Инновации в технологии изготовления кисло молочных продуктов

Также с применением ферментов существуют технологии производства йогурта и кварка с использованием гидролизованного молока, при этом применение гидролиза лактозы позволяют значительно ускорить процесс сквашивания и производства продукта в целом.

Помимо этого гидролизованная лактоза вносит значительный вклад в сладость продукт, чем уменьшает потребность в добавлении сахара.

На нынешнем этапе фермент в основном используется для гидролиза лактозы при производстве вареного сгущенного молока и мороженого с целью предотвращения песчанистости. Если в сгущенном молоке с сахаром путем направленной кристаллизации удается избежать роста крупных кристаллов, то в вареном сгущенном молоке направленную кристаллизацию лактозы по целому ряду причин осуществить не представляется возможным. Одним из путей выхода из создавшегося положения является перевод кристаллизуемой части лактозы в растворенное состояние путем ферментативного гидролиза глюкозы и галактозы, растворимость которых значительно выше.

В вареном сгущенном молоке с сахаром концентрация лактозы в водной части продукта составляет 26–30%, из них в растворенном состоянии при 20°С находится лишь 16%, остальные 10–14% в кристаллическом состоянии. Как следствие образование крупных кристаллов лактозы размером более 25 мкм и значительное снижение качества готового продукта. Отсюда следует, что для предотвращения кристаллизации лактозы в продукте при 20°С достаточно гидролизовать 50% ее массы, т. е. снизить концентрацию до значений 15,0–16,0%.

Также процесс гидролиза лактозы в процессе производства вареного сгущенного молока можно осуществить с помощью фермента, который по рекомендациям производителя можно вносить как в приготовленную смесь восстановленного сухого молока, жира и сахара перед варкой, так и непосредственно уже в готовое сгущенное молоко при температуре (40 ± 2)°С. Во всех вариантах проведения гидролиза следует в обязательном порядке контролировать рН смеси, направляемой на гидролиз, рН смеси должен быть не ниже 6,5.

Также ферменты применяют при производстве сладких молочных продуктов и молока с пониженным содержанием лактозы для людей страдающих гиполактазией. В производстве ароматизированных молочных напитков количество сахара и ароматизатора можно снизить без снижения эффекта сладости и вкуса.

С помощью гидролиза  лактозы можно получать как концентраты молочной сыворотки для потребления человеком, так и гидролизованную молочную сыворотку и ее фильтраты для кормовых целей.

При гидролизе сыворотки для пищевых целей предусмотрена предварительная обработка — деминерализация сыворотки, она не имеет существенного значения, но значительно улучшает вкус конечного продукта.

После гидролиза сыворотку выпаривают. Результатом такой обработки является сироп с содержанием сухих веществ 70–75%. 85% лактозы в этом сиропе гидролизовано и может быть использовано в качестве подсластителя в хлебопекарном производстве и производстве мороженого.

Помимо этого существует разработка на жидкий пищевой концентрат заменителя молока на основе молочной сыворотки и/или ее производных, где лактоза, исходно представленная в сыворотке, преобразована более чем на 25% путем конверсии, включающей ферментативный гидролиз лактозы посредством лактазы и кисломолочную ферментацию.

Также известен способ производства сухого безлактозного продукта из молочной сыворотки, это продукт с низкой кислотностью, высокой степенью гидролиза, повышенным содержанием ферментов, витаминов, незаменимых аминокислот и увеличенным сроком годности.

Особое применение нашел ферментативный гидролиз при производстве глюкозо-галактозного сиропа, способ производства которого предусматривает предварительную обработку сыворотки (сепарирование, пастеризацию, охлаждение, ультрафильтрацию и электромеханическую активацию фильтрата до достижения рН 4,3–5,7 ед.) и гидролиз лактозы путем внесения ферментного препарата, с последующим термостатированием в течение 3–3,5 часов при температуре 43–45°С, до достижения степени гидролиза 50–90% от исходной концентрации лактозы. Данный способ обеспечивает получение продукта с массовой долей сухих веществ не менее 60% с повышенной пищевой ценностью.

Помимо продуктов специального назначения для взрослых существует ряд низколактозных продуктов для детей различной возрастной гуппы.

Основным недостатком применения ферментативного гидролиза на производстве является высокая стоимость ферментативных препаратов, в связи с чем рациональный расход фермента при производстве молочных продуктов особенно важен. По этой причине актуально такое новое направление в производстве низколактозных молочных продуктов как использование иммобилизованных ферментов. Так как в ходе производства фермент инактивируется при тепловой обработке или при регулировке рН, он не может использоваться повторно, что является экономически не выгодным. Вместо использования обычных ферментов сейчас можно применять ферменты с водорастворимыми и нерастворимыми носителями. Такие системы с иммобилизованными ферментами могут использоваться для непрерывного гидролиза лактозы. Фермент, являясь дорогостоящим продуктом, не потребляется и может использоваться для гидролиза больших объемов продукта. Благодаря этому повышается прибыльность производства, но данная технология еще не получила широкого применения.

Таким образом, продукты с гидролизованной лактозой обладают функциональными свойствами и широкими возможностями. Гидролиз лактозы также применим и к другим продуктам, таким как молочно-шоколадный напиток, молочные коктейли и сливки, которые сейчас находятся на стадии освоения промышленностью.

Среди основных направлений применения ферментативного гидролиза лактозы при переработке цельного молока и молочной сыворотки можно выделить:

– получение продуктов с функциональными свойствами для людей страдающих непереносимостью лактозы;

– производство концентратов молочной сыворотки с регулируемыми функционально-технологическими показателями, применимых как в пищевых, так и в кормовых целях, что значительно расширяет пути переработки данного перспективного вида молочного сырья;

– получение сахарозаменителей (глюкозо-галактозных сиропов), более дешевых и сладких по сравнению с сахарозой для производства мороженого, хлебобулочных, кондитерских изделий и других продуктов;

– сокращение временных затрат на производство кисломолочных продуктов, за счет ускорения сквашивания заранее гидролизованного молочного сырья;

– использование ферментативного гидролиза при производстве таких молочных продуктов как вареная сгущенка и мороженое, позволит избежать пороков консистенции — песчанистости и крупинчатости;

– снижение расхода сахара в рецептурах на мороженое, замороженные десерты и другие сладкие молочные продукты за счет повышение сладости молока при проведении ферментативного гидролиза лактозы;

– повышение стойкости продукта при хранении за счет того, что при ферментативном гидролизе лактозы образуются моносахариды, которые увеличивают осмотическое давление, чем замедляют развитие посторонней микрофлоры[9].

Ферментативный гидролиз лактозы еще очень молодое направление в молочной отрасли, и только набирает обороты, но представляется очень актуальным, как с точки зрения технологии, так и с позиции экономической оценки. Выпуск и реализация низколактозных продуктов является перспективным направлением, причем не только на молочном рынке нашей республики, но и в странах СНГ, за счет практически отсутствия данного вида молочной продукции в ассортименте отечественных производителей.

2.2 Разработка технологии получения кисломолочных продуктов, обогащенных фитодобавками

В настоящее время  в Казахстане широко развивается пищевое производство кисломолочных продуктов, обогащенных фитодобавками. Это связано с тем, что такие кисломолочные продукты наиболее питательны, повышают защитные силы организма, способствуют сохранению здоровья, благоприятно воздействуют на физиологические функции и протекание биохимических реакций за счет нормализации его микробиологического статуса.

В последние годы в  инновационных проектах по разработке функциональных продуктов питания ряда стран преобладает термин «обогащение».

В развитых странах потребление  обогащенных продуктов питания опережает потребление биологически активных добавок, более чем в 1,5 раза.

Сочетание полезных качеств молочных продуктов и бобовых добавок позволяют получать гармоничные по составу и свойствам композиты. Обогащенные кисломолочные продукты обладают определенными функциональными свойствами. Молочный ингредиент содержит кальций, бобовые — белок, богатый незаменимыми аминокислотами, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, витамины: С, В1, В2, антиоксиданты, бетакаротин, олигосахариды и минеральные вещества. Биологическая ценность комбинированных кисломолочных продуктов достаточно высока. Комбинирование кисломолочных продуктов с зернобобовыми ингредиентами позволяет сохранить характерные для кисломолочных продуктов органолептические показатели и рационализировать состав кисломолочных продуктов, обогащенных фитодобавками. В качестве фитодобавок использовали люцерну. Люцерна является основной кормовой, бобовой культурой большинства регионов Казахстана. Она содержит незаменимые аминокислоты, большое количество углеводов, органических кислот, эфирных масел, алкалоидов, витаминов: А, В1, В2, В6, В12, Е, С, D, а также такие макро и микроэлементы как магний, кальций, калий, фосфор, цинк, селен, серу, медь. Люцерна богата хлорофиллом и является важным источником витамина К, который укрепляет капилляры, вены, мышцы. Все эти вещества находятся в оптимально-сбалансированном виде, что облегчает их усвоение. Люцерна — удивительное растение, оказывающее благотворное действие практически на все органы и системы: активизирует обмен веществ, стимулирует всасывание и усвоение питательных веществ, нейтрализует свободные радикалы и сорбирует токсины, регулирует эндокринные нарушения, снижает уровень сахара и холестерина в крови, оказывает антибактериальное и противовоспалительное действие[10].

Включение в ежедневный рацион человека разнообразных препаратов, биологически активных добавок к пище, продуктов питания, улучшающих при систематическом употреблении состав нормальной микрофлоры, создает реальные предпосылки увеличения средней продолжительности жизни, длительного сохранения здоровья и рождения здорового поколения. В настоящее время, пробиотики и продукты функционального питания составляют не более 3% всех известных пищевых продуктов. Однако по прогнозам ведущих специалистов мира в области питания и медицины, в ближайшие 15–20 лет их доля достигнет 30% всего продуктового рынка [11].

Для получения кисломолочных  продуктов используют бактериальную закваску Lactobacillus cremorius и бифидумбактерин сухой «НПО Микроген», который представляет собой лиофильно высушенную в среде культивирования микробную массу живых, активных штаммов Bifidumbacterium bifidum.

Обогащение кисломолочного продукта белками люцерны проводили путем добавления сока люцерны, полученного из надземной части растения.

Для получения кисломолочного продукта проводили ферментацию молока в течение 12 часов при температуре 36 °С. В процессе ферментации определяли физико-химические (кислотность по Тернеру, плотность) и микробиологические показатели (общее количество бактерий, количество клеток ацедофильных бактерий) исходного молока и обогащенного кисломолочного продукта [12].

Полученный продукт  имеет однородную структуру, оптимальную кислотность и хорошие органолептические показатели, т. е 4% концентрация закваски является оптимальной (табл. 1).

Таблица 1

Влияние концентрации заквасок на физико-химические и микробиологические показатели кисломолочного продукта

2.3 Использование растительных белков и белково-липидных композиций с целью интенсификации процесса производства мягких сычужных сыров