Экспериментальные установки ВТО

Выпускаются специальные экспериментальные установки для испытания новых, перспективных продуктов. На этих установках можно изучать влияние различных технологических параметров, высокотемпературной обработки, таких как программы изменения температуры, время выдержки, способ нагрева (прямой или косвенный нагрев) а также необходимость проведения деаэрации, выбор давления и температуры гомогенизации. Многие технологические параметры связаны с характеристиками продукта и факторами, влияющими на них, например, рецептура, ингредиенты, предварительная обработка и т. д.

Эти параметры продукта столь же важны, как и параметры обработки, и успешная разработка новых продуктов, прошедших высокотемпературную обработку, требует, чтобы все эти параметры были изучены вместе. В то же самое время экспериментальная установка может быть использована для изучения свойств, связанных с воздействием тепла, таких как устойчивость, чувствительность и способность спор выдерживать тепловую обработку.

Многие лаборатории в пищевой и молочной промышленности имеют экспериментальные установки для высокотемпературной обработки. Такие установки также имеются в школах, университетах и других научных учреждениях, интересующихся технологиями молочных продуктов. Некоторые производители установок для высокотемпературной обработки имеют также экспериментальные установки для исследования и испытания продуктов, поступающих в розничную продажу.

Комплектная установка для высокотемпературной обработки может состоять из одного модуля для косвенного нагрева в пластинчатых теплообменниках и дополнительных модулей для прямого нагрева, нагрева в трубчатых теплообменниках и гомогенизации. На блок-схеме рис. 9.31 показана экспериментальная установка для косвенного нагрева в пластинчатых теплообменниках или – в качестве варианта – в трубчатом теплообменнике. Дополнительные модули для прямого нагрева и гомогенизации продукта установлены до секции стерилизации (неасептический процесс, 5а), либо после ВТО (асептическая обработка, 5b).

Рис. 9.31 Блок-схема процесса высокотемпературной обработки для экспериментальной установки, включающей в себя косвенный нагрев в пластинчатых теплообменниках или трубчатых теплообменниках и модуль прямого нагрева (обведен пунктирной линией), а также вариантов асептической и неасептической гомогенизации.

Заквасочные культуры и их производство

Бактериальные культуры, известные как закваски, используются в производстве йогуртов, кефира и других кисломолочных продуктов, а также в маслоделии и сыроделии. Закваску вносят в продукт и позволяют развиваться в нем в контролируемых условиях. В процессе проходящей таким образом ферментации бактерии образуют вещества, которые придают кисломолочному продукту его характерные свойства, такие как кислотность (рН), вкус, аромат и консистенция. Снижение активной кислотности при сбраживании бактериями лактозы до молочной кислоты оказывает консервирующее действие на продукт, одновременно улучшая питательную ценность и усвояемость.

Кисломолочные продукты имеют различные характеристики, поэтому при их производстве используют различные заквасочные культуры.

Заквасочные культуры можно классифицировать в соответствии с оптимальными температурными границами развития:

• Мезофильные бактерии – оптимальная температура роста от 20 до 30°С

• Термофильные бактерии – оптимальная температура роста от 40 до 45°С.

Заквасочные культуры могут быть:

• Одноштаммовые (содержащие только один штамм бактерий)

• Многоштаммовые (смесь различных штаммов, каждый из которых оказывает свое собственное влияние).

Мезофильные микроорганизмы могут далее делиться на O, L, D и LD культуры. В таблице 10.1 воспроизводится бюллетень Bulletin of the IDF (263/1991), в котором перечислены новые и старые названия различных заквасочных культур. В настоящей главе используются старые названия.

Некоторые штаммы Str. diacetylactis являются настолько активными кислотообразователями, что могут быть использованы как кислотообразующие микроорганизмы без добавления других бактериальных культур.

В основном эти микроорганизмы используются совместно со Str. cremoris/lactis. Культуру Leuc. citrovorum, напротив, нельзя использовать в чистом виде, поскольку рост Leuc. citrovorum в молоке обусловлен присутствием питательных веществ, вырабатываемых Str. lactis или Str. cremoris. При отсутствии вырабатывающих кислоту бактерий рост Leuc. citrovorum в молоке значительно замедляется, и в таких условиях они не могут вырабатывать ароматические вещества.

Таблица 10.1

Новые и старые названия различных заквасок и их использование

Тип Старое название Новое название Продукт

Мезофильные

O Streptococcus cremoris Lactococcus lactis ssp. cremoris Сыр Чеддер Streptococcus lactis Lactococcus lactis ssp. lactis Сыр Фита

Сыр домашний

Творог

L* Streptococcus cremoris Lactococcus lactis ssp. cremoris Сыр Континенталь (с глазками)

Streptococcus lactis Lactococcus lactis ssp. lactis Leuconostoc citrovorum Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris Кисло-сливочное масло Leuconostoc lactis Leuconostoc lactis Сыр Фита

D** Streptococcus cremoris Lactococcus lactis ssp. cremoris Кисло-сливочное масло Streptococcus lactis Lactococcus lactis ssp. lactis Streptococcus diacetylactis Cit+ Lactoccoci***

LD Streptococcus cremoris Lactococcus lactis ssp. cremoris Сыр Континенталь (с глазками) Streptococcus lactis Lactococcus lactis ssp. lactis Сыр, созревающий с участием плесени Streptococcus diacetylactis Cit+ Lactococci*** Сквашенная пахта Leuconostoc citrovorum Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris Кисло-сливочное масло Leuconostoc lactis Leuconostoc lactis

Термофильные

Streptococcus thermophilus Streptococcus salivarius ssp. thermophilus Йогурт Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus Сыр Моцарелла Streptococcus thermophilus Streptococcus salivarius ssp. thermophilus Сыр Эмменталь Lactobacillus helveticus Lactobacillus helveticus Сыр Грана Lactobacillus lactis Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis *L – Leuconostoc ** D – diacetylactis

*** Cit+ – Аббревиатура для цитратов, которые преобразуются во вкусовые и ароматические соединения

Такие характеристики бактерий, как оптимальная температура роста и солеустойчивость, очень важны при подборе состава заквасочной культуры. Назначение составляющих штаммов состоит в получении нужного результата в симбиозе, а не для дополнения одного штамма другим. Следовательно, их характеристики в этих отношениях должны быть дополняющими друг друга. В таблице 10.2 перечислены основные данные для наиболее важных заквасочных культур микроорганизмов.

Молочные заводы обычно покупают готовые смеси заквасок – промышленных заквасочных культур – у специальных лабораторий. Эти лаборатории прилагают большие усилия по исследованиям и разработкам составов специальных заквасочных культур для указанного продукта – например, масла, сыра и широкого ряда кисломолочных продуктов.

Таким образом, молочные заводы могут получать заквасочные культуры, обладающие свойствами, выбранными для определенных характеристик продукта, таких как текстура, вкус и вязкость.

Молокозаводы могут покупать производственные заквасочные культуры в различном виде:

• В жидком виде для получения маточной закваски (в настоящее время довольно редко)

• В состоянии глубокой заморозки – концентрированные заквасочные культуры для получения производственной закваски

• Концентрированные заквасочные культуры после сублимационной сушки в виде порошка – для получения производственной закваски

• В состоянии глубокой заморозки – сверхконцентрированные закваски в готовом растворимом виде для непосредственного введения в продукт.

Этапы приготовления

В последние годы концентрированные закваски в основном использовались для непосредственного изготовления производственной закваски (см. рис. 10.2), а также для непосредственного использования в производстве.

В будущем применение заквасок будет, по всей вероятности, основано на специально разработанных концентрированных заквасках, которые можно использовать непосредственно в производстве, без какого бы то ни было приготовления на молочном заводе. Однако есть молочные заводы, которые еще получают свою собственную производственную закваску через последовательные стадии из материнской закваски, как показано на рис. 10.3, поэтому здесь приводится описание этого метода.

Процесс может состоять из двух и более стадий. Закваски на различных этапах приготовления имеют определенные названия:

• Промышленная закваска, оригинальная закваска – исходная культура, которую молокозаводы покупают у лаборатории

• Материнская закваска – эта закваска приготавливается из оригинальной культуры на молочном заводе. Материнская закваска готовится ежедневно и является, как указывает ее название, исходной для всех заквасок, приготавливаемых на молочном заводе

Таблица 10.2

Характеристики некоторых важных бактерий заквасочных культур

Бактерия Оптимальная Макс. Формирование Фермент

(старое название) темп. роста, °С солеустой- кислот, фермен., лимонной чивость для % кислоты роста

I Streptococci

Str. lactis прибл. 30 4 – 6,5 0,8 – 1,0 –

Str. cremoris 25 – 30 4 0,8 – 1,0 –

Str. diacetylactis прибл. 30 4 – 6,5 0,8 – 1,0 +

Str. thermophilus 40 – 45 2 0,8 – 1,0 –

Leuc. citrovorum 20 – 25 – мало +

II Lactobacilli

Lb. helveticus 40 – 45 2 2,5 – 3,0 –

Lb. lactis 40 – 45 2 1,5 – 2,0 –

Lb. bulgaricus 40 – 50 2 1,5 – 2,0 –

Lb. acidophilus 35 – 40 – 1,5 – 2,0 –

• Промежуточная закваска – промежуточный этап производства больших объемов производственной закваски

• Производственная закваска – закваска, используемая в производстве.

Технологический процесс

Производство заквасок является одним из наиболее важных, а также самых трудных процессов на молочном заводе. Неудачное производство может привести к большим финансовым потерям, так как современные молокозаводы перерабатывают большие объемы молока.

Поэтому большое внимание следует уделять технологии производства и выбору производственного оборудования. Производство заквасок должно осуществляться в строгих санитарных условиях. Риск попадания через воздух дрожжей, плесеней и бактериофага следует свести к абсолютному минимуму. Материнские закваски должны приготавливаться в отдельном помещении, обеспечиваемом отфильтрованным воздухом под давлением, несколько более высоким, чем обычное атмосферное давление. Система мойки оборудования должна также быть тщательно продумана, чтобы предотвратить соприкосновение остатков моющих и стерилизующих средств с заквасками и их порчу.

Изготовление промежуточной и производственной заквасок может выполняться на месте производства, или в том же самом помещении, где приготавливается материнская закваска. Необходимо, чтобы каждый перенос закваски на следующую стадию производства осуществлялся при асептических условиях.

Стадии процесса

Процесс, представленный на рис. 10.4, практически одинаков для производства материнской, промежуточной и производственной заквасок. Он состоит из следующих стадий:

• Тепловая обработка питательной среды

• Охлаждение до температуры заквашивания

• Заквашивание

• Сквашивание

• Охлаждение готовой закваски

• Хранение закваски.

Обезжиренное молоко – это питательная среда, наиболее часто используемая для производства заквасок, а другим вариантом является восстановленное обезжиренное молоко с содержанием сухих веществ 9–12% (СВ), полученное из высококачественного сухого обезжиренного молока.

Основание для использования свежего или восстановленного обезжиренного молока состоит в том, что нарушение вкуса закваски заметить гораздо легче.

На некоторых молочных заводах также используется свежее молоко, полученное от выбранных хозяйств.

Питательная среда с постоянным составом, такая как восстановленное молоко без антибиотиков, является более надежной, чем обычное обезжиренное молоко. Питательную среду также можно изменить, добавив стимуляторы роста, такие как Mn2+ (марганец), например: 0,2 г MnSO4 на литр закваски, соль, как предполагается, способствует росту Leuc. citrovorum. Фаго-ингибирующая питательная среда (ФИС) является альтернативой для производства одноштаммовых и многоштаммовых заквасок. Эти питательные среды содержат фосфаты, цитраты или другие хелатообразующие агенты, которые переводят Ca2+ (кальция) в нерастворимую форму. Смысл этого состоит в том, что большинство фагов требуют для размножения Ca2+. Удаление Ca2+ из питательной среды защищает молочнокислые бактерии от воздействия бактериофагов и, таким образом, позволяет избежать снижения активности заквасок. На некоторых рынках имеется сухое обезжиренное молоко с добавлением ФИС.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: