О консистенции кисломолочных продуктов
Кисломолочные продукты
Кисломолочные продукты
Шкала органолептической оценки
Кисломолочные продукты
Кисломолочные продукты
Свободная вода
Молочно-белковый гель
СМС КМН
Тепловая обработка
Денатурация СБ
Связывание с казеином
Увеличение прочности
Степень денатурации СБ
Сухие вещества
Режимы тепловой обработки
Гомогенизация молока
Гомогенизация жира
Гомогенизация жира
Гомогенизация молока
Гомогенизация молока
Гомогенизация молока
Перемешивание, охлаждение
Перемешивание, охлаждение
Перемешивание, охлаждение
Состав заквасок
Внеклеточные полимеры
Болгарская палочка
Содержание сухих веществ
Содержание СОМО
Содержание белка
Структура на примере йогурта
Добавка белка
Но есть проблемы
Немолочные добавки
Немолочные добавки
Стабилизация геля
Крахмалы
Добавление стабилизаторов
Связывание воды
Выделение сыворотки
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
1.10M
Category: biologybiology

О консистенции кисломолочных продуктов

1. О консистенции кисломолочных продуктов

к.т.н. Кожевников Игорь Викторович,
директор по качеству,
ЗАО «Гелиос»
2022

2. Кисломолочные продукты

• Особое место занимают кисломолочные напитки
(КМН) вследствие их высокой пищевой,
биологической ценности и диетических свойств.
• Диетические свойства КМН обусловливаются
наличием в них «живой» полезной.

3. Кисломолочные продукты

Важную роль для потребителя играют также
внешний вид и текстура продукта.
При производстве КМН 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.

4. Шкала органолептической оценки

Балл
Характеристика
5
Поверхность глянцевитая, без отделения сыворотки, консистенция –
однородная, в меру вязкая, в меру плотная, желеобразная или
кремообразная
4
Поверхность глянцевитая, без отделения сыворотки, консистенция –
однородная, в меру вязкая, недостаточно плотная или несколько
излишне плотная, желеобразная
3
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
Консистенция неоднородная, крупитчатая, жидкая, с отделением
сыворотки или излишне плотная, «тяжелая», желированная
1
Консистенция – неоднородная, жидкая, хлопьевидная с отделением
сыворотки или грубая, желированная

5. Кисломолочные продукты

Современные тенденции к увеличению срока
годности продукта выдвигают проблему сохранения
качества его текстуры в процессе длительного
хранения.

6. Кисломолочные продукты

Как можно улучшить консистенцию КМН,
вырабатываемых резервуарным способом?
• Обогащение белкового состава исходного молока;
• Подбор заквасок с загущающими свойствами;
• Режимы технологической обработки.
Не всегда достаточно эффективно в случае
значительных механических нагрузок!

7. Свободная вода

В кисломолочных напитках
содержится 86—89 % воды, в
том числе 83—86 % свободной и только 3—5 %
связанной.
Поэтому
для
подавления
микрофлоры свободную воду
или удаляют, или переводят в
связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты.
КМН могут сохранять свои
первоначальные свойства до 28-45 суток!!!

8. Молочно-белковый гель

Образование кисломолочного
геля является результатом
жизнедеятельности бактерий,
сбраживающих лактозу до
молочной кислоты и других
производных.
При
этом происходит коагуляция
казеина
с
образованием
пространственной
структурированной системы.
Внутреннее строение геля обусловливает
структурно-механические свойства (CMC).

9. СМС КМН

Что влияет на структурно-механические свойства?
Тепловая обработка молока;
Гомогенизация молока;
Перемешивание и охлаждение сгустка;
Состав заквасок;
Состав молока (сухие вещества, белок);
Стабилизационные системы.

10. Тепловая обработка

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 bлактоглобулину.

11. Денатурация СБ

I - разрыв водородных мостиков и побочных валентных связей белковых спиралей, развертывание
белковых частиц. Протекает при температуре 80 оС в
течение 20-30 мин, при 85°С - 5-20 мин, при 90°С 1,5-6,5 мин.
II - агрегирование 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 мин, при
100°С - 1-4 мин, при 112 °С – от 40 с до 2,5 мин.

12. Связывание с казеином

При рН > 6,8 в диапазоне температур 90—140 °С
денатурированные СБ осаждаются на мицеллы
казеина с образованием комплекса с к-казеином,
за счёт —S—S - связей через свои цистеинтиоловые группы, а также за счет гидрофобных
взаимодействий и кальциевых мостиков.
При рН < 6,8 они осаждаются в межмицеллярную
жидкость.

13. Увеличение прочности

[Для йогуртов] 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.

14. Степень денатурации СБ

Температура, °С
85
90
90-95
95
130
110-135
140-150
Время выдержки,
мин(сек)
Степень денатурации
СБ, %
5 мин
15 мин
20-30 мин
5-15 мин
2 мин
10 мин
10 мин
2-4 сек
2-4 сек
2-4 сек
75
80-85
85-90
85-90
70-75
85-95
90-95
70-80
<75
<75

15. Сухие вещества

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.
При массовой доле в молоке до 9,5-12% сухих
веществ требуется более интенсивная денатурация
СБ - до 90-99 %.
Для молока с содержанием сухих веществ выше
14% и особенно выше 20 % достаточна денатурация
70—75 % СБ.

16. Режимы тепловой обработки

РФ
Европа/Америка
Температура, °С Время выдержки Температура, °С
85-87
90-94
90-94
10-15 мин
2-8 мин
до 25 мин
85-95
110-140
140-150
Время
выдержки
5-30 мин
15-45 сек
2-4 сек

17. Гомогенизация молока

Повышение дисперсности жировой эмульсии
способствует улучшению CMC кисломолочного
сгустка.
Оболочки жировых шариков гомогенизированного
молока отличаются по составу от таковых
негомогенизированного
молока.
В
оболочке
жировых шариков гомогенизированного молока
обнаружены казеин (3/4 поверхности), а также aлактоальбумин и измененный лактоглобулин (1/4
поверхности).

18. Гомогенизация жира

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.

19. Гомогенизация жира

Наивысшая вязкость сгустка наблюдается при
давлении гомогенизации молока 17,5 МПа.
Минимальное давление, обеспечивающее хорошую
консистенцию продукта — 12,5 МПа.
Давление
гомогенизации, МПа
10,0
15,0
17,5
20,0
Средний диаметр
жировых шариков, мкм
1,23-1,91
0,99-1,38
0,92-1,08
0,69-0,89

20. Гомогенизация молока

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.
При рН ниже 6,6 свойства гомогенизированного
продукта значительно ухудшаются.

21. Гомогенизация молока

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

22. Гомогенизация молока

РФ
Европа/Америка
Давление, Температура, Давление, Температура,
МПа
°С
МПа
°С
12,5-17,5
55-85
15-17
55-65
(перед пастеризацией) (до и после пастеризации)

23. Перемешивание, охлаждение

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 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.

24. Перемешивание, охлаждение

I - 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. 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.

25. Перемешивание, охлаждение

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.

26. Состав заквасок

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, в
состав углеводной части которых входят глюкоза,
галактоза, рамноза, белковой части — ряд
аминокислот.

27. Внеклеточные полимеры

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.
Образуется сеть белковых цепей и полисахаридов.
Чем обширнее, разветвленнее эта сеть, тем вязкость
выше.

28. Болгарская палочка

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 способствует
получению продукта, характеризующегося более выраженной стабильностью консистенции.

29. Содержание сухих веществ

Содержание сухих веществ
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.

30. Содержание СОМО

Однако при СОМО, большем 25 %, не получается
сгусток со сплошной структурой, образуются лишь
хлопья.
Причина - повышение концентрации ионов
кальция. После достижения их определенной
концентрации декальцинирование под воздействием
ионов водорода прекращается, и кислотный сгусток
не образуется.

31. Содержание белка

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.

32. Структура на примере йогурта

С казеином - был более прочным и с меньшим
синерезисом. Микроструктура состояла из очень
крупных мицелл, плотно, тесно спаянных между собой.
Образец с СОМ - мицеллы более мелкие и
соединены в цепи, связанные короткими тонкими
звеньями.
С различными КСБ - менее прочным, наблюдался
больший синерезис. Микроструктура его состояла
из индивидуальных мицелл, окруженных мелкими
частицами флокулированного белка.

33. Добавка белка

Внесение более 1 % казеината натрия вызывает
появление специфического привкуса.
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 способствует
улучшению органолептических свойств.
Для повышения уровня белка в молоке
используют также соевый белок. Оптимальное
качество сгустка получено при добавлении
2 % соевого белкового концентрата.

34. Но есть проблемы

Значительное повышение содержания СОМО
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.

35. Немолочные добавки

Для улучшения консистенции КМН (в основном
йогурта) и повышения их стойкости в хранении
часто используют стабилизирующие добавки
(гидроколлоиды) растительного и животного
происхождения.
В
химическом
отношении
стабилизаторы
представляют собой полисахариды или белки
(желатин).

36. Немолочные добавки

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 (ГМЦ, Na-КМЦ, МКЦ,
модифицированные крахмалы).

37. Стабилизация геля

Эффективная стабилизация продукта пектином
наблюдается при рН около 4,0.
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.

38. Крахмалы

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.
Вязкость и прочность желе, полученных фракциями с линейной цепью, зависят от молекулярной
массы. Крахмалы с высоким содержанием
амилопектина образуют не прочные желе, а мягкие
пасты, склонные больше к текучести, чем к разрыву
при приложении растягивающего усилия.

39. Добавление стабилизаторов

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
должны
быть
термоустойчивы
и
не
взаимодействовать с белком, во втором растворимые при нагревании.
Гидроколлоиды, осаждающие белки (камедь
рожкового дерева, гуаровая смола, пектин, КМЦ и т.
д.), добавляют только в сквашенное молоко.

40. Связывание воды

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.

41. Выделение сыворотки

42. КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ЗАО «Гелиос»
Московская обл., г. Клин, ул.Дурыманова, д. 16
Директор по качеству
Кожевников Игорь Викторович
Тел.: +7 (910) 702-10-37
e-mail: [email protected]
Благодарю за внимание!
English     Русский Rules