Способы коагуляции белков молока при производстве творога, их влияние на свойства сгустка, на синерезис и качество готового продукта
При производстве творога одной из основных операций считается сквашивание молока, вызывающее коагуляцию белков и образование сгустка. Исходя из этого существуют 2 основных способа коагуляции:
— кислотный (этим способом вырабатывается в основном нежирным и пониж. Жирности творога , т.к.при нагревании сгустка происходит потеря жира в сыворотку, кроме того этот способ обеспечивает получения нежирного творогаболее нежной консистенции ),
При кислотном способе коагуляции вносим закваску от 1 до 5%, при кислотно-сычужном способе после внесения закваски вносится раствор CaCL2 из расчета 400г безводной соли на 1000кг молока. CaCL2 вносится в виде 40%-го раствора. После внесения CaCL2 тщательно перемешивается и вводится сычужный фермент (1г порошка на 1000кг молока). Сычуж-й фер-т вносится в виде 1%-го р-ра.
После перемешивания молоко оставляют для сквашивания. Оно продолжается при кислотно-сычужном способе 6-7 часов и заканчивается при достижении кислотности сгустка 58-60 0 Т для 18% и 9% творога, 66-70 0 Т – для 5% и 2% нежирного творога.
Процесс сквашивания кислотным способом — 6-10часов, кислотность – 80-85 0 Т. При кислотном способе коагуляция казеина происходит в рез-те молочно-кислого брожения. При кислотно-сычужном способе коагуляции казеина происходит под действием молочной к-ты и сычужного ф-та.
Способы сквашивания оказ-ют влияние на вязкость, структурно-механич-е св-ва сгустка, процесс синерезиса сгустка.
Наибольшая вязкость и прочность хар-на для сгустка при сычужно-кислотном способе, наименьшая — при кислотном. Процесс синерезиса идет лучше при кислотно-сычужном способе. В полученном сгустке преобладают более крупные, плотные частицы, чем при кислотном.
Технологическая схема производства творога традиционным способом. Обоснование режимов технологических процессов.
1. приемка и подготовка сырья 2. Нормализация 3. Очистка 4. Пастеризация 5. охлаждение до темпер заквашивания 6. Заквашивание 7. Сквашивание 8. обработка сгустка 9. обезвоживание сгустка(отделение сыворотки) 10. охлаждение творога 11. Хранение
Сырьем для производства творога является цм, обм, сливки, пахта. Нормализацию проводят с целью установления правильного соотношения между м.д. жира и белка в нормализованной смеси, обеспечивающее получение стандартного по жиру и влаге продукта. нормализацию проводят с учетом фактического содержания белка в сырье и коэффициента нормализации, который устанавливается в зависимости от вида творога, конкретных условий производства, сезона года, способов производства. Коэффициент пересчета устанавливается опытным путем, после проведения нескольких контрольных выработок.
Массовая доля жира в нормализованной смеси определяется в зависимости от массовой доли белка в молоке:
а) для творога Ж = 18%
где а – коэффициент для весеннего периода а = 0,15
для летнего а = 0,25 – 0,3
для осеннее-зимнего а = 0,3 – 0,4
б) для творога Ж = 5%, 9%
где К для творога Ж = 9% в весеннее-летний период К = 0,45 – 0,5
в осеннее-зимний К = 0,5 – 0,55
для творога Ж = 5% К = 0,28.
Норм смесь очищают на сепараторе-молокоочистителе при Т=42±3°С. Температура пастеризации при производстве творога составляет Т=78±2°С,10-20с. Цель: уничтожение патогенной м/ф, иноктивация ферментов сырого молока, создание условий благоприятных для развития м.о. закваски, ускорение процесса обезвоживания сгустка, повышение выхода готового продукта. При пастеризации уничтожаются вегетативные формы м.о. эффективность пастеризации – не ниже 99,4%. Количество остаточной м.ф. не должно превышать нескольких десятков клеток в 1мл. темпер. пастеризации оказывает влияние на ф/х свойства сгустка, что в дальнейшем отражается на качестве и выходе готового продукта. При низкой температуре пастеризации сыв. Белки почти полностью переходят в сыворотку, в результате снижается выход творога и сгусток м.б. недостаточно плотным. Повышенная температура приводит к образованию сгустка, облад. Низкой синеретической способностью и при обработке сгустка выделяется большое количество белковой пыли с сывороткой. При высокой температуре паст усиливается денатурация сыв белков, которые участвуют в образовании сгустка, это увеличивает выход готового продукта. Однако сыв белки увеличивают влагоудерживающую способность сгустка, что снижает интенсивность отделения сыворотки.
Охлаждают смесь до температуры сквашивания. Для оптимальн условий развития мол. м/ф молоко заквашивается чистыми культурами мезофильных м/к стрептококков при Т=30±2°С в холодное время года, Т=28±2°С в теплое. Количество вносимой закваски составляет 1-10% от массы заквашиваемого молока при пересадочном способе приготовления закваски. Закваска прямого внесения вносится в соответствии с инструкцией завода-изготовителя. При ускоренном способе заквашивания используют симбиотическую закваску приготавливаемую на чистых культурах мезофильных и термофильных стрептококках при Т=32±2°С.
При кислотно-сычужном способе производства под действием сычужного фермента на первой стадии казеин переходит в параказеин, на второй стадии образуется сгусток. Изоэлектрическая точка смещается с величины 4,6-4,7 до 5,2. Поэтому образование сгустка под действием сычужного фермента происходит быстрее и сгусток имеет меньшую кислотность, чем при кислотной коагуляции белков молока. Образуются кальциевые мостики между крупными частицами, что обуславливает лучший сгусток, он лучше отдает сыворотку, т.к быстрее происходит уплотнение пространственной структуры белка, поэтому не требуется подогрева сгустка для отделения сыворотки. На вязкость и прочность сгустка оказывает влияние способ сквашивания. наиболее вязкий и прочный сгусток при использовании кислотно-сычужного способа коагуляции белков, ускоряется процесс обезвоживания и меньше белка уходит в сыворотку. При кислотном свертывании соли кальция уходят в сыворотку, а при кисл.-сыч. Остаются в сгустке.
Процесс синерезиса при обработке сгустка зависит от температуры пастеризации, способа свертывания белков, температуры и продолжит сквашивания, кислотности полученного сгустка, дозы вносимого хлористого кальция и др. творог охлаждают до Т=8-12°С, расфасовывают и доохлаждают в камере хранения при Т=2-6°С.
Сравнительный анализ технологий производства творога на основе кислотной коагуляции белков молока и кислотно-сычужной. Особенности технологических параметров производства творога с применением бактериальных заквасок лактококков и совместно бактериальных заквасок лактококков с термофильными молочнокислыми стрептококками
Сущестует 2 способа коагуляции белков:кислотный и кислотно-сычужный.При кислотной коагуляции в молоко вносят только закваску, в результате молочнокислого брожения происходит накопление молочной кислоты, достигается значение ph4,6-4,7 ( изоэлектрическая точка казеина).Нарушается структура казеинаткальцийфосфатного комплекса, что приводит к его дестабилизации и образованию сгустка.В последующем сгусток нагревают для удоления излишней сыворотки. Структура сгустков кислотной коагуляции белков молока не прочная, формируется слабыми связями между частицами казеина, плохо отделяет сыворотку, поэтому для интенсификации отделения сыворотки требуется подогрев сгустка.
При кислотно-сычужном способе производства творога коагуляция происходит в результате образования молочной кислоты и действия молокосвертывающего фермента. При кислотносычужном способе производства творога в молоко добавляется закваска, CaCl2 и молокосвертывающий фермент. CaCl2 вносят для восстановления солевого равновесия, нарушенного при постеризации молока. CaCl2 вносят из расчета 400г безводной соли на 1000 кг молока, в виде раствора с моссовой долей CaCl2 30-40%. После этого в молоко вносится молокосвертывающий фермент в виде раствора, с массовой долей фермента не более 1%. Доза фермента, активностью 100 тыс. едений составляет 1г на 1000кг заквашиваемого молока.Молокосвертывающий фермент растворяют в питьевой воде, предворительно подогретой до 36±3°С.При использовании пепсина его растворяют в профильтрованной сыворотке при 36±3°С.Нормализованную смесьпосле внесения всех компонентов перемешивают 10-15мин.После чего молоко оставляют в покое до образования сгустка. При кислотно-сычуж способе производства молоко сквашивается до получения сгустка кислотностью 60±5°Т для творога 18 и 9% жирности, для нежирного- 65±5°Т.
При кислотном способе производства молоко сквашивается до получения сгустка кислотностью 75±5°Т для творога 9%, и до кислотности 85±5°Т для нежирного.Продолжительность сквашивания молока составляет не более 10ч с момента внесения закваски. Для оптимальных условий развития молочно-кислой м/ф молоко заквашивается чистыми культурами мезофильных молочнокислых стрептококков при 30±2°С в холодное время года, и 28±2°С в теплое.При ускоренном способе сквашивания используют симбиотическую закваску, приготовленную на чистых культурах мезофильных и термофильных стрептококков при температуре сквашивания32±2°С.
Источник
X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОАГУЛЯЦИИ В ПИЩЕВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
Чаще всего для осуществления технической коагуляции применяются реагенты, такие как хлорное железо, сернокислый аммоний, сернокислая закись железа.
Метод коагуляции издавна применяют для очистки сточных вод. Ещё в 16 веке до нашей эры, в Древнем Египте люди применяли коагулянты для очистки воды, и в качестве коагулянта они использовали сок сладкого миндаля. Египтянам были известны коагулирующие свойства алюмокалиевых квасцов. А вот в Европе эти свойства начали применять только в середине 18 века.
Физико-химический метод коагуляции обладает рядом достоинств, например, происходит полное удаление из вод загрязнений органического типа, в то же время этот метод не связан с контролем деятельности живых микроорганизмов, метод обеспечивает компактность очистки сооружений и т.д.
В настоящие время уделяется большое внимание вопросам биологической ценности и увеличению выхода пищевых продуктов, получению новых форм пищевой продукции.
В связи с этим рассмотрим коагуляцию молока. Коагуляция молока – это непосредственное превращение его в сгусток (гель), то есть происходит свертывание молока. Сгусток представляет собой твердую фракцию белков молока, которую можно будет легко отделить от жидкой.
Коагуляция белка бывает двух типов: скрытой и истинной. Для скрытой коагуляции характерно связывание мицелл друг с другом на некоторых её участках, при этом образуется пространственная структура, которая называется гелем. Гель при дестабилизации большинства частиц дисперсной фазы охватывает весь объём исходного молока. Скрытую коагуляцию чаще всего называют гелеобразованием.
А вот истинная коагуляция заключается в полном слипании коллоидных частиц и в дальнейшем выпадении дисперсной фазы в осадок.
С помощью метода коагуляции в молочной промышленности получают следующие продукты:
животный сычужный фермент
органические кислоты, молочная сыворотка, бактериальная закваска
животный сычужный фермент
Коагулянты способны выполнять несколько функций, но самая главная из них – это отделение плотной фракции молока от жидкой. Для этих целей раньше использовали только сычужный фермент, который получали из желудков телят.
В современной жизни (производстве) для формирования сгустка используют:
— Пепсины – экстракты желудков домашнего скота. Чаще используют коровий пепсин, так как его можно использовать для производства рассольных сыров, а для производства мягких, твердых и полумягких сыров пепсины использовать не рекомендуется.
— Микробиальный пепсин – это дрожжи, плесени и грибы, которые естественным образом продуцируют пригодные ферменты для коагуляции.
Стоит отметить, что любой коагулянт можно использовать для приготовления свежих сыров, творога и рассольных сыров.
Для приготовления полумягких и твердых сыров подходит только животный сычужный фермент, так как он вместе с молочнокислыми бактериями участвует в формировании консистенция сыра, его вкуса и способности сохранению его длительное время.
При коагуляции белков молочной жир и вода с растворенными веществами достаточно прочно захватываются образующимся гелем, когда происходит осаждении белков только лишь небольшое количество молочного жира и водной фазы может быть механически удержано осадком.
При невысоких температурах и активной кислотности ведут выработку и созревание сычужных сыров, называемых физиологическими. Это делается для того, чтобы обеспечить возможность осуществления биологической трансформации компонентов молока с минимальными потерями пищевой ценности.
Термокислотный способ коагуляции белков молока используют при производстве мягких сыров, при этом используют различные коагулирующие агенты: органических кислот, молочной сыворотки, бактериальной закваски. Некоторые сыры производятся путем введения в горячее молоко творога, который выступает в качестве осаждающего агента, с последующей термомеханической обработкой смеси белковой массы и внесением различных добавок, таких как сливочное масло, высокожирные сливки, соль, способствующих получению однородной консистенции продукта.
Термокислотная коагуляция представляет собой изменения pH среды путем биологического или искусственного (добавление кислой сыворотки или кислоты) подкисления. Этот способ основан на свойстве казеина осаждаться в изоэлектрической точке при pH 4,6–4,7. Казеин, как и все белковые вещества, обладает электрическим зарядом, обусловленным свободными амино- и карбоксильными группами, эти группы способны образовывать соли с кислотами и основаниями, в результате чего можно судить о амфотерном характере казеина. Заряды казеина(положительный или отрицательный) зависят от pH среды, их можно изменять введением ионов водорода или гидроксильных ионов. При pH выше изоэлектрической точки казеин имеет отрицательный заряд и является анионом, при рН ниже изоэлектрической точки казеин заряжен положительно и соответственно это катион. Когда заряды сбалансированы (изоэлектрическая точка), казеин становится электронейтральным.
Из выше сказанного следует, что термокислотная коагуляция, в отличие от традиционных способов, направлена на повышение степени использования белковых веществ молока в результате совместного осаждения казеина и сывороточных белков.
Технология термокислотного свертывания молока имеет достаточно широкие перспективы благодаря ряду преимуществ. Прежде всего следует отметить, что данный способ получения молочного сгустка характеризуется высокой степенью извлечения белков из молочного сырья за счет осаждения сывороточных белков вместе с казеином. Повышение биологической ценности продуктов, полученных на основе термокислотного свертывания, обусловлено тем, что сывороточные белки имеют сбалансированный аминокислотный состав.
В настоящее время не существует последовательной теории процесса термокислотной коагуляции белков молока, несмотря на развитие практических аспектов термокислотных технологий.
Концентрация ионов кальция в молоке оказывает заметное влияние как на сычужную, так и на кислотную коагуляцию. Поэтому это представляет большой интерес исследования возможного влияния кальция на процесс термокислотной коагуляции молока. Возможность такого влияния вытекает из схожести термокислотной и термокальциевой коагуляции молока, хотя глубокого изучения данного вопроса до сих пор не предпринималось.
Список использованной литературы
Боровская Л.В. Электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины» Учебное пособие. ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР» Депозитарий электронных изданий. Москва 2010 .
Храмцов, А.Г. Мягкий сыр на основе термокислотной коагуляции белков молока и сыворотки / А.Г. Храмцов, О.А. Суюнчев, А.Ф. Лафишев // Переработка молока. – 2004. – № 1. – С. 10.
Феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков обезжиренного молока / Л.А. Остроумов, А.М. Осинцев, И.А. Смирнова и др. // Техника и технология пищевых производств. – 2011. – № 1. – С. 133–139.
Транспортировка и хранение скоропортящихся пищевых продуктов. Данилин В.Н., Петрашев В.А., Боровская Л.В.// Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1996. № 1-2. С. 7
. 5. Осинцев, А.М. Роль ионов кальция в коллоидной стабильности мицелл казеина / А.М. Осинцев, В.И. Брагинский О.Ю. Лапшакова А.Л. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – № 1. – С. 63–67
Исследование термодинамических свойств белково-полисахаридной системы методом дифференциальной сканирующей калориметрии /Бугаец Н.А., Тамова М.Ю., Боровская Л.В., Миронова О.П. //Известия высших учебных заведений. Пищевая технология Издательство: Кубанский государственный технологический университет .Краснодар, № 5-6,с.112.
Источник
