания СОМО мало меняет тиксотропность системы, которая имеет большое значение при резервуарном способе производства КМН.

Регулирование CMC кисломолоч­ных напитков с помощью таких средств, как подбор режимов тех­нологической обработки, заквасок, повышение содержания сухих ве­ществ в молоке, не оказывает доста­точного влияния при их крупнотон­нажном производстве резервуарным способом.

Поиск других путей улучшения и стабилизации консистенции КМН показал, что использование компо­нентов немолочного происхождения, в частности загустителей и стабили­заторов, оказывает значительное влияние на их CMC. Поэтому представляет интерес рассмотреть степень влияния стабилизаторов, загустителей на формирование кон­систенции этих напитков.

Для улучшения консистенции КМН (в основном йогурта) и повышения их стойкости в хранении часто используют стабилизирующие добав­ки (гидроколлоиды) растительного и живот­ного происхождения.

Основной стандарт идентификации сквашенного молока 163:1992 ММФ допус­кает в качестве необязательных при­менение следующих веществ, изме­няющих структуру кисломолочных продуктов: агар-агара, каррагинана, гуаровой смолы, камеди рожкового дерева — не более 5 г/кг, натрийкарбоксиметил-целлюлозы (одну или в комбинации), натриевых, калие­вых или кальциевых альгинатов, ксантановой смолы, модифициро­ванных крахмалов, разрешенных Codex Alimentarius (т. XI), — не более 10 г/кг, желатина, пектина, крах­малов нативных (в необходимых количествах).

Комиссия по Codex Alimentarius выделяет следующие функциональ­ные классы пищевых добавок подоб­ного рода: гелеобразователи (gelling agent) — текстурируют пищу путем образования геля; стабилизаторы (stabilizer) — позволяют сохранить однородную смесь (связующие, влагоудерживающие вещества, уплотнители, стабилизаторы пены); загустители (thickener) — повышают вязкость пищевых веществ (загусти­тели, текстураторы); поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частно­сти эмульгаторы и пенообразователи.

Загустители образуют с водой вы­соковязкие растворы, студне-, геле­образователи — гели. При этом одни и те же вещества могут выполнять роль как загустителя, так и геле - или студнеобразователя, в зависимости от концентрации или других факторов.

В химическом отношении ста­билизаторы представляют собой полисахариды или белки (желатин). По происхождению различают на­туральные гидроколлоиды живот­ного (желатин) и растительного про­исхождения (пектин, альгинаты, агар и агароиды, каррагинан, камеди, нативные крахмалы и т. д.) и полу­чаемые искусственно, в том числе из природных объектов (гидроксиметилцеллюлоза, натрийкарбоксиметилцеллюлоза, микрокристалли­ческая целлюлоза, модифицирован­ные крахмалы).

Вещества природного происхож­дения, являющиеся, как правило, пищевыми компонентами или полу­ченные из растений, употребляемых в пищу, относительно безвредны для человека. Они имеют различную пищевую ценность. Так, желатин, нативные крахмалы обладают зна­чительной пищевой ценностью и полностью усваиваются организ­мом, пектин — примерно только на 12 %. Пектин, агар, альгинаты, кар­рагинан, некоторые камеди, метилцеллюлоза с гигиенической точки зрения абсолютно безвредны как практически неметаболизируемые вещества, полностью выводящиеся из организма. Пектин и альгинат применяют в продуктах функцио­нального назначения в качестве ле­чебно-профилактических добавок.

Вещества, получаемые искусст­венно, как правило, имеют огра­ничения к применению. Так, среди модифицированных крахмалов, Комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ рекомендовал применять только ферментно об­работанные крахмалы. К другим видам химически обработанных крахмалов должны предъявляться более высокие в гигиеническом аспекте требования и проявляться повышенная осторожность в от­ношении их выбора и концент­рации. Отмечено, что некоторые модифицированные крахмалы (кар­тофельный желирующий марки Б, кукурузный фосфатный) вызывают снижение пищевой ценности про­дукта по сравнению с натуральными. В нашей стране разрешено исполь­зование только окисленного и диальдегидного модифицированного крахмала.

Для улучшения и стабилизации консистенции КМН применяют как отдельные гидроколлоиды, так и их смеси. При использовании смесей некоторых гидроколлоидов, проявляющих различные функцио­нальные свойства, отмечается си­нергизм их действия. Применение отдельных стабилизаторов имеет свои недостатки. Это могут быть, например, реакции, вызывающие выпадение в осадок белков. Исполь­зование уравновешенных смесей позволяет избежать отрицательных эффектов. В последнее время раз­личными фирмами разработано большое количество стабилизаторов и стабилизирующих систем, пред­ставляющих собой специально по­добранные смеси гидроколлоидов и имеющих законодательное разре­шение. При разработке оптималь­ной стабилизирующей, гелеобразующей системы используют методы компьютерного моделирования, основывающиеся на тщательном реологическом и сенсорном анализе текстуры. По количеству компонен­тов стабилизаторы для КМН можно подразделить на одно-, двух - и мно­гокомпонентные. Все коммерческие стабилизаторы стандартизируются по желирующей способности в стан­дартном молочном геле путем добав­ления различных сахаров - наполнителей (лактозы, глюкозы, декстрозы и т. д.), иногда в их состав включа­ются эмульгирующие вещества.

Стабилизаторы, применяемые для стабилизации и улучшения конси­стенции КМН, относящиеся к гид­роколлоидам, содержат гидрофиль­ные группы, с которыми вступает во взаимодействие вода. У гелеобразователей (пектина, каррагинана и т. д.) возможно обменное взаимодействие с неорганическими ионами, в осо­бенности с ионами водорода и каль­ция, с меньшими органическими молекулами, например ионо - или олигосахаридами и т. п. Например, молекулы низкометоксилированного пектина взаимодействуют между собой за счет свободных карбоксиль­ных групп, связываемых Са-ионами в прочный каркас. Такие студни называются ионносвязанными. Высокометоксилированный пектин образует студень за счет побочной валентности, т. е. водородных связей при участии недиссоциированных свободных карбоксильных групп. Эффективная стабилизация продук­та пектином наблюдается при рН около 4,0. Уменьшение рН на 0,5 приводит к резкому снижению ста­билизирующего эффекта. Пектин, как и каппа-каррагинан, относится к группе молочно-активных полиме­ров. Эффект стабилизации проявля­ется путем образования дополнитель­ных связей между биополимерами в системе белок—полисахариды, т. е. желирующий эффект усиливается в результате дополнительного взаимо­действия с молочными белками. Каррагинан в отличие от пектинов способен образовывать комплексы с отрицательно заряженными моле­кулами казеина также в отсутствие ионов кальция. Пектин и каррагинан проявляют свойства желеобразователей. Каррагинан, кроме того, явля­ется загустителем.

Желатин применяется как гелеобразователь. Самое важное его функ­циональное свойство — образование высокоэластичного термообрати­мого геля с точкой плавления, на­ходящейся в пределах уровня тем­пературы тела (менее 37 °С), ниже, чем у пектина, каррагинана, агара, дающих более хрупкие и менее эла­стичные гели. Эти свойства позво­ляют получать продукты с мягкой текстурой и более полными, выра­женными вкусовыми ощущениями вследствие быстрого проявления аромата и вкуса. Гели желатина фор­мируются за счет связей различной природы (водородных, гидрофоб­ных, электростатических). Темпера­тура играет важную роль в процессе его гелеобразования. При колебани­ях изменяются число либо природа связей, возникающих при контакте между частицами. Анализ темпера­тур плавления гелей желатина разных концентраций показал, что в низко­концентрированном геле все боль­шую роль приобретают гидрофоб­ные взаимодействия и температура, необходимая для его образования. При этом его прочность возрастает. На температуру плавления и проч­ность геля желатина в диапазоне концентраций от 1 до 20 г/100 мл оказывает влияние рН. При откло­нении рН в кислую или щелочную сторону энтальпия гелеобразования несколько выше. По-видимому, для образования структуры одно­именно заряженными макромоле­кулами необходимо больше энергии на моль контактов. Исследование развития трехмерной пространст­венной структуры гелей желатина по измерению предельного напряже­ния сдвига показало, что процесс ге­леобразования — кинетический, раз­вивающийся во времени. Нараста­ние прочности структуры при раз­рушении на разных этапах ее форми­рования свидетельствует о том, что в образовании гелей желатина участ­вуют различные связи. Необратимо разрушающиеся водородные связи возникают только в процессе спи­ральных конформаций макромоле­кул желатина. Эти связи и определя­ют в основном прочность 1 %-ного геля желатина. Гидрофобные взаи­модействия тоже вносят свой вклад в структурно-механические свойст­ва геля, хотя этот вклад в прочность структуры меньше, но он обеспечи­вает тиксотропность геля. Гели жела­тина с концентрацией до 3 г/100 мл частично тиксотропны. В них необ­ходимо различать два типа структур: конденсационные, возникающие при охлаждении горячего раствора путем образования водородных свя­зей между агрегатами макромолекул, и коагуляционные, возникающие после механического разрушения первоначальной конденсационной структуры. Образующаяся при вос­становлении коагуляционная струк­тура вполне тиксотропна, т. е. ее прочность обратимо восстанавлива­ется после любого числа последова­тельных механических разрушений. Ее прочность обусловливается гид­рофобными взаимодействиями меж­ду неполярными участками агрегатов макромолекул. Прочность геля жела­тина возрастает прямо пропорцио­нально квадрату его концентрации и обратно пропорционально темпера­туре. Вязкость увеличивается почти экспоненциально по мере увеличе­ния концентрации желатина. Такой же характер носит ее изменение по мере снижения температуры.

Камеди (смолы) при довольно низкой концентрации (0,1-1 %) об­разуют в воде вязкие растворы с псев­допластическим поведением, про­являют свойства эффективных загу­стителей и стабилизаторов в много­фазных смесях. Растворы камедей устойчивы к небольшим сдвиговым напряжениям, имеют высокую тик­сотропность. Вязкость растворов при невысоких температурах меняется незначительно. При нагревании от 20 до 40 °С она снижается примерно на 2%,от 20 до 80°С - на 14%.Ксантановая камедь — анионный полимер, не всегда может быть совместима с катионами. Ксантан устойчив к действию кислот и щелочей, высо­ких температур, совместим с другими загустителями и гелеобразователями и проявляет синергетический эффект в комбинации с гуаровой камедью, камедью рожкового дерева, агаром, каррагинаном, карбоксиметилцеллюлозой. В кислой среде камеди (гелановая, ксантановая) использу­ют для формирования геля ионы кальция, в результате его прочность увеличивается. Вязкость растворов повышается с течением времени (до 24 ч), т. е. происходит набухание. Ее оптимум наблюдается при рН 8,0, при отклонении рН в ту или другую сторону вязкость снижается.

Альгинаты и агар проявляют по­хожие свойства. Кроме загущения и стабилизации обладают также желирующей способностью. На ре­ологические свойства гелей большое влияние оказывают ионы кальция. В сочетании с Са++ они способны образовывать плотное желе при низ­ких концентрациях. Альгинат каль­ция обладает мощной сорбирующей способностью по отношению к солям тяжелых металлов и радионуклидам.

Производные целлюлозы — загус­тители, стабилизаторы, эмульгато­ры — образуют в воде растворы, вяз­кость которых зависит от степени полимеризации. Растворы псевдо­пластичны, тиксотроны, стабильны в широком диапазоне рН. Их вязкость зависит от температуры. При нагрева­нии от 20 до 60 ° С она уменьшается в 3-5 раз в зависимости от условий нагревания. Взаимодействуют с бел­ками с образованием стабильного комплекса при рН от 3,5 до 5,5. При рН ниже 3,5 комплекс нестабилен и осадок разделяется, выше 6,0 обра­зуется нерастворимый комплекс. Эта реакция зависит от присутствия ионов кальция. Карбоксиметилцеллюлоза, как и другие камеди, в определенных концентрациях и при нейтральном рН обратимо реагирует с протеина­ми молока с отделением сыворотки. Добавление небольшого количества каррагинана вызывает уменьшение или устранение явления разделения.

Нативные крахмалы в зависимо­сти от вида и степени зрелости их источника представляют собой ли­нейный полимер глюкозы - амило­зу или разветвленный полимер - амилопектин, или содержат оба типа структур. Кроме того, в крахмалах кар­тофельных кроме глюкозных остат­ков есть ортофосфаты, образующие конечные группы молекул. Вязкость и прочность желе, полученных фрак­циями с линейной цепью, зависят от молекулярной массы. Крахмалы с высоким содержанием амилопектина (восковые) образуют не прочные желе, а мягкие пасты, склонные боль­ше к текучести, чем к разрыву при приложении растягивающего усилия.

Крахмалы (окисленные, фосфат­ные, гидроксипропиловые), модифи­цированные в результате разнообраз­ных видов воздействия (физического, химического, биологического), от­личаются по степени гидрофильно-сти, способности к клейстеризации и студнеобразованию, образуют клейстеры пониженной вязкости, заданных структур и свойств. Полу­ченные путем специальной обработ­ки, они приобретают повышенную студнеобразующую (окисленный крахмал), а также загущающую, ста­билизирующую и эмульгирующую в системах вода - белок, жир - вода и другие способности. Эта обработка повышает устойчивость этих систем к изменению кислотности среды, действию высоких температур, пере­мешиванию и перекачке. На реологи­ческие свойства клейстеров влияют, кроме вида, дозы крахмала, степень и условия его гидратации (температу­ра, продолжительность нагревания, сдвиговые нагрузки), рН.

Крахмальные зерна при нагревании набухают. При обработке конечный продукт должен содержать макси­мальное количество неповрежденных, полностью набухших гранул крахма­ла. Это обеспечивает оптимальную вязкость, хорошую консистенцию, стабильность в хранении. Гомоге­низация до набухания не приводит к разрушению структуры. При гомоге­низации после клейстеризации есть риск разрушения крахмала, поэтому необходимо использовать высоко­устойчивые модификации. Степень гидратации (разваривания) крахмала повышается с увеличением темпера­туры, длительности выдержки и уси­лия сдвига в определенных пределах.

Крахмалы не взаимодействуют с протеинами молока.

В системах, образованных гидро­коллоидами, вода связывается водо­родными связями и фиксируется трехмерной сеткой, образующейся в результате меж - и внутримолеку­лярных связей между молекулами гидроколлоида и (или) между молеку­лами гидроколлоида и белка, что при­водит к изменению текстуры системы. Смеси растворов белков, а также белков и полисахаридов, каковыми являются стабилизирующие вещест­ва, при переводе их в гелеобразное состояние образуют смешанные или комплексные гели или и те и другие. Смешанные гели состоят из раздель­ных взаимопроникающих непрерыв­ных сеток. Они образуются, когда между компонентами системы от­сутствует взаимодействие. В этом случае ускорение и углубление процессов структурообразования происходит в результате действия эффекта исключенного объема и фактора энергетической несовме­стимости, благодаря которым раст­вор одного гидроколлоида является худшим растворителем для другого гидроколлоида по сравнению с во­дой. Комплексные гели образуются в результате взаимодействия ком­понентов системы. Термотропные комплексные гели возникают при понижении температуры, ионотропные — при изменении ионного состава или рН и взаимодействия с ионами металлов.

Стабилизаторы используют в про­изводстве кисломолочных напитков, в основном йогурта, для предотвра­щения отделения сыворотки, улуч­шения консистенции и вязкости продукта, когда этого нельзя достичь применением адекватных техноло­гических и технических средств.

Стабилизаторы вносят в молоко несколькими путями:

- в сухом виде или в смеси с другими сухими компонентами при интен­сивном перемешивании до полу­чения однородной суспензии;

- в виде паст после предваритель­ного набухания в небольшом количестве молока или воды;

- растворенными в небольшом ко­личестве молока или воды при оп­тимальном перемешивании.

Стабилизаторы могут быть до­бавлены в холодное или подогретое молоко перед пастеризацией, или в горячее молоко после пастериза­ции, или в молочный сгусток после сквашивания. В первом и третьем случаях стабилизаторы холоднорастворимые или набухающие должны быть термоустойчивы и не взаимодействовать с белком, во вто­ром - растворимые при нагревании. Гидроколлоиды, осаждающие белки (камедь рожкового дерева, гуаровая смола, высокометоксилированный пектин, карбоксиметилцеллюлоза и т. д.), добавляют только в сква­шенное молоко.

Стабилизаторы КМН, внесен­ные в необходимых количествах, как правило, не ухудшают их вкус и не влияют на процесс сквашивания, поскольку вносятся до него. В то же время имеется информация, что та­кие стабилизаторы, как альгинат, каррагинан, камедь рожкового де­рева, карбоксиметилцеллюлоза, агар, пектин, в той или иной степени замедляют нарастание кислотности.

Применение стабилизаторов уст­раняет необходимость повышения содержания СОМО в молоке. Они предупреждают агрегацию белка КМН, которая может происходить при добавлении фруктовых напол­нителей, а также при термизации кисломолочного сгустка.

Резюмируя изложенное, следует отметить, что:

- основными факторами, влияющи­ми на консистенцию КМН, явля­ются: химический состав молока; его тепловая обработка; гомо­генизация; свойства закваски;гидромеханическое воздействие на сгусток при перемешивании, охлаждении, перекачивании, розливе; применение веществ, улучшающих структуру готового продукта;

- гидроколлоиды, применяемые для стабилизации КМН, обладают различными функциональными свойствами. Использование их в смесях друг с другом целесообразно для расширения спектра функцио­нальных свойств, а также с целью достижения синергизма их дейст­вия, являющегося дозозависимым;

- на эффективность стабилизации консистенции КМН гидроколлои­дами влияют также такие факторы, как состав и содержание сухих веществ молока, условия струк­турообразования (продолжи­тельность, температура, рН, сдвиговые нагрузки);

- качество текстуры КМН оцени­вают различными способами (органолептическими, реологическими, гистологическими). Для объективной оценки эффек­тивности стабилизации консистенции КМН гидроколлоидами необходим комплексный подход;

- использование стабилизирующих добавок способствует улучшению стойкости КМН в хранении, что позволяет увеличить срок годности последних.

С целью совершенствования резервуарного способа про­изводства кисломолочных напитков путем направлен­ного улучшения и повышения ста­бильности консистенции готовых про­дуктов на протяжении увеличенного срока хранения за счет использования стабилизирующих добавок решались следующие задачи:

- определялись основные параметры технологического процесса, влия­ющие на структурно-механические характеристики (СМХ) кисломо­лочных напитков, вырабатываемых со стабилизаторами-гидроколлоидами;

- устанавливались основные закономерности и обосновывались аналитические зависимости, адек­ватно описывающие выявленную взаимосвязь;

- определялись закономерности из­менения структуры кисломолочных напитков со стабилизирующими добавками в процессе хранения;

- оптимизировались рецептуры и разрабатывались технологические режимы производства кисломолоч­ных напитков, обеспечивающие вы­сокое качество их консистенции, стабильное в течение увеличенного срока хранения.

В качестве стабилизаторов кон­систенции КМН, вырабатываемых резервуарным способом, применяли следующие пищевые гидроколлоиды: гелеобразователь — желатин марки П-7 (РФ); загуститель — крахмал картофельный модифицированный фосфатный (РФ); смеси гелеобразователей и загустителей; лигомм AYS 63 — смесь желатина, низкометоксилированного пектина Е440 (фирма SKW, Франция), гриндстэд SB 251 — смесь желатина, пектина Е440, модифициро­ванного крахмала Е1422, нативного крахмала (фирма «Даниско культур», Дания), палсгаард 5805 — смесь жела­тина, модифицированного крахмала, моно-, диглицеридов Е471 (фирма «Палсгаард индустри», Дания), турризин РМ — смесь желатина, модифи­цированного крахмала Е1422, каррагинана Е407, агар-агара Е406 (фирма «БК Джулини Хеми ГмбХ Ко», Герма­ния), хамульсион SM — смесь желати­на, гуаровой камеди Е412, хамульсион RABB — смесь желатина, гуаровой камеди Е412, модифицированного крахмала (фирма « и Ко», Германия). Выбор данной группы гидроколлоидов обусловлен следу­ющими причинами. Желатин и мо­дифицированный крахмал наиболее дешевы и распространены на мировом рынке (около 50 % продаж). Они вхо­дят в состав практически любой стаби­лизирующей системы и представляют интерес в сравнении с многокомпо­нентными стабилизирующими смеся­ми. Ряд других стабилизаторов, предла­гаемых различными фирмами, давно зарекомендовавшими себя на мировом рынке гидроколлоидов, представляют собой специально подобранные для стабилизации кисломолочных напит­ков смеси двух, трех и более компо­нентов, наиболее распространенных, составленных в различных сочетани­ях, стандартизированных по гелеоб-разующей способности. На основании литературных данных и предваритель­ных исследований выбран диапазон дозы в молочной смеси каждой стаби­лизирующей добавки.

Сравнительную оценку влияния до­зы различных стабилизаторов, оценку основных параметров технологиче­ского процесса и продолжительности хранения на структурно-механические, микробиологические, органолептические, физико-химические характери­стики (СМХ), влагоудерживающую способность готового продукта про­водили на примере кисломолочного напитка «базового» химического со­става. Исследования вели в соответст­вии со стандартизованными, а также прописными методиками.

Основные результаты исследований представлены в табл'ицах 1—8.

Данные сравнительного анализа величины приращения кислотности (, °Т) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стаби­лизаторами и без них, в процессе сквашивания представлены в табл. 1.

Таблица 1

Данные сравнительного анализа величины приращения кислотности (, oT)

в образцах кисломолочного напитка в процессе сквашивания*

№№	Cтабилизатор
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Контроль (без стабилизатора)	83	-	121,5	-	-	-
2	Лигомм AYS 63	75	8	152,5	1,26	137	0,83
3	Желатин П-7	76	7	100,5	1,88	111,0	0,81
4	Гриндстэд SB 251	81	2	70,5	1,72	96	0,25
5	Турризин РМ	77	2	60,5	3,12	124,35	0,22
6	Хамульсион RABB	75	8	14,5	8,38	96	0,25
7	Хамульсион SM	91	8	20,5	5,93	71	1,16
8	Палсгаард 5805	85	2	16,5	7,36	69	0,29
9	Крахмал фосфатный	80	3	6,5	18,7	64	0,46

Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микро­организмов (, КОЕ/см3 продукта) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них, представлены в табл. 2.

Таблица 2

Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микроорганизмов (, КОЕ/см3

продукта) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них*

№№	Стабилизатор	Микроорганизмы
1	2	4	5	6	7	8	9	10
1	Контроль (без стабилизатора)	Str. thermophilus	10ּ108	-	168,8ּ1016	-	-	-
L. del. subsp. bulgar.	3,7ּ106	-	4,1ּ1012	-	-	-
2	Лигомм AYS 63	Str. thermophilus	3,4ּ108	6,6ּ108	10,5ּ1016	16,1	179ּ1016	0,6
L. del. subsp. bulgar.	4ּ106	0,3ּ106	6,75ּ1012	1,65	86,8ּ1012	0,037
3	Крахмал фосфатный	Str. thermophilus	6,5ּ108	3,5ּ108	14,25ּ1016	11,8	91,5ּ1016	0,45
L. del. subsp. bulgar.	4ּ106	0,3ּ106	6,75ּ1012	1,65	5,4ּ1012	0,16
4	Хамульсион RABB	Str. thermophilus	3,5ּ108	6,5ּ108	21,8ּ1016	7,76	95,3ּ1016	0,81
L. del. subsp. bulgar.	4,2ּ106	0,5ּ106	6,1ּ1012	1,48	5,1ּ1012	0,27
5	Желатин П-7	Str. thermophilus	2,6ּ108	7,4ּ108	14,6ּ1016	11,6	91,7ּ1016	0,94
L. del. subsp. bulgar.	5,2ּ106	1,5ּ106	5,6ּ1012	1,37	4,85ּ1012	0,83
6	Хамульсион SM	Str. thermophilus	11,3ּ108	1,3ּ108	56,3ּ1016	2,99	112,6ּ1016	0,15
L. del. subsp. bulgar.	8,7ּ106	5ּ106	14,3ּ1012	3,49	9,2ּ1012	2,01
7	Палсгаард 5805	Str. thermophilus	11ּ108	1ּ108	127,5ּ1016	1,96	86,1ּ1016	0,11
L. del. subsp. bulgar.	4,7ּ106	1ּ106	9,1ּ1012	3,44	14,1ּ1012	0,4
8	Гриндстэд SB 251	Str. thermophilus	8,3ּ108	1,7ּ108	103,05ּ1016	4,52	37,3ּ1016	0,2
L. del. subsp. bulgar.	4,5ּ106	0,8ּ106	3,68ּ1012	1,26	3,25ּ1012	0,51
9	Турризин РМ	Str. thermophilus	3,8ּ108	6,2ּ108	89,1ּ1016	18,0	9,37ּ1016	0,8
L. del. subsp. bulgar.	5,5ּ106	1,8ּ106	5,43ּ1012	1,65	6,75ּ1012	0,94

Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микро­организмов (, КОЕ/см3 продукта) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них, по истечению 21 суток хранения представлены в табл. 3.

Таблица 3

Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микроорганизмов

в образцах кисломолочного напитка по истечению 21 суток их хранения

№№	Стабилизатор	Микроорганизмы
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Контроль (без стабилизатора)	Str. thermophilus	5,3ּ108	-	24,1ּ1016	-	-	-
L. del. subsp. bulgar.	6,3ּ106	-	1,09ּ1012	-	-	-
2	Лигомм AYS 63	Str. thermophilus	5,5ּ108	0,2ּ108	6,75ּ1016	3,57	15,4ּ1016	0,06
L. del. subsp. bulgar.	3,6ּ106	2,7ּ106	9ּ1012	8,26	5,05ּ1012	1,46
3	Крахмал фосфатный	Str. thermophilus	4,2ּ108	0,5ּ108	6,1ּ1016	3,96	15,1ּ1016	0,5
L. del. subsp. bulgar.	6,3ּ106	0	2,9ּ1012	2,65	2ּ1012	0
4	Хамульсион RABB	Str. thermophilus	1,4ּ108	3,9ּ108	1,93ּ1016	12,5	13ּ1016	1,32
L. del. subsp. bulgar.	9ּ106	2,7ּ106	6,33ּ1012	5,8	3,7ּ1012	2,54
5	Желатин П-7	Str. thermophilus	5,5ּ108	0,2ּ108	19,8ּ1016	1,22	22ּ1016	0,05
L. del. subsp. bulgar.	3,2ּ106	3,1ּ106	2,1ּ1012	1,93	1,6ּ1012	2,8
6	Хамульсион SM	Str. thermophilus	5,5ּ108	0,2ּ108	6,75ּ1016	3,57	15,4ּ1016	0,06
L. del. subsp. bulgar.	9ּ106	2,7ּ106	7ּ1012	6,42	4,05ּ1012	1,64
7	Палсгаард 5805	Str. thermophilus	9,7ּ108	4,4ּ108	24,7ּ1016	1,05	25,3ּ1016	1,08
L. del. subsp. bulgar.	4,8ּ106	1,5ּ106	3,89ּ1012	6,14	6,69ּ1012	0,93
8	Гриндстэд SB 251	Str. thermophilus	5ּ108	0,3ּ108	14,05ּ1016	6,03	4ּ1016	0,1
L. del. subsp. bulgar.	7ּ106	0,7ּ106	2,55ּ1012	3,67	4ּ1012	0,53
9	Турризин РМ	Str. thermophilus	3,4ּ108	1,9ּ108	17,32ּ1016	2,29	10,53ּ1016	0,56
L. del. subsp. bulgar.	5,8ּ106	0,5ּ106	13,4ּ1012	13,4	14,6ּ1012	0,22

Данные сравнительного анализа значений эффективной вязкости при единичной скорости сдвига (Во*) кисло­молочных напитков, вырабатываемых со стабилизирующими добавками, при температуре розлива 40¸10°С представлены в табл. 4.

Таблица 4

Значения критерия Стьюдента tоп(Р, f) при температуре розлива сгустка 40 ¸10оС

Стабилизатор	Температура розлива, оС
40	35	30	25	20	15	10
Хамульсион RABB	-	-	-	-	0,32	1,88	4,5
Турризин РМ	-	-	0,035	0,032	0,43	2,19	7,06
Палсгаард 5805	-	0,136	0,326	0,88	2,52	5,13
Гриндстэд SB 251	-	0,16	0,237	0,7	2,2	5,53
Желатин П-7	-	0,33	0,625	2,18	4,19	7,0
Лигомм AYS 63	-	0,47	1,63	3,03	5,15	8,72
Хамульсион SM	-	-	0,28	1,23	2,84	6,13
Контроль (без стабилизатора)	-	-	0,169	0,72	2,48	5,72
Крахмал фосфатный	-	0,07	0,25	0,93	2,93	6,94

________

* Обозначения, приведенные в таблицах 1, 2, 3, 4:

- среднеарифметические значения анализируемых показателей () в сравниваемых образцах

(, где: - число повторностей, - номер повторности опыта);

- разность средних значений анализируемых показателей в сравниваемых образцах

();

- оценка дисперсии единичного результата при числе степеней свободы

(), где: i – номер сравниваемых образцов (I, II);

- критерий оценки однородности дисперсий Фишера ();

- табличное значение критерия Фишера при уровне значимости 0,05 и числе

степеней свободы сравниваемых дисперсий = 2;

- средневзвешенная оценка дисперсии единичного результата

();

- опытное значение критерия Стьюдента ();

- табличное значение критерия Стьюдента при уровне значимости 0,05 и числе

степеней свободы средневзвешенной оценки дисперсии единичного результата .

Критерии органолептической оценки консистенции кисломолочных напитков, вырабатываемых со стаби­лизирующими добавками (шкала балльной органолептической оценки), приведены в табл. 5.

Таблица 5

Шкала балльной органолептической оценки консистенции КМН,

вырабатываемых со стабилизирующими добавками

Балл	Характеристика
5 (очень хорошее качество)	Поверхность глянцевитая, без отделения сыворотки, консистенция – однородная, в меру вязкая, в меру плотная, желеобразная или кремообразная
4 (хорошее качество)	Поверхность глянцевитая, без отделения сыворотки, консистенция – однородная, в меру вязкая, недостаточно плотная или несколько излишне плотная, желеобразная
3 (недостаточно хорошее качество)	Консистенция однородная, допускается незначительное отделение сыворотки (не более 3% от объема продукта), недостаточно вязкая или излишне вязкая, излишне плотная, или неоднородная, хлопьевидная, в меру вязкая
2 (плохое качество)	Консистенция неоднородная, крупитчатая, жидкая, с отделением сыворотки или излишне плотная, «тяжелая», желированная
1 (очень плохое качество)	Консистенция – неоднородная, жидкая, хлопьевидная с отделением сыворотки или грубая, желированная

«Эталонные» значения коэффи­циента эффективной вязкости (Во*) кисломолочных напитков с различ­ной массовой долей жира, выраба­тываемых со стабилизаторами, при­ведены в табл.6.

Таблица 6

Среднестатистические «эталонные» значения Во*, Па×с, кисломолочных

напитков с различной массовой долей жира, вырабатываемых со стабилизаторами

Массовая доля жира, %	нежирный	1,5	2,5	3,5	6	10
Во*, Па×с, при t=12oC	3,1	3,9	4,6	5,0	6,7	7,9

На рисунке показана шкала соот­ветствия коэффициента эффективной вязкости КМН балльной органолеп­тической оценке его консистенции.

 

В табл. 7 отражены среднестатис­тические характеристики образцов кисломолочного напитка «базового» химического состава, выработанных со стабилизаторами, получивших луч­шие органолептические оценки конси­стенции в первый и последний день хранения при температуре продукта 4-6, 11-13, 17-19 °С.

Таблица 7

Среднестатистические характеристики образцов кисломолочного напитка «базового» химического

состава, выработанных со стабилизаторами, получивших лучшие органолептические оценки

консистенции в 1-й и в последний день хранения при температуре продукта 4-6оС, 11-13оС, 17-19оС

Стабилизатор	Доза, кг/кг	Изменение значений Во* в процессе хранения, измеренных при температуре	Полученные балльные органолептические оценки	Среднее значение балльной органолептической оценки	Степень приращения Во*в процессе хранения, ед.
4оС	12оС	18оС
1	2	3	4	5	6	7	8
Турризин РМ	0,012	5,49-7,25	5,02-6,58	3,67-4,84	5,4,5,4,4,5	4,5	1,3
0,014	6,82-8,66	6,21-7,95	4,71-6,08	4,3,4,4,5,4	4,0
Хамульсион SM	0,007	5,35-6,82	4,74-6,00	3,08-3,91	5,4,5,5,4,5	4,7	1,28
0,008	5,95-7,67	5,18-6,63	3,63-4,65	5,4,5,4,4,5	4,5
0,009	6,75-8,51	5,91-7,54	4,25-5,40	4,3,5,4,5,5	4,3
Хамульсион RABB	0,02	4,4-6,86	4,05-6,30	3,20-4,96	5,4,5,4,4,5	4,5	1,53
0,022	5,11-7,87	4,73-7,24	3,87-5,92	5,4,5,4,5,5	4,7
0,024	6,05-9,06	5,52-8,41	4,71-7,16	4,3,5,3,5,4	4,0
Палсгаард 5805	0,01	5,03-7,24	4,58-6,62	3,47-4,98	5,4,5,4,4,5	4,5	1,43
0,012	6,93-9,77	6,29-8,97	4,52-6,33	4,3,4,3,5,4	3,8
Гриндстэд SB 251	0,008	3,11-3,92	3,90-4,96	4,29-5,44	4,5,5,5,5,5	4,8	1,27
0,009	4,61-5,9	4,24-5,41	3,33-4,30	5,5,5,5,4,5	4,8
0,01	5,68-7,10	5,14-6,47	3,84-4,82	5,4,5,4,5,5	4,7
Лигомм AYS 63	0,006	5,60-7,78	4,98-6,90	3,59-4,97	5,4,5,4,4,5	4,5	1,37
0,007	6,22-8,52	5,5-7,56	3,86-5,27	4,3,5,4,5,4	4,3
0,008	7,05-9,51	6,20-8,42	4,42-6,02	4,3,4,3,5,5	4,0

«Эталонные» значения величин СМХ кисломолочных напитков, ре­комендуемые расчетные величины дав­ления гомогенизации нормализован­ных смесей и дозы стабилизирующих добавок приведены в табл. 8.

Таблица 8

Стабилизатор	Массовая доля жира, %	Относитель-ная максимальная погреш-ность, %
нежирный	1,5	2,5	3,5	6,0	10,0
м. д.СОМО, %	м. д.СОМО, %	м. д.СОМО, %	м. д.СОМО, %	м. д.СОМО,%	м. д.СОМО,%
8,1	9,5	8,1	9,5	8,1	9,5	8,1	9,5	8,1	9,5	8,1	9,5
Турризин РМ	С×103	13,9	11,3	13,1	10,6	12,7	10,4	12,0	10,2	11,7	10,0	10,3	9,5	3,2
Р	-	-	14,0	15,5	16,0	16,5	17,5	18,0	15,0	15,0	12,5	12,5	3,4
Гриндстэд SB 251	С×103	10,8	9,0	10,3	8,6	10,1	8,4	9,4	8,2	9,0	8,0	8,4	7,8	4,5
Р	-	-	14,6	14,8	15,7	15,8	17,5	16,9	19,4	19,7	24,2	24,6	5,2
Лигомм AYS	С×103	7,7	5,2	7,0	4,5	6,6	4,5	6,1	4,2	5,9	4,0	4,2	3,6	3,7
Р	-	-	15,2	14,7	16,2	15,8	16,7	16,7	20,1	19,5	23,9	23,8	7,1
Хамульсион RABB	С×103	25,0	21,4	23,9	20,3	23,4	20,2	22,0	19,7	21,9	19,5	19,9	18,8	6,1
Р	-	-	14,0	15,5	16,0	16,5	17,5	18,0	15,0	15,0	12,5	12,5	3,4
Хамульсион SM	С×103	9,1	6,6	7,1	6,6	8,3	6,5	7,7	6,2	7,5	6,0	6,4	5,8	4,9
Р	-	-	14,8	15,5	16,4	16,5	18,3	19,8	20,4	20,6	25,3	25,8	4,3
Палсгаард 5805	С×103	11,7	9,8	11,2	9,5	11,0	9,3	10,4	9,1	10,2	8,9	9,2	8,7	5,3
Р	-	-	14,6	14,8	15,7	15,8	17,5	16,9	19,5	19,7	24,1	24,6	6,0
Примечание: С×103, кг/кг – доза стабилизатора, Р, МПа – давление гомогенизации

Как видно из данных таблиц 1—3, вид и доза стабилизирующих добавок не оказывают существенного влияния на основную микрофлору кисломолоч­ных напитков в процессе их сквашива­ния и хранения. Характер и степень изменений органолептических пока­зателей, значений сдвиговых СМХ и величины влагоудерживающей спо­собности КМН, происходящих в про­цессе хранения, зависят только от вида и дозу присутствующего стабилизатора при прочих равных условиях (см. табл. 7).

Внесение определенных доз ста­билизирующих добавок, обладающих необходимыми функциональными свойствами, способствует предотвра­щению снижения значений сдвиговых СМХ и влагоудерживающей способно­сти готового продукта при повыше­нии кислотности молочно-белкового сгустка даже выше критического зна­чения (95оТ). Интенсивное охлаж­дение продукта перед розливом целе­сообразно проводить до температуры не ниже 25 °С (см. табл. 4).

В результате экспериментальных исследований влияния величины дозы различных видов стабилизирующих добавок и давления гомогенизации нормализованной смеси на сдвиговые СМХ кисломолочных напитков опре­делены описывающие взаимосвязь этих факторов эмпирические зависимо­сти, анализ которых позволил выявить эффект синергизма. Аналитически получено уравнение для расчета рациональных величин давления (значительно меньших по сравнению с результатами теоретического гид­родинамического моделирования процесса гомогенизации), обеспечи­вающих 93—95 % от максимально воз­можного приращения величин сдвиго­вых СМХ кисломолочных напитков при гомогенизации нормализованной смеси со стабилизирующими добавка­ми. Полученное уравнение позволило определить рациональные величины рабочего давления гомогенизации нор­мализованных смесей со стабили­зирующими добавками: с массовой долей жира 1,5—2,5 % — 15,5±1 МПа; 3,5 % - 18± 1,5 МПа; 6 % - 20±0,5 МПа; 10%-25±1МПа.

В результате проведенных иссле­дований получена аналитическая зависимость, позволяющая опреде­лить минимальные дозы стабилизи­рующих добавок, обеспечивающие стабильность величин сдвиговых СМХ кисломолочных напитков в зависимо­сти от требуемой (от 7 до 21 сут) про­должительности хранения при незна­чительных изменениях в сенсорном восприятии их консистенции.

Разработаны балльная градация сен­сорной оценки консистенции кис­ломолочных напитков по наиболее характерным органолептическим признакам и шкала ее соответствия фиксированным диапазонам измене­ний их СМХ (см. табл. 5, рисунок). Выбраны «эталонные» значения ве­личин коэффициента эффективной вязкости при единичной скорости сдвига для высококачественных кис­ломолочных напитков при темпера­туре 12 оС, при которой в наиболее полной мере проявляются вкусовые и текстурные признаки продукта, вырабатываемого со стабилизиру­ющими добавками (см. табл. 6).

Получена комплексная математи­ческая зависимость коэффициента эффективной вязкости (Во*) кисломо­лочных напитков от их химического состава, температуры и дозы внесен­ного стабилизатора. Исходя из полу­ченной зависимости и «эталонных» значений Во*, приведенных в табл. 6, рассчитаны рекомендуемые дозы стабилизаторов для КМН различного химического состава (с массовой до­лей жира от 0 до 10 %, СОМО - 8,1 и 9,5 %), обладающих необходимыми функциональными свойствами, обес­печивающих заданное качество и ста­бильность консистенции продукта в хранении, отобранных из всех ис­следованных (см. табл. 8). В этой таб­лице также показаны рекомендуемые величины давления гомогенизации нормализованных смесей с отобран­ными стабилизирующими добавками.

Предложен научно обоснован­ный способ направленного регулирования консистен­ции кисломолочных напит­ков путем внесения в нормализованные молочные смеси аналитически рассчи­танных доз стабилизаторов-гидроколлоидов. Этот способ формализован в ви­де алгоритма и сервисной прикладной программы, используемой при реше­нии оптимизационной задачи по расче­ту рецептур КМН, доз внесения стаби­лизирующих добавок и величин давления гомогенизации нормализованных сме­сей, и гарантирует выработку продукции с заданным стабильно высоким уровнем качества и значениями СМХ, стремящи­мися к «эталонным».

Результаты выполненных комплекс­ных исследований нашли отражение в технологии и технической документации на производство: йогурта «Лада» (ТУ ), йогурта-десерта (ТУ ), кисломолочного напитка «Олимп» (ТУ ), йогурта (ГОСТ Р и ТУ , разработанных в соответствии с требованиями ГОСТа) с увеличенным до 14 сут сроком годности. Данные технологии востребованы более чем 400 предприятиями молочной про­мышленности.

Установлено, что возможность теп­ловой обработки сквашенного продук­та определяется его физико-химически­ми показателями (рН, содержанием жира, белка, углеводов), видом стаби­лизирующих добавок, режимами тепло­вой обработки, а также способами обра­ботки и др.

Определено, что чем ниже величина рН сквашенного продукта, тем вероятнее получить его без ухудшения консистен­ции. При рН ниже 4,0 практически поч­ти все продукты можно пастеризовать без применения стабилизаторов. Чтобы получить продукт после тепловой обра­ботки с хорошей консистенцией реко­мендуется проводить его сквашивание не до требуемой величины рН, а чуть ни­же, затем ее регулировать лимонной кис­лотой. Оптимальная доза последней со­ставляет 0,5 г на 1 кг сквашенного продукта. Сквашенные продукты, содер­жащие более 20 % жира, после тепловой обработки имеют гомогенную однород­ную консистенцию. Их можно пастери­зовать при величине рН 4,6—4,7 без при­менения стабилизаторов. Установлено также, что минимальное содержание жи­ра в кисломолочных продуктах, подвер­гаемых тепловой обработке, должно быть

1,5 %. Исследованиями определено, что проведение тепловой обработки сква­шенных продуктов осложняется при вы­соком содержании в них казеина, кото­рый при этом может осаждаться, что приводит к получению термизированно­го продукта крупитчатой консистенции. При тепловой обработке сквашенных продуктов, содержащих более 3 % казе­ина, необходимо в большинстве случа­ев применять стабилизаторы. Пастери­зация кисломолочных продуктов на основе творога и сливок с 60—75 % жи­ра в сухом веществе не вызывает труд­ностей, так как в них содержание казе­ина обычно бывает более низким, чем в соответствующих обезжиренных про­дуктах. Расщепление белка некоторы­ми молочнокислыми культурами, как, например, L. del. subsp. bulgaricus, L. del. subsp. helveticum, облегчает тепло­вую обработку сквашенного продукта.

Пастеризация этих продуктов с вы­соким содержанием сахара также не вызывает трудностей. Поскольку не все продукты можно употреблять сладки-

Фирма-изготовитель, страна

Degussa, Франция

Лигомм AYS 63 (желатин, пектин Е440)

Лигомм AYS 77 (желатин, пектин Е440, модифицированный крахмал

Е1422) »

Лигомм АСА 72 (желатин, гуаровая »

камедь Е410, пектин Е440)

Лигомм ACW (эфиры монодиглице - »

ридов молочной и жирных кислот

Е472Ь, желатин, каррагинан Е407)

Лигомм ADM (желатин, каррагинан »

Е407)

Фланожен AFR 73 (желатин, камедь »

рожкового дерева Е412)

Фланожен ADA 60 (гуаровая камедь »

Е410, агар-агар Е406)

Сатиалжин AFR 45 (альгинат натрия »

Е401)

СатижельАВМ 26 (каррагинан Е407) »

Унипектин AYD (высокометоксили-

рованный пектин Е440)

ми, для улучшения процесса их тепло­вой обработки лучше добавлять стаби­лизаторы.

Важным аспектом в получении стой­ких кисломолочных продуктов является тепловая обработка исходного молока. Например, при производстве кисломо­лочных напитков тепловая обработка при 85—87 °С с выдержкой 5—10 мин яв­ляется достаточной. При этих режимах происходит агрегация полностью дена­турированных частиц сывороточных бел­ков, которые затем при сквашивании молока коагулируют вместе с казеином, образуя плотный сгусток, способный за­держивать отделение сыворотки. Но при тепловой обработке сквашенных про­дуктов необходимо увеличить термоус­тойчивость сывороточных белков и ка­зеина. Этого можно достичь, если исходное молоко нагреть до такой тем­пературы, при которой не будет проис­ходить денатурация сывороточных бел­ков и в дальнейшем при тепловой обработке не будет наблюдаться отделе­ния сыворотки. При производстве стой­ких кисломолочных продуктов путем тепловой обработки сгустка важную роль играет такой фактор, как продолжитель­ность выдержки сквашенного продукта. Последняя предназначена для улучше­ния гидрофильных свойств частиц ка­зеина. Для этой цели сквашенный про­дукт с добавлением или без добавления стабилизаторов выдерживают в течение 1 ч при 20°С. Для стабилизации консис­тенции можно применять стабилизаци­онные системы, в состав которых входят крахмалы, пищевые смолы, карбокси-метилцеллюлоза, желатин, пектин. При­чем с учетом свойств конкретного стаби­лизатора стабилизационные системы можно вносить в исходное молоко и про­цесс сквашивания осуществлять вместе.

Доза, кг/т

Таблица 9

Продукт

Йогурт, кисломолочный продукт 6-7
«Олимп», соевые напитки сквашенные

Десерты сливочные 7-10

Сметана, муссы сливочные 3-5

Йогурт 10

5 5 15-18 20

Сметана, муссы сливочные

Сметана термизированная

Сливки взбитые

Суфле

Муссы сливочные 5

Кремы десертные 17

Пасты сырные (на основе творога) 17
Паста творожная закусочная «Особая» 10

Творог с фруктами 10

Паста сливочная бутербродная 14

Творог с фруктами 10

Пасты творожные 15

Пасты сырные (на основе творога) 17

Паста шоколадная 5

Молоко шоколадное 0,3

Напиток освежающий 8

Соус салатный 8

Творог с фруктами 8

Фирма-изготовитель, страна

Наименование (состав) стабилизирующих добавок

Гриндстэд SB 251 (желатин, пектин «Даниско

Е440, крахмал модифицированный культур»,

Е1422, нативный крахмал) Дания

Гриндстэд FFM 612 (гуаровая камедь То же
Е412, ксантановая камедь Е415)

Кремодан-мусс 30 (желатин, моно - » диглицериды жирных кислот Е471, глюкоза, цитрат натрия Е331) Палсгаард 5805 (желатин, модифи - «Палсгаард» цированный крахмал, моно-, дигли- Дания цериды Е471)

Палсгаард 5846 (смесь загустите - То же лей и гелеобразователей) Палсгаард 5229 (гуаровая камедь >> Е412, ксантановая камедь Е415, ка­медь рожкового дерева Е410) Палсгаард 5823 (молочный белок, » каррагинан Е407)

Палсгаард 5817 (желатин, моно-, » диглицериды Е471, тринатрийцит-рат Е331, декстроза) Палсгаард 5854 (желатин, модифи - » цированный крахмал, молочный бе­лок, пектин Е440)

Палсгаард 5913 (гуаровая камедь » Е412, камедь рожкового дерева Е410, желатин, молочный белок, на­триевая соль карбоксиметилцеллю-лозы Е466)

Палсгаард 5944 (желатин, моно-, » диглицериды Е471, камедь рожко­вого дерева Е410, каррагинан Е407, гуаровая камедь Е412) Палсгаард 5925 (гуаровая камедь » Е412, каррагинан Е407, моно-, ди­глицериды Е471,натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы Е466) Палсгаард 5887 (смесь загустителей) >>

«Пектин Фабрик» Дания

Каррагинан LRA-50 (E407)

Низкометоксилированный пектин Тоже (Е440)

Высокометоксилированный пектин » (Е440)

«БК Джулини Хеми ГмбХК0», Германия Тоже

Турризин РМ (желатин, модифици­рованный крахмал Е1422, карраги­нан Е407, агар-агар Е406)

Турризин FK-106 (смесь загустите­лей и гелеобразователей)

Карагель И, карагель В Компания

(каррагинан Е407, хлорид калия, «ИНГРИиД» гуаровая камедь Е412, ксантановая РФ камедь Е415)

Видогам SP (натуральная пищевая То же добавка, полученная из семян рас­тения тара)

Аубигель RPI-1070 В (каррагинан »
Е407, хлорид калия,
ксантановая камедь Е415)
Крахмал набухающий РФ

Тоже

Крахмал модифицированный Желатин

Доза, кг/т

Продолжение таблицы 9

Продукт

10 15 7-9 5 3 3 3 24-26 22 9 5-8 27

Паста творожная «Российская»,

бутербродная «Пикантная»

Пасты творожные

Йогурт, соевые напитки сквашенные

Сметана

Соус салатный

Соус любительский

Муссы сливочные

Пудинг молочный, желе молочное

Десерты сливочные

Йогурт Сметана

Сметана

Соус любительский Соус салатный Творог с фруктами Молочный коктейль

Суфле

15

Сметана термизированная Десерт «Снежинка»

Десерт «Арктика» Десерт «Оригинальный»

1 7,5 3-10 10 2,5

Кремы десертные

Пасты творожные

Десерты сливочные

Желе из сыворотки

Пудинг молочный, желе молочное

Десерт молочно-фруктовый

«Белоснежка»

Десерты сливочные

Десерт молочно-фруктовый

«Белоснежка»

Творог с фруктами

Паста творожная бутербродная

«Пикантная»

Соус салатный

Напиток освежающий

Десерт молочно-фруктовый

«Белоснежка»

10 10

Паста творожная закусочная «Особая»

Паста творожная «Российская»

(термизированная)

15 9-13

Пасты творожные

Йогурт, напитки соевые сквашенные

6 4 0,2

Паста творожная закусочная «Особая»

термизированная

Творог мягкий диетический

термизированный

Молоко шоколадное

2-2,5 2,5-3 1-1,5 2-2,5 38,76 18 23 25 6-8 5-8 7-12 15 9

Соус любительский Соус салатный

Соус любительский Соус салатный

Соус любительский

Соус салатный

Муссы сливочные

Йогурт

Йогурт, напитки соевые сквашенные

Сметана

Пудинг молочный, желе молочное

Желе из сыворотки

Пасты творожные

со стабилизирующей добавкой, а затем подвергать сквашенный продукт тепло­вой обработке. Для различных значений величины рН сквашенного продукта можно получить соответствующее стаби­лизирующее действие гидроколлоидов. Особенности химического строения пек­тиновых молекул, в частности степень этерификации (отношение числа этери-фицированных карбоксильных групп на каждые 100 карбоксильных групп пекти­новой кислоты), определяют различия их физико-химических свойств, напри­мер гелеобразование. При степени эте­рификации более 50 % пектины отно­сят к высокоэтерифицированным, менее 50 % — к низкоэтерифицированным.

Для получения готового продукта, под­вергнутого тепловой обработке в сква­шенном виде, с гомогенной, однород­ной консистенцией, необходимо использовать высокоэтерифицирован-ные пектины, которые образуют гели в присутствии кислот.

Каррагинаны оказывают положитель­ное действие при рН выше 6,0. В кислой среде они вызывают образование хлопь­ев при тепловой обработке сквашенно­го продукта. Чтобы избежать комкова­ния при растворении стабилизатора, необходимо смешивать его с сахаром, глюкозой или лактозой в сухом виде. За­тем смесь можно вносить или в неза­квашенное молоко, или в подготовлен-ный для тепловой обработки сквашенный продукт в зависимости от вида стабилизатора. Внесение гидро­коллоидов в сквашенное молоко перед тепловой обработкой является самым удобным, так как затем продукт подвер­гается тепловой обработке вместе со ста­билизатором. Если гидроколлоид, до­бавляемый в сквашенный продукт, нельзя растворить в холодном состоя­нии, то его необходимо растворить в не­большой части подогретого сквашенно­го продукта и затем внести в остальной продукт. Минимальные температуры, необходимые для пастеризации сква­шенного упакованного продукта, нахо­дятся в диапазоне от 55 до 75 °С при рН от 4,0 до 4,3. При нагревании продукта в потоке оптимальной является темпе­ратура 66—76 °С с выдержкой 30-40 с с учетом величины рН, вязкости сквашен­ного продукта и скорости протекания его через пластины пастеризатора. Уста­новлено, что чем выше температура теп­ловой обработки, тем сильнее продукт прилипает к стенкам пастеризатора и пригорает. В результате он будет иметь мучнистую консистенцию. Предвари­тельная тепловая обработка молока при производстве творога позволяет полу­чить продукт хорошей консистенции после его пастеризации. При тепловой обработке молока при 76—78 °С с вы­держкой 30 с и таких же режимах нагре­ва готового продукта (творога) возмож­но получение гомогенной однородной

консистенции. Наилучшие результаты наблюдаются при рН творога 4,45—4,35 и содержании сухих веществ 18—20%.

Важным фактором является также ве­личина рН фруктов, которые использу­ют при выработке термизированного

тво­рога. Слишком низкое его значение, как, например, у черники, может быть причи­ной грубой, слегка мучнистой

консис­тенции продукта после тепловой обра­ботки.

С использованием различных стаби­лизирующих добавок и способов произ­водства разработан ассортимент

конкурентоспособных кисломолочных напитков и продуктов, стойких в хране­нии, представленный в табл. 9.

Список литературы

Вулдаков добавки: Справоч­ник. - СПб.: «Ut», 1966.

Воюцкий коллоидной химии. — М.: Химия, 1964.

Горбатов мясных и молочных продуктов. — М.: Пищевая промышлен­ность, 1979.

, Маслов A.M., и др. Структурно-механические характе­ристики пищевых продуктов. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

Горбатова и физика белков моло­ка. - М.: Колос, 1993.

, , Производство кисломолочных напитков с плодово-ягодными наполнителями. — М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1978.

Зобкова продукты с дли­тельным сроком хранения. — М.: ЦНИИ­ТЭИмясомолпром, 1979.

Зобкова улучшения качества и повы­шения конкурентоспособности молочных продуктов//Международный научно-тех­нический сборник трудов ВНИМИ, 1997.

, Фурсова добав­ки — улучшители консистенции молочных продуктов//Молочная промышленность. 1998. №7-8.

ИзмайловаВ. Н.,Ребиндер в белковых системах. — М.: На­ука, 1974.

, КочетковаА. А. и др. Пектины и их применение в молочной промышлен­ности. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1966.

, Урбене улуч­шения консистенции кисломолочных про­дуктов. — М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1978.

Химия и физика молока. — М.: Пище­вая промышленность, 1979.

, Плесконос и реализация экспериментов в пищевой промышленности. — М.: Пищевая промы­шленность, 1980.

Drissen F. M. Hew development in the manufac­ture of fermented milk//Bull, of IDF. 1988. № 000. P. 129-137.

Puhan I. Results of the Questionnaire /7856. «Fermented Milk»//Bull, of IDF.-1988. № 000. P. 140.

Puhan Z. Overview of current availability and technology of fermented milks in IDF mem­ber countries//Bulletin of the IDF. 1992. № 000. P. 22-27.

Roskam J. H. Ingredients for yoghurt stabiliza­tion//IDF. Symposium on «Texture of fer­mented milk products and dairy desserts». Abstract book.: Italy, Vicenza.-1997, 5-6 may. P. 38.

Standart general of identiti for fermented milks//International IDF Standard 163:1992: Brussel, Belgium.-1992, November. P. 1—4.

Standard IDF 117A:1988 «Yoghurt»: Brussel, Belgium. 1988. P. 1-4.