Товароведение и экспертиза йогуртов

          Физические свойства. Из физических  свойств молока технологическое  значение имеют плотность, осмотичнское  давление, тепловые свойства, электропроводность, вязкость, поверхностное натяжение.

          Плотность  сборного, товарного молока составляет в среднем 1028,8 кг/м с колебаниями 1028-1030 кг/м.

          Плотность молока складывается  из плотностей составных его  частей(молочного жира – средняя плотность 922,5 кг/м, молочного сахара – 1610,3, белков – 1339,8 и солей 2857,5кг/м) и отражает количественное содержание их в молоке.

          Плотность молока может указывать  на разбавление его водой. Так,  например, при плотности 28 – молок натуральное, при плотности 28-27 – подозрительное, при плотности 27 и ниже – фальсифицированное водой. Снижение плотности молока на один градус соответствует добавлению в него около 2,5% воды.

          Осмотическое   давление  молока  зависит главным образом от  количества солей и лактозы в нем, близко к величине давления крови (кровяной сыворотки, мочи, желчи) и довольно постоянно – оно изменяется только при заболевании животного. [3, 147]

          Существует корреляционная связь  между осмотическим давлением  и понжением температуры замерзания (криоскопия). Понижении температуры замерзания на 1,85 С обусловливает при 0 С осмотическое давление 2,24 МПа. Средняя температура замерзания нормального коровьего молока около -0,550 С с колебаниями от -0,540 до -0,570 С, что соответствует осмотическому давлению 0,70-0,74 МПа.

          Теплоемкость  молока зависит  от содержания в нем воды, состава  сухих веществ и состояния жира. Физическое состояние жира отражается на величине теплоемкости через скрытую теплоту плавления. Теплоемкость цельного молока, содержащего 3,5% жира, при 40 С (жидкий жир) составляет 3,8189*10^3 , а при 15 С 3,8353*10^3 Дж/(кг*К). Средняя расчетная величина теплоемкости молока может быть принята равной 3,8266*10^3 Дж/(кг*К).

          Теплопроводность  молока колеблется  в пределах 3,9542-5,2335*10^2 Вт/(м*К), причем из компонентов его наименьшую теплопроводность имеет молочный жир.

          Электропроводность  молока равна  44*10^(-4) Ом и зависит от содержания солевой части и ионогенных веществ. Подобно осмотическому давлению электропроводность молока при нормальном состоянии организма отличается постоянством, отклонения указывают на заболевание животного, например туберкулезом.

          Вязкость  молока обуславливается  главным образом его белковым  компонентом; влияние других составных частей не столь значительно. На вязкости молока отражается дисперсность жировой эмульсии; раздробление жировых шариков и их комкование увеличивают вязкость. В среднем вязкость молока составляет 1,75*10^(-3) Па*с с колебаниями в сравнительно широких пределах – от 1,1 до 2,5*10^(-3) Па*с . [3, 148]

          Поверхностное   натяжение   молока в среднем 43,6*10^(-3) Н/м,  т.е. значительно ниже, чем у  воды. Такое понижение поверхностного  натяжения обусловлено наличием в молоке белков, особенно белков оболочек жировых шариков и лецитина, сконцентрированных на поверхности раздела жир – плазма. Поверхностное натяжение молока существенно изменяется от ряда факторов (состав и состояние сухих веществ молока).

     1.4. Особенности технологии  йогурта питьевого  типа

     В настоящее время в России производят различные виды йогуртов. В зависимости от технологии, определяющей органолептические характеристики готового продукта, в том числе консистенцию, различают йогурты, приготовленные термостатным способом, с ненарушенным сгустком и плотной консистенцией, йогурты, выработанные резервуарным способом, с нарушенным сгустком и питьевые.

     Питьевой  йогурт становится все более популярным продуктом. Его уникальные пищевые  свойства с большим разнообразием  вкусовых оттенков, практичная и привлекательная упаковка, более низкая стоимость по сравнению с другими видами способствуют реальному успеху у потребителя.

     За  рубежом технология питьевого йогурта  отличается тем, что продукт после  сквашивания перемешивают, гомогенизируют, охлаждают до температуры хранения (5 °С) и разливают. В нашей стране при выработке йогурта питьевого типа продукт после сквашивания и перемешивания охлаждают частично в резервуаре или в потоке до температуры хранения (4±2 °С) и разливают. В этом случае молочно-белковый сгусток, подвергаемый разрушению в процессе охлаждения, плохо восстанавливает структуру и склонен к синерезису, поэтому тиксотропность (способность к восстановлению) и влагоудерживающая способность системы приобретают особое значение. Существует несколько путей повышения этих показателей.

     Один  из них - выбор заквасок. Известно, что  микроорганизмы, входящие в состав заквасок для йогурта, в зависимости от физиологических особенностей образуют при сквашивании молока молочно-белковые сгустки с разными типами консистенции: колющиеся или вязкие с различной степенью тягучести. Для питьевого йогурта применяют закваски вязкого типа с пониженной тенденцией к синерезису. [11, 231]

     Закваски, образующие сгустки с хорошей  влагоудерживающей способностью, определяемой методом центрифугирования в течение 5 мин при факторе разделения F=1000, не должны выделять более 2,5 мл сыворотки на 10 мл закваски [11,64]. На структурные свойства сгустка также влияет температура культивирования заквасок. Оптимальные температуры сквашивания заквасок, состоящих из Str. Thermophilus и Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, - 40-45°С [11, 65]. Снижение температуры сквашивания до 32 °С вызывает избыточное образование экзополисахаридов и получение продукта, характеризующегося более выраженной стабильностью консистенции, но и излишней тягучестью.

     В промышленном производстве применяют  следующие режимы сквашивания йогурта при использовании закваски, состоящей из Str. Thermophilus и Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus: в России температура сквашивания - 40-42°С, продолжительность сквашивания -3-4 ч, количество закваски - 3-5 %; в странах ЕС соответственно 37-46 °С, 2-6 ч, 0,01-8 % (чаще 2-3 %) или 30-32 °С, 8-18ч,0,01-1 % [11, 67].

     Культуры Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Str. subsp. Thermophilus способны образовывать внеклеточные полимеры, являющиеся углеводбелковыми комплексами. Количество этих полимеров возрастает при более низких температурах сквашивания или под действием неблагоприятных факторов. Загущающая способность полисахаридов, продуцируемых Str.thermophilus. отличается от таковой, продуцируемой Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus.

     Слизистые вещества, вырабатываемые разными штаммами Str. Thermophilus и Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, могут  иметь различный химический состав. В полисахаридах Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus присутствуют арабиноза, манноза, глюкоза, галактоза, которые соединены линеарными или разветвленными связями. Такие полимеры химически подобны ß-глкжанам, входящим в состав клеточных мембран. Некоторые бактерии Str. Thermophilus продуцируют тетрасахариды, состоящие из галактозы, глюкозы и N-ацетил-галактозамина с молекулярным весом 1 млн, обладающие загущающими свойствами. Присутствие этих слизистых веществ способствует улучшению однородности и повышению эластичности сгустка [5, 41].

     На основании комплексных исследований химического состава и реологических свойств сгустка предполагается, что повышение его эластичности, образованного вязкими штаммами, связано с включением прослоек экзополисахаридов в казеиновые матрицы, увеличивающих таким образом расстояние между казеиновыми мицеллами, что вызывает повышение влагоудерживающей способности и получение мягкой текстуры йогурта [9, 72].

     В то же время замечено, что культуры микроорганизмов, вырабатывающие экзополисахариды в одинаковых концентрациях, образовывали сгустки с различными органолептическими и реологическими свойствами. Так, более слизистые культуры образовывали сгустки с более низкой вязкостью, чем менее слизистые культуры при одинаковом количестве экзополисахаридов. Различия в консистенции йогурта объясняются не количеством экзополисахаридов, а характером образованной пространственной белковой структуры. Чем обширнее, разветвленнее сеть белковых цепей и полисахаридов, продуцируемых культурами микроорганизмов, тем вязкость сгустка выше [8,121].

     Учитывая, что не все слизистые штаммы обладают способностью повышать вязкость сгустка, на основании оценки кривых течения, полученных методами вискозиметрии, различают слизистые и загущающие культуры. При производстве йогурта питьевого типа молочно-белковый сгусток претерпевает наиболее значительное механическое воздействие и поэтому нуждается в особом подходе, а именно: требуется достаточно высокая вязкость сгустка после сквашивания, молочно-белковый сгусток должен быть достаточно устойчив к разрушению, иметь способность к максимальному восстановлению структуры после разрушения и удерживать сыворотку в течение всего срока хранения.

     Структурированные системы, возникающие в молоке присквашивании заквасками загущающего типа, содержат как необратимо разрушающиеся связи конденсационного типа, обладающие большой прочностью, придающие структуре упругохрупкие свойства, так и тиксотропно-обратимые связи коагуляционного типа, имеющие небольшую прочность и придающие эластичность и пластичность. В то же время, судя по степени восстановления разрушенной структуры, составляющей для различных заквасок от 1,5 до 23 %, удельный вес связей тиксотропного характера в этом случае все же недостаточно высок.

     Другим  путем получения однородной, нерасслаивающейся. вязкой консистенции йогурта, обладающей повышенной тиксотропностью, влагоудерживающей способностью, устойчивостью в хранении, является использование различных добавок.

     Применение  в определенных концентрациях добавок, содержащих белок (сухое молоко, молочно-белковые концентраты, соевый белок и т.д.), приводит "увеличению содержания сухих веществ и (в зависимости от вида добавки) повышению плотности, вязкости, снижению тенденции к синерезису. Однако получить существенное увеличение тиксотропности сгустка они не позволяют.

     При производстве йогурта возможно также использование стабилизаторов консистенции. В этом случае необходимо учитывать ряд закономерностей.

     Известно, что высокомолекулярные вещества (ВМВ) - гидроколлоиды, входящие в состав стабилизационных систем, применяемых при производстве йогурта, образуют гели, проявляющие различные механические свойства в зависимости от типов связей, возникающих между макромолекулами полимера в растворе. Растворы ВМВ, в которых межмолекулярные связи чрезвычайно непрочны и количество постоянных связей мало, способны течь и не образуют прочной структуры в широком диапазоне концентраций и температур (крахмал, камеди).

     Растворы  высокомолекулярных веществ с большим  количеством связей между макромолекулами  дают жесткую пространственную сетку  при небольшом увеличении концентрации, структура которой сильно зависит от температуры (желатин, низкометоксилированный пектин, агар, каррагинан). Наиболее низкой температурой гелеобразования обладает желатин. Его 10 %-ный раствор переходит в студень при температуре около 22 °С. Смеси первых и вторых составляются с целью повышения их функциональности, т.е. проявления в той или иной степени свойств обеих групп.

     Известно, что понижение температуры вызывает возникновение между молекулами полимера (гидроколлоида) связей, приводящих к структурированию. Постоянные связи между молекулами в растворах ВМВ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп, несущих электрический заряд различного знака, а также за счет химических связей. Структурирование -процесс появления и постепенного упрочнения пространственной сетки. При более высоких температурах из-за интенсивности микроброуновского движения число и длительность существования связей между макромолекулами невелики. Чем ниже температура, тем более расширяется и сдвигается в сторону большей прочности спектр контактов между макромолекулами.

     Если  образовавшиеся связи (коагуляционная структура} не слишком прочны, то механическое воздействие (перемешивание) может  разрушить структуру. Но при устранении внешнего воздействия растворы обычно снова восстанавливают свою структуру и застудневают. Однако когда система образована более прочными связями (конденсационная структура) и представляет собой одну сплошную пространственную сетку, сильные механические воздействия вызывают ее необратимое разрушение.

     Учитывая  изложенное, проведена сравнительная  оценка тиксотропных свойств и влагоудерживающей способности питьевого йогурта, выработанного с рядом стабилизаторов консистенции различного состава (табл. 2).

     Тиксотропные  свойства сгустков и их способность  оказывать сопротивление механическому воздействию характеризует величина изменения относительной вязкости, соответствующая степени восстановления разрушенной структуры.

     В таблице приведены средние величины изменения относительной вязкости (Во5*/Во40*) йогурта с некоторыми стабилизаторами и без них (контрольный образец) при температуре розлива 40 и 5 °С. Номера образцов даны в порядке убывания их тиксотропных свойств.