Морские и океанские водоросли с давних пор употребляют в пищу народы Тихоокеанского побережья, островных государств. Этот продукт отличается высокой пищевой ценностью. Жители Гавайских островов из 115 видов водорослей, обитающих в местных океанских пространствах, используют в питании 60 видов. В Китае также высоко ценят съедобные водоросли. Особенно ценятся сине-зеленые водоросли Nostoc pruniforme, по внешнему виду напоминающие сливу и по вкусовым качествам причисленные к китайским лакомствам. В кулинарных справочниках Японии встречается более 300 рецептур блюд, в состав которых входят водоросли. На Дальнем Востоке весьма интенсивно используют водоросли в пищевых целях, и плантации не успевают восстанавливаться естественным путем. В связи с этим все чаще водоросли культивируют искусственно, в подводных садах. Выращивание аквакультур – процветающая отрасль биотехнологии. Широко применяется ламинария, содержащая в большом количестве дефицитный микроэлемент йод. Водоросли также используют в качестве сырья для промышленности. Одним из перспективных представителей является сине-зеленая водоросль спирулина (Spirulina platensis и Spirulina maxima), растущая в Африке (оз. Чад) и Мексике (оз. Тескоко). Для местных жителей спирулина является одним из основных продуктов питания, так как содержит много белка, витамины А, С, D и особенно много витаминов группы В. Биомасса спирулины приравнивается к лучшим стандартам пищевого белка, установленным ФАО (продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН). Спирулину успешно культивируют в открытых прудах или в замкнутых системах из полиэтиленовых труб, получая высокие урожаи (примерно 20 г биомассы в пересчете на сухое вещество с 1 м3 в сутки).
Закваска – основной источник внесения желаемой микрофлоры в молоко при производстве кисломолочных продуктов. Закваска является чистой посевной культурой микроорганизмов. При внесении закваски молоко обогащается микрофлорой, производящей сквашивание молока и способствующей накоплению вкусовых и ароматических веществ.
Для заквашивания молока и сливок издавна применяли простоквашу или сливки высокого качества. В качестве естественных заквасок использовали пахту, сквашенные сливки или кислое молоко. Они не гарантировали получение продукта высокого качества, так как содержали различные микроорганизмы и часто загрязнялись посторонней микрофлорой, вызывающей порчу продукта. Бактериальные закваски в промышленном масштабе впервые стали применять в маслоделии в конце прошлого столетия.
В молочной промышленности используются закваски, полученные из чистых культур микроорганизмов, которые готовят в специальных лабораториях. Состав микрофлоры подбирают таким образом, чтобы обеспечить для каждого вида продукта свойственный ему запах, вкус, консистенцию.
В молочной промышленности применяют в основном жидкие закваски и закваски, высушенные способом сублимационной сушки; сухие, жидкие и подвергнутые глубокому замораживанию бактериальные концентраты, бактериальные препараты. Срок хранения сухих заквасок, бактериальных препаратов и концентратов составляет 3-4 месяца, жидких заквасок – 10 суток (в условиях холодильника).
Основные правила приготовления заквасок
Закваску готовят на цельном или обезжиренном молоке хорошего качества, которое стерилизуют при температуре 121 С с выдержкой 15-20 минут (при приготовлении лабораторной закваски) или пастеризуют при 92-95 С с выдержкой 20-30 минут (при приготовлении производственной закваски). Сразу после термической обработки молоко охлаждают до температуры заквашивания и вносят в него закваску в количестве 1-3 % в зависимости от условий производства. В результате биохимических процессов в молоке происходит образование белого сгустка, частично расщепляются белки молока, формируется вкус и аромат продукта. При приготовлении лабораторной закваски проводят несколько последовательных пересевов каждые сутки в возрастающие объемы (1:10) до доведения объема, необходимого в производстве.
После каждого пересева и перед выпуском в производство закваску контролируют по органолептическим, химическим и микробиологическим показателям.
Основные кисломолочные продукты в зависимости от применяемых при их производстве заквасочных микроорганизмов могут быть разделены на пять групп, представленных ниже.
I - продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок (кефир, кумыс);
II - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков (творог, сыр домашний, сметана, простокваша обыкновенная);
III - продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий (йогурт, простокваша мечниковская, южная, ряженка, варенец и др.);
IV - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий (сметана пониженной жирности, творог, напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями);
V - продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных палочек и бифидобактерий (ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, бифилин, детские ацидофильные смеси).
закваски |
микроорганизмы |
продукт |
Бактериальные: Мезофильные молочнокислые стрептококки Термофильные молочнокислые бактерии Бактерии, участвующие в созревании сыра |
Lac.lactis, Leu.cremoris, Lac. cremoris, Lac.diacetylactis, Leu.dextranicum Str.thermophilus, Lbm. bulgaricum, Lbm.acidophilum, Lbm.helvtticum, Lbm.lactis Пропионовокислые бактерии, Lbm.casei subsp. rhamnosus, Brevibacterium linens |
Творог, сметана, простокваша, кислосливочное масло, сыры Мечниковская и южная простокваши, ряженка, йогурт, варенец, ацедофилин, крупные твердые сыры Сыры с высокой температурой второго нагревания, мягкие сыры |
Грибковые Культура рокфора культура камамбера |
Penicillium roqueforti Pen. camambtri, Pen. candidum, Pen. album |
Сыр корфор Сыр камамбер |
Смешанные бактериально-грибковые |
Lac.lactis, Lbm.buchntri, Lbm. brevis, Lbm.bulgaricum, Lbm.acidophilum, дрожжи Saccharomyces lactis и рода Torulopsis, уксуснокислые бактерии |
Кефир, кумыс |
Йогурт: Сырье (молоко) для производства йогурта должно быть очень высокого качества. В нем должно быть минимальное количество бактерий и посторонних примесей, которые могут помешать развиваться йогуртовым бактериям. В связи с этим для молокозавода задача усложняется так как ему необходимо приобретать молоко у проверенных поставщиков и тщательно проверять сырье перед его использованием в йогуртовом производстве.
Молоко перед использованием проходит несколько технологических этапов обработки:
- вначале производится нормализация содержания сухих веществ. На этом этапе типичным способом нормализации состава сухих веществ является выпаривание (10-20% от объема молока), добавление обезжиренного сухого молока (около 3% веса на объем) или концентрированного молока. По содержанию жира обычно молоко для йогурта нормализуют в пределах от 0.1 до 3.5%, и чем ниже процент жира в молоке, тем сложней в переработке йогуртный сгусток. Поэтому чаще повышают содержание сухих веществ для производства обезжиренных йогуртов.
Пороки заквасок
В заквасках могут быть различные пороки. Так, в заквасках, состоящих из мезофильных молочнокислых стрептококков, одним из наиболее распространенных пороков является развитие термоустойчивых молочнокислых палочек. Он возникает в результате нарушения режимов пастеризации, неэффективного охлаждения готовой закваски.
Закваски для масла и сыра нередко имеют сниженную способность к образованию аромата, что может быть связано с качеством исходной закваски, содержащей недостаточное количество ароматобразующих стрептококков; качеством молока; нарушением температурного режима сквашивания; недостаточной продолжительностью созревания.
Снижение качества заквасок может быть связано с развитием бактериофагов, наличием в молоке ингибирующих веществ. Иногда в закваске для сметаны, реже – для творога, появляется тягучесть. В случае появления этого порока данную закваску заменяют закваской из другой партии и тщательно следят, чтобы не снижалась температура сквашивания.
В заквасках, состоящих из термофильных молочнокислых стрептококков, чаще всего наблюдается развитие термоустойчивых молочнокислых палочек, а также возникновение излишней тягучести.
В многокомпонентных заквасках пороки, как правило, обусловлены нарушением условий культивирования кефирных грибков. Одним из наиболее распространенных пороков является ослизнение кефирных грибков и появление тягучести в грибковой закваске уксуснокислых бактерий. Распространен порок, выражающийся в снижении активности кефирной закваски. Он возникает в результате накопления в закваске молочнокислых палочек, которые, повышая кислотность, подавляют развитие молочнокислых стрептококков - активных кислотообразователей.
Чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, и активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха.
При переработке молока с механической загрязненностью, применении молока с низкой первоначальной кислотностью, слабом молочнокислом процессе увеличивают дозы вносимых заквасочных культур. Однако чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски не способствует увеличению объема действующей микрофлоры, а приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции – к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха.
- контролируется содержание воздуха в молоке – оно должно быть минимальным. Для минимизации его содержания молоко отправляют в вакуумные камеры на деаэрацию. Деаэрация способствует увеличению вязкости йогурта, удалению посторонних запахов и сокращению времени ферментации.
- следующая стадия – гомогенизация. Главной задачей этого этапа является предупреждение отстаивания сливок во время сквашивания и обеспечение равномерного распределения жира в молоке. Для получения продукта оптимального качества молоко гомогенизируют при давлении 200-250 атм и температуре 65-70 оС.
- тепловая обработка производится до того, как в молоко добавляется закваска для йогурта. Это улучшает свойства молока как основы для бактериальной закваски и уменьшает риск отделения сыворотки в конечном продукте. Самый оптимальный режим обработки - это температура 90-96 оС и время около 5 минут. С применением такого этапа подготовки молока можно получить устойчивую консистенцию йогурта.
- выбор и приготовление закваски для йогурта. Этот этап является одним из самых важных. Здесь главным является соблюдение гигиены:
приготовление закваски для йогурта должно проводиться в отдельном, оборудованном для этого, помещении.
Закваска для йогурта
Закваски для йогурта состоят обычно из двух типов бактерий: Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus. Однако к основной закваске иногда добавляют и другие типы бактерий, к примеру, Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium. Оба типа бактерий растут взаимосвязано и производят молочную кислоту как конечный продукт сквашивания молока безвоздушным способом. Streptococcus thermophilus в основном отвечает за производство кислоты, в то время как Lactobacillus bulgaricus придает йогурту своеобразный аромат. На взаимодействие между двумя типами бактерий влияют количество каждого внесенного типа, а также температура и время сквашивания. Современные молокозаводы приобретают необходимые закваски для йогурта в разных формах. Это могут быть как сублимированные (для размножения закваски) или концентрированные сублимированные (замороженные) культуры для размножения молочной закваски, так и суперконцентрированные для непосредственного внесения в продукт.
- далее производится этап сквашивания. Этот этап производится обычно в специальной установке, предназначенной для ферментации. При производстве йогурта резервуарного типа очень важно, чтобы перепад давления между инкубационными танками и упаковочной машиной был минимальным. Поэтому первостепенное значение приобретает правильный выбор типа и размеров труб, клапанов, насосов и охладителя.
- добавление фруктово-ягодного наполнителя (обычно около 10-12% от общей массы йогурта).
- охлаждение;
- термическая обработка, которая является заключительной перед фасовкой, производится при температуре около 60-80оС в заквасочной установке.
- упаковка продукта в горячем виде и дальнейшее охлаждение.
Сметана: Сметану получают из нормализованных пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерий, и созревания при низких температурах. Сметану вырабатывают резервуарным и термостатным способами. Общая схема производства сметаны выглядит так.
1. Приёмка молока. Молоко должно соответствовать ГОСТу 13264 - 88.
2. Охлаждение молока до 4°С. Осуществляется для предотвращения развития микрофлоры и порчи молока.
3. Резервирование молока не более 8 часов. Необходимо для непрерывной работы предприятия.
4. Подогрев до 40-45 °С. Осуществляется для уменьшения вязкости молока, а также для перевода тугоплавкой фракции жира в жидкое состояние, что в последствии улучшает процесс очистки и отделения сливок.
5. Очистка молока.
6. Сепарирование молока. Происходит разделение цельного молока на обезжиренное молоко (обрат) и сливки с заданной долей жира.
7. Нормализация сливок. Осуществляется при необходимости для корректировки по жирности в готовом продукте.
8. Подогрев сливок до 60-65 °С. Необходимо для уменьшения вязкости и увеличения пластичности оболочек жировых шариков.
8. Гомогенизация. Производится для дробления жировых шариков, при этом образуется гомогенная смесь, что способствует улучшению консистенции и предотвращает отстой фракций.
9. Пастеризация 90-95 °С. Преследует несколько целей:
а) уничтожение вегетативных форм микроорганизмов;
б) инактивация ферментов находящихся в нативном состоянии;
в) обеспечение условий для формирования необходимой консистенции готового продукта.
10. Охлаждение до 2-6 °С
11. Физическое созревание 1-2 часа. Операция необязательная, осуществляется с целью подготовки молочного жира к отвердению, что дополнительно способствует формированию структуры готового продукта.
12. Подогрев сливок до 20-26 °С.
13. Заквашивание специально подобранными заквасками.
14. Тщательное перемешивание.
Далее в зависимости от способа производства предусматриваются следующие схемы:
Термостатный способ
15. Розлив в потребительскую тару.
16. Сквашивание 7-12 часов.
17. Охлаждение 6-8°С.
18. Созревание и хранение сметаны 14-48 часов.
Сметана, произведённая этим методом, имеет более плотную консистенцию и цельный сгусток.
Резервуарный способ
15. Сквашивание в резервуаре 22-28 °С.
Во время сквашивания происходит формирование сгустка, а также накопление вкусовых и ароматических веществ. Время от времени продукт необходимо перемешивать. Продолжительность 7-12 часов.
16. Перемешивание и охлаждение до 6-8°С.
17. Созревание и перемешивание до розлива.
18. Фасовка в потребительскую тару.
19. Хранение до реализации не более 48 часов.
Во время производства разного ассортимента сметаны составные компоненты вносятся следующим образом:
А) Белковые добавки, сухое молоко, казеин, творог, коприципитат вносятся до нормализации по жиру.
Б) Сычужный фермент, пепсин - с закваской.
В) вкусовые добавки, витамины - в готовый продукт перед перемешиванием.
Масло: Масло коровье — это жировой молочный продукт, обладающий высокими вкусовыми достоинствами и хорошей усвояемостью. Усвояемость масла 95—98%.
Масло коровье содержит жира от 60 до 98%. В состав коровьего масла входит молочный жир, белковые и минеральные вещества, молочный сахар, витамины А, Е, D и группы В, вода.
Молочный жир, который входит в состав масла имеет особый состав жирных кислот и низкую температуру плавления (28—35°С). Калорийность 100 г масла составляет 500—775 ккал.
Коровье масло получают сбиванием сливок. Сливки предварительно пастеризуют, охлаждают при температуре 4°С в течение нескольких часов.
Белковые оболочки жировых шариков набухают, жир приобретает твердую консистенцию, увеличивается вязкость сливок. Созревшие сливки сбивают в маслоизготовителях периодического или непрерывного действия.
При производстве масла для улучшения вкуса и лучшей сохранности используют особые культуры бактерий. Улучшение вкуса было достигнуто путем создания специальных штаммов бактерий, отобранных по способности синтезировать нужные вещества, влияющие на вкус. Первыми для этой цели были использованы штаммы Streptococcus lactis и близких видов, а затем – смешанные культуры, включающие Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovorum и L. dextranicum.
Помимо улучшения вкуса таким путем удается устранить и некоторые нежелательные привкусы. Перспективный способ доработки масла основан на добавлении липаз (ферментов, расщепляющих липиды). Внедрение его позволит пускать масло в продажу непосредственно из маслобойки.