Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 9
1.1 Анализ объемов и ассортимента рынка кисломолочных напитков в РФ. 9
1.2 Белки коровьего молока как потенциальные аллергены 16
1.3 Способы снижения аллергенности белков молока 22
Заключение по литературному обзору 28
2 Объекты, материалы и методы исследований 30
2.1 Организация исследований 30
2.2 Методы и методики экспериментальных исследований 30
2.3 Материально-техническая база эксперимента
2.3.1 Конфокальный микроскоп Leica TCS SP5 52
2.3.2 Вискозиметр Brookfield RVDV-II+ Pro 55
2.3.3 Спектрофотометр ПЭ-5400УФ 57
2.3.4 Мультисенсорная установка 58
2.4 Математическая обработка результатов исследований 62
3 Адаптация рецептур кисломолочных напитков для снижения их остаточной антигенности 65
3.1 Обоснование ассортимента низкоаллергенных напитков.. 65
3.2 Разработка рецептурно-компонентного решения низкоаллергенных кисломолочных напитков со смешанным брожением лактозы 67
3.3 Разработка рецептурно-компонентного решения низкоаллергенного кисломолочного напитка с молочнокислым брожением лактозы 82
4 Технология низкоаллергенных молочных продуктов 97
4.1 Изучение состава, свойств, показателей качества и безопасности кисломолочных напитков со сниженной аллергенностью. 97
4.2 Разработка экспресс-способа оценки показателей качества низкоаллергенных кисломолочных напитков ... 100
4.3 Клинические испытания безопасности низкоаллергенных кисломолочных напитков 102
4.4 Технологические параметры производства кисломолочных напитков, обеспечивающие их низкоаллергенные свойства 112
Выводы 118
Список литературы
- Способы снижения аллергенности белков молока
- Конфокальный микроскоп Leica TCS SP5
- Разработка рецептурно-компонентного решения низкоаллергенного кисломолочного напитка с молочнокислым брожением лактозы
- Разработка экспресс-способа оценки показателей качества низкоаллергенных кисломолочных напитков
Введение к работе
Актуальность работы. Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года предусматривают развитие производства пищевых продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) продуктов питания, в том числе низкоаллергенных.
В настоящее время ассортимент низко- и гипоаллергенных молочных продуктов в нашей стране ограничивается ввозимыми из-за рубежа сухими смесями для детского питания. Реализация технологий импортозамещения в этом секторе приобретает большое научное и практическое значение.
Значительный вклад в развитие теории и практики снижения ал-лергенности традиционных молочных продуктов внесли А. Г. Храмцов, В. Д. Харитонов, И. А. Евдокимов, Ю. Я. Свириденко, А. Ю. Просеков, Л. А. Забодалова, В. И. Круглик, В. П. Курченко, Т. Н. Головач, J. M. Wal, L. W. Zhang, S.L. Taylor и др. Однако проблема все еще не решена.
Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой госбюджетной НИР кафедры технологии продуктов животного происхождения ФГБОУ ВО ВГУИТ «Развитие научных основ инновационных биотехнологий в переработке животного сырья» (№ г. р. 114112640086, 2014 – 2018 гг.), а также при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 – 2013 годы», государственный контракт № 12.527.11.0008).
Цель работы – научное обоснование и реализация технологических параметров производства низкоаллергенных кисломолочных продуктов с учетом влияния гидролизата -лактоглобулина на особенности развития микрофлоры заквасочных культур.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
на основании данных химического состава, физико-химических свойств и остаточной антигенности обосновать использование гидроли-зата -лактоглобулина, полученного с применением ферментных препаратов Flavorpro 750MDP и Promod 439L, в технологии низкоаллергенных кисломолочных напитков;
изучить особенности развития микрофлоры заквасочных культур в нормализованных смесях с гидролизатом -лактоглобулина, учитывая их способность к синтезу осмофорических соединений, экзополи-
сахаридов и участию в формировании структурно-механических характеристик готового продукта;
- разработать рецептурно-компонентные решения низкоаллер
генных кисломолочных напитков, обеспечивающие снижение их оста
точной антигенности, заданные органолептические, структурно-
механические и физико-химические свойства;
- с применением системы пьезокварцевых сенсоров и метода ис
кусственных нейронных сетей разработать экспресс-способ оценки по
казателей качества низкоаллергенных кисломолочных напитков;
определить показатели качества и безопасности кисломолочных напитков и подтвердить клиническими испытаниями их низкоаллергенные свойства;
предложить новые технологические решения по производству низкоаллергенных кисломолочных напитков, рассчитать экономическую эффективность, провести внедрение на предприятиях отрасли.
Научная новизна. Установлено, что гидролизат -лакто-глобулина, полученный с применением ферментных препаратов Flavorpro 750MDP и Promod 439L, активизирует способность микрофлоры заквасочных культур (кефирных грибков, молочнокислых лакто-кокков, Lactobacillus bulgaricus и к синтезу осмофорических компонентов и экзополисахаридов, что упрочняет структуру молочного сгустка.
По результатам клинико-химических и клинико-
иммунологических исследований подтверждены низкоаллергенные свойства кисломолочных напитков с гидролизатом -лактоглобулина, полученным с применением ферментных препаратов Flavorpro 750MDP и Promod 439L: содержание высокомолекулярных белковых структур не превышает 57,5 %, пептидно-аминокислотных структур с молекулярными массами менее 11,3 кДа – не более 44,4 %.
Предложенные технологические решения обеспечивают заданный химический состав, свойства, в т. ч. диетические (профилактические), показатели качества и безопасности низкоаллергенных кисломолочных напитков, а также снижение их остаточной антигенности до 30,3 % для биокефира; 36,4 % для кефирного биопродукта; 48,5 % для йогурта.
Практическая значимость. Обоснованы ассортиментные группы и разработаны ресурсосберегающие технологические решения производства низкоаллергенных кисломолочных напитков, проведена их адаптация к интегрированной системе менеджмента качества HACCP, что позволит обеспечить снижение остаточной антигенности, санитар-
но-гигиеническую безопасность, биологическую ценность и стабильность свойств готовых продуктов.
Разработан экспресс-способ оценки показателей качества низкоаллергенных кисломолочных напитков, который позволяет прогнозировать в них массовую долю -лактоглобулина, остаточную антигенность, титруемую кислотность, а также органолептические свойства готового продукта с погрешностью, не превышающей 3,9 %.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ (№ 2531577, № 2595393).
Разработана и утверждена техническая документация (ТУ 9222-512-00419785-13 «Продукты кисломолочные для диетического профилактического питания»). Экономическая, технологическая целесообразность и социальная значимость предложенных решений подтверждена внедрением в условиях ПАО Молочный комбинат «Воронежский» (г. Воронеж).
Методология и методы исследования. Методы исследований – стандартные и общепринятые в исследовательской практике, а также модифицированные, усовершенствованные и специальные, выполненные с применением современных приборов и информационных технологий для оценки свойств сырья, полуфабрикатов и продукции.
Научные положения, выносимые на защиту.
Особенности развития микрофлоры заквасочных культур в нормализованных смесях с гидролизатом -лактоглобулина, полученным с применением ферментных препаратов Flavorpro 750MDP и Promod 439L.
Технологические параметры производства кисломолочных
напитков, обеспечивающие их низкоаллергенные свойства.
Степень достоверности результатов проведенных исследований. Достоверность результатов проведенных исследований базируется на строгих доказательствах и использовании апробированных математических методов. Полученные результаты характеризуются высокой воспроизводимостью, взаимной согласованностью экспериментально полученных значений, корректной статистической обработкой результатов. Все научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, обоснованы и подтверждены экспериментальными исследованиями и материалами, которые полностью соответствуют данным протоколов опытов.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Содержание диссертационной работы соответствует п. 1, 2, 7 паспорта
специальности 05.18.04 – «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: Международной научно-технической конференции (заочной) «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство» (Воронеж, 2013, 2015); IV Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений» (Воронеж, 2014); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве функциональных продуктов питания» (Мичуринск-наукоград, 2014); LIII отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2014 год (Воронеж, 2015); Международной научно-практической конференции «Системный анализ и моделирование процессов управления качеством в инновационном развитии АПК» (Воронеж, 2015); VII Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2015); V Международной научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии. Актуальные проблемы молочного дела» (Ставрополь, 2015); I Международной конференции по ветеринарно-санитарной экспертизе «Ветеринарно-санитарные аспекты качества и безопасности сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 4 в журналах, рекомендованных ВАК, 3 статьи в научно-технических журналах, тезисы 9 докладов и 2 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 211 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц и 49 рисунков. Список литературы включает 138 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Способы снижения аллергенности белков молока
В настоящее время огромное значение уделяется питанию, предусматривающему коррекцию рациона больного за счет потребления функциональных продуктов с пониженным содержанием сывороточных белков молока. Известны различные технологии снижения аллергенности белков молока, которые позволяют добиться уменьшения или отсутствия антигенных детерминант в их структуре. Поскольку нативные сывороточные белки проявляют свою иммунореактивность только при сохранении молекулой третичной структуры, различные технологические приемы (тепловая обработка, применение высокого давления, ферментативный гидролиз и др.) могут изменить аллергенный потенциал продуктов питания [124]. В результате происходят конформационные переходы в белковых молекулах, приводящие к изменению структуры и перевариваемости денатурированных белков, а также разрушению или ограничению доступа к антигенным эпитопам. Длительное нагревание молочного сырья уменьшает его пищевую ценность и может привести к снижению растворимости и недостаточной перевариваемости продукта, что является существенным недостатком для снижения аллергенности с помощью тепловой денатурации.
Использование высокого давления в технологической переработке приводит к некоторым изменениям в молекулярной структуре белков и обеспечивает появление новых свойств, которые не могут быть достигнуты путем использования обычных методов модификации белков [115]. Основной термодинамический подход к модификациям, вызванным высоким гидростатическим давлением, основан на сжимаемости молекул и изменении их объема (V) [116]. Такое физическое воздействие приводит к равновесному сдвигу в пользу состояния с наименьшим общим объемом. Давление оказывает разрушительный эффект на четвертичную (200 МПа) структуру большинства глобулярных белков, но вызывает относительно небольшое влияние на вторичную структуру ( 300 – 700 МПа). Денатурация белка включает диссоциацию олигомерных белков, разворачивание и агрегацию. Ковалентные связи белка остаются нетронутыми. Эти изменения зависят от структуры и концентрации белка, величины давления, температуры, рН, ионной силы, состава растворителя. Денатурация под давлением является легко контролируемым процессом и вызывает менее значительные перестройки в белковой глобуле, чем температурное или химическое воздействие [112].
Снижение аллергенного потенциала сывороточных белков молока возможно в результате удаления из него лактоглобулинов с применением селективных специфических сорбентов. Наибольший интерес представляет осаждение белковых веществ с применением такого специфического сорбента, как хитозан. Это природный полисахарид, получаемый в результате N-дезацетилирования хитина [57]. Хитозан способен селективно взаимодействовать с различными белками молока, образуя при этом нерастворимый комплекс. Следует отметить, что хитозан является малотоксичным и способным к биоразложению полимером [57].
В Северо-Кавказском Федеральном университете проведены исследования по определению эффективности связывания хитозана с различными сывороточными белками [57]. В виду того, что сывороточные белки различаются по своему строению и физико-химическим свойствам, они могут характеризоваться разным сродством к хитозану; механизм взаимодействия хитозан – белок может быть различен. Так, возможна реакция между карбонильной группой полисахарида и аминогруппой белка (реакция Майара), образование электростатических, гидрофобных и других типов взаимодействия между двумя биополимерами.
Изучение различных факторов, влияющих на процесс взаимодействия хито-зана с белками, является важным условием их эффективного выделения из смесей различного состава. К таким факторам относятся: концентрация и молекулярная масса полисахарида, рН и ионная сила раствора, продолжительность проведения процесса и др. Причем, концентрация хитозана в молочном сырье является одним из определяющих параметров, т.к. соотношение полиэлектролитов в комплексе определяет его физико-химическую структуру и, как следствие, возможность выделения главного аллергена – -лактоглобулина из раствора [57].
Наиболее перспективным подходом для снижения аллергенности молочных продуктов является биокаталитическая конверсия молочных белков, направленная на получение их гидролизатов с заданными молекулярно-массовым распределением и остаточной антигенностью [3, 11, 53]. Специфичность протеолитиче-ских ферментов по отношению к типу пептидной связи является одним из основных свойств таких систем, что позволяет получать продукты с различной степенью гидролиза белка. Применение ферментативных гидролизатов в качестве белкового компонента специализированных продуктов направлено на уменьшение или устранение аллергенности белков молока и одновременное исключение риска сенсибилизации организма. Кроме того, гидролизованные белки характеризуются определенным физиологическим воздействием на организм человека в результате ускорения процесса усвоения короткоцепочечных пептидов в кишечном тракте по сравнению с нативными белками и аминокислотами [122]. Для некоторых пептидов доказаны биологически активные свойства: бифидогенный, антифунгальный, иммуномодулирующий, гипотензивный эффекты [130].
Основными характеристиками ферментативных гидролизатов являются степень гидролиза белковых субстратов, пептидный состав и остаточная антиген-ность – количество нерасщепленного белка, сохраняющего способность взаимодействовать с антителами [108].
В зависимости от степени гидролиза различают частичные гидролизаты, содержащие пептиды различной длины и минимальное количество свободных аминокислот, и глубокие гидролизаты, в состав которых входят пептиды и аминокислоты. Остаточная антигенность частичных гидролизатов, используемых в смесях профилактического назначения, составляет 10-3 относительных единиц (отн. ед.) и более, тогда как глубоких гидролизатов, являющихся компонентом продуктов лечебного питания, – 10-6 – 10-4 отн. ед., что в 104 – 106 раз меньше антигенности на-тивных белков [128, 132].
Существенным недостатком глубоких гидролизатов и смесей аминокислот является выраженный горький вкус. Кроме того, их возможно вносить в качестве источника азота в микробиологические питательные среды. Перспективным представляется использование частичных гидролизатов с приемлемыми органолепти-ческими показателями в лечебно-профилактическом, геродиетическом и спортивном питании.
Сложность получения частичных гидролизатов связана с выбором высокоактивных ферментов для эффективного расщепления белков молока: в частности, -лактоглобулина, -лактоальбумина и бычьего сывороточного альбумина. Для этих белков характерна компактная глобулярная структура, определяющая относительную устойчивость к протеолизу [137]. Среди них известны протеазы микробного (алкалаза, нейтраза, термолизин), животного (пепсин, трипсин, химот-рипсин) и растительного (папаин, бромелаин, фицин) происхождения с различными механизмами каталитического действия.
Изучение состава и свойств гидролизатов сывороточных белков молока, полученных с применением различных специфических протеаз, а также при совместном их воздействии (таблица 5), проведено с целью выбора частичного гид-ролизата с заданным пептидным составом, а также иммунохимическими свойствами как компонента продуктов специализированного питания [95, 108].
Конфокальный микроскоп Leica TCS SP5
Для получения кисломолочных напитков со сниженной остаточной анти-генностью нами предложено применение гидролизата -лактоглобулина. Большое практическое значение при разработке рецептуры имел подбор соотношения нормализованной молочной смеси и гидролизата -лактоглобулина, т.к. известно, что продукты гидролиза (пептиды, аминокислоты) характеризуются горечью.
Специфический сывороточный привкус гидролизата может быть устранен в результате молочнокислого брожения, поскольку молочнокислые микроорганизмы характеризуются способностью использовать отдельные аминокислоты и пептиды в качестве источника азота для своих метаболических нужд. Это ускоряет процесс сквашивания и устраняет появление возможного горького привкуса готового продукта.
С учетом маркетинговых исследований [56] в качестве ассортиментных групп для получения низкоаллергенных напитков выбраны биокефир, кефирный биопродукт и йогурт.
При разработке рецептуры продукта важной задачей было обеспечить снижение его антигенности и приемлемые органолептические показатели полученного кисломолочного напитка. С этой целью были разработаны и исследованы различные дозы внесения гидролизата -лактоглобулина в нормализованные смеси (таблица 12).
Изменение соотношения между казеином и сывороточными белками в нормализованной смеси (таблица 12) в результате включения в рецептуру гидролизата -лактоглобулина может обусловливать снижение способности смеси к кислотному гелеобразованию ввиду различного пространственного строения молекул.
Образец Молочнаясмесь / гидро-лизат-лакто-глобулина, % Массовая доля -лакто-глобулина,% Массоваядоляобщегобелка, % Массоваядоляистинногобелка, % Соотношениеказеин/сывороточныебелки/пептиды +свободныеаминокислоты Массоваядолялактозы, % контроль 100/0 0,33 3,2 3,17 88/10/2 4,70 Биокефир и кефирный биопродукт
Мономерные компоненты казеина ассоциированы в субмицеллы в результате гидрофобного и слабого электростатического взаимодействия, а также вследствие образования фосфат-кальциевых мостиков. Высокое содержание равномерно распределенного по поверхности мицелл казеина пролина препятствует образованию компактной глобулярной структуры. Снижение поверхностного потенциала приводит к уменьшению толщины гидратной оболочки мицелл и силы их межмицеллярного отталкивания. При достижении изоэлектрической точки происходит ассоциирование мицелл с образованием геля или коагуляция казеина.
Для сывороточных белков характерна компактная структура шарообразной или эллипсоидной формы. Внутримолекулярные дисульфидные мостики стабилизируют складки полипептидной цепи. Во внутренней части молекул находятся гидрофобные боковые цепи, на поверхности – полярные и электрически заряженные группы, которые с помощью водородных связей формируют гидратную оболочку. Электрические заряды равномерно распределены по поверхности, их суммарная величина невысока. Эти молекулы образуют гидрофильный золь, который не осаждается в изоэлектрической точке, и коагулирует при внесении большого количества электролита. Вследствие этого казеины осаждаются в изоэлектриче 67 ской точке, в то время, как сывороточные белки остаются в сыворотке в растворенном виде [74].
Молочный гель при выработке кисломолочных напитков формируется при постепенном снижении уровня рН нормализованной смеси до изоэлектрической точки казеина (pI = 4,6 ед.). Это происходит в результате образования молочной кислоты как продукта биохимических реакций в процессе жизнедеятельности за-квасочной микрофлоры.
Для кисломолочных напитков прочность полученного геля является показателем качества. Она зависит от структуры образовавшихся агрегатов, в том числе от прочности и расположения волокон казеина, размеров полостей в сетке геля. Гели с более крупными ячейками пространственной структуры более нежные, очень чувствительны к механическому воздействию, а наличие крупных капилляров обусловливает более высокую способность этих гелей к удерживанию воды.
Ввиду того, что добавление гидролизата -лактоглобулина в процессе нормализации приводит к существенному изменению соотношения казеин/сывороточные белки/пептиды и свободные аминокислоты, а также увеличению массовой доли лактозы в смеси дальнейшие исследования были ориентированы на изучение процесса сквашивания нормализованных смесей, а также подбор заквасочных микроорганизмов, обеспечивающих необходимую прочность и структуру молочного сгустка за счет выработки экзополисахаридов.
Разработка рецептурно-компонентного решения низкоаллергенного кисломолочного напитка с молочнокислым брожением лактозы
Свойства белкового сгустка, также как распределение ЭПС в его структуре являются определяющими факторами для текстуры готового продукта. Полученный сгусток, содержащий ЭПС, представляет собой смесь биополимерных белков и ЭПС вместе с другими составляющими. Свойства этой смеси зависят от того, являются ли биополимеры при определенных концентрациях сегрегационными (термодинамически несовместимыми, приводящими к агрегации молекул одного и того же вида или к разделению фаз), совместимыми (сосуществующими в растворе) или ассоциативными (способными к комплексной агрегации). С применением конфокальной электронной микроскопии установлено, что пере 78 мешивание вызывало отделение белка и ЭПС, которые взаимодействовали друг с другом с образованием больших агломератов (рисунок 24). а) неперемешанный сгусток, б) готовый продукт
Отмечено, что ЭПС из умеренно тягучего штамма Str. thermophilus формировали четко видимую пористую структуру, в то время как ЭПС из штамма с достаточно высокой тягучестью Lactococcus lactis subsp. cremoris имели более плотный сложный вид и произвольное распределение толстых волокон, что может препятствовать фиксации ЭПС внутри пор белкового сгустка и способствовать быстрому их отделению при перемешивании.
Влияние гидролизата -лактоглобулина на структурно-механические свойства биокефира и кефирного биопродукта Влияние массовой доли вносимого гидролизата -лактоглобулина и вида применяемой закваски нa вязкoсть готового продукта оценивали после сквaшивaния нормализованной смеси в течение 10 ч при температуре 30 ± 2 С (рисунок 25). Установлено, что с повышением в смеси массовой доли гидролизата -лактоглобулина вязкость готового продукта снижалась. Это обусловлено уменьшением способности смеси к гелеобразованию в результате существенного изменения соотношения казеин/сывороточные белки/пептиды и свободные аминокислоты. А возрастание кислотности вследствие замены части цельного молока на гидролизат -лактоглобулина препятствовало нормальному росту и развитию Streptococcus thermophilus – основного продуцента экзополисахаридов. 2
Присутствие смешанной микрофлоры в составе F-DVS XPL-1/20x500U и F-DVS XPL-2/10x500U обусловливает неполное сбраживание лактозы в нормализованной смеси из-за существенных различий в температурных оптимумах лакто-кокков и термофильного стрептококка (таблица 13). При 30 С возможно формирование консорциума микроорганизмами закваски, что способствует возникновению благоприятных условий для развития молочнокислых кокков, и подавляется развитие стрептококков, чувствительных к высокой концентрации кислот [80, 81]. Это явление сопровождается увеличением продолжительности процесса сквашивания и удлинением технологического цикла выработки готового продукта.
Наличие нескольких штаммов лейконостоков в составе заквасочной культуры F-DVS XT-314 приводит к образованию вязкого тягучего сгустка с невысокой кислотностью. Готовый продукт характеризовался консистенцией, не свойственной кефиру, выработанному по традиционной технологии.
Применение заквасок FD-DVS eXact KEFIR 1 и FD-DVS eXact KEFIR 2 позволяет сократить продолжительность сквашивания до 8 - 9 ч за счет интенсивного сбраживания лактозы лактококками и термофильным стрептококком в среде с высоким содержанием пептидов и аминокислот (рисунок 26), а присутствие Leuco-nostoc mesenteroides ssp. cremons в составе заквасочной микрофлоры способствует образованию вязкого сгустка с чистым кисломолочным ароматом. Влияние Leuconostoc mesenteroides ssp. на консистенцию готового продукта обусловлено способностью к синтезу гомополисахаридов, состоящих только из D-фруктозы (фруктаны, например, леван) или D-глюкозы (глюканы, например, декстран) [119]. Кроме того, Lactococcus lactis ssp. cremoris и Streptococcus thermophilics при оптимальных условиях для своего развития способны продуцировать гетерополи-сахариды [101]. 10 6 2 2 4 6 8 10 12 Продолжительность сквашивания, ч Кефирные грибки —F-DVS XPL-1/20x500U Кефир, выработанный по традиционной технологии I - лаг-фаза, II - фаза экспоненциального роста, III - фаза линейного роста, IV - стационарная фаза роста, V - фаза отмирания микроорганизмов Рисунок 26 - Кинетика роста заквасочных микроорганизмов Проведенные исследования позволили сделать вывод о нецелесообразности замены более 30 % нормализованной смеси на гидролизат -лактоглобулина, поскольку лактозосбраживающая активность заквасочных микроорганизмов в субстрате с измененным белковым составом (соотношение казеин/сывороточные белки/пептиды и свободные аминокислоты) существенно не менялась. Известно, что гидролизованные сывороточные белки не коагулируют в изоэлектрической точке казеина и не проявляют влагосвязывающие свойства, поэтому образованный молочный гель характеризовался недостаточной вязкостью и высокой способностью к синерезису.
Разработка экспресс-способа оценки показателей качества низкоаллергенных кисломолочных напитков
Благодаря использованию серийно выпускаемого оборудования представленная технологическая схема не усложняет процесс производства. Машинно-аппаратурная схема представлена в Приложении Б.
Разработанная технология низкоаллергенных кисломолочных напитков апробирована и внедрена в производственных условиях на ПАО Молочный Комбинат «Воронежский», г. Воронеж (Приложение В), утверждена техническая документация на производство новых продуктов (Приложение Г). Особенности технологии низкоаллергенных кисломолочных напитков со смешанным (молочнокислым и спиртовым) брожением лактозы (ТУ 9222-512-00419785-13) Сырье принимают по массе и качеству в соответствии с требованиями нормативной и технической документации, а также нормативных правовых актов РФ.
Отобранное по качеству молоко фильтруют, охлаждают до температуры (4 ± 2) С и перекачивают в резервуары для сырого молока. Хранение охлажденного до 4 С до переработки не должно превышать 12 ч, до температуры 6 С - 6 ч. На линиях обработки молока молоко, подогретое до температуры (45 ± 2) С, очищают, а затем сепарируют, соблюдая правила, предусмотренные технической инструкцией по эксплуатации сепараторов. Нормализацию молока по массовой доле жира осуществляют в потоке. Нормализованное молоко гомогенизируют при давлении (15,0 + 2,5) МПа и температуре (55 ± 5) оС.
Гомогенизированное молоко пастеризуют при температуре (78 ± 2) С с выдержкой 20 с, охлаждают до температуры (4 ± 2) C и направляют в резервуар, где смешивают с гидролизатом -лактоглобулина.
Полученную смесь пастеризуют при температуре (95 ± 2) С с выдержкой 5 мин, охлаждают до температуры заквашивания (23 ± 2) С и направляют в резервуар для сквашивания. Хранение незаквашенной смеси при этой температуре не допускается.
Приготовление кефирной закваски для заквашивания смеси проводят в соответствии «Технологической инструкцией по приготовлению и применению заквасок бактериальных концентратов для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности».
Заквашивание и сквашивание смеси осуществляют в резервуарах (с поддувом ультрачистого воздуха) для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской и молочного сгустка. Во избежание вспенивания, влияющего на отделение сыворотки при хранении, смесь в резервуар подают через нижний штуцер.
В резервуар, наполненный на 1/3 нормализованной смесью при включенной мешалке вносят: производственную кефирную закваску в количестве 2 % при выработке биокефира; закваску прямого внесения FD-DVS eXact KEFIR 1 и дрожжи SWING LAF-3/10U при выработке кефирного биопродукта; а также бактериальный концентрат в количестве, обеспечивающем содержание бифидобактерий в готовом продукте в соответствии с требованиями нормативной документации. Мешалку не выключают до окончательного заполнения резервуара.
Затем смесь с внесенной закваской перемешивают в течение 10 – 15 мин и оставляют в покое для сквашивания в течение 8 – 10 ч до достижения сгустком кислотности 85 – 90 Т или рН = 4,65 – 4,5.
По окончании сквашивания включают подачу ледяной воды с температурой (2 ± 2) С в межстенное пространство резервуара. Через 40 мин после подачи воды включают в работу мешалку. Продолжительность первого перемешивания составляет 30 мин. Перемешивание обеспечивает однородную консистенцию молочного сгустка.
После первого перемешивания мешалку отключают на 1,5 ч, дальнейшее перемешивание проводят периодически, включая мешалку на 2 мин через каждый час. Температура охлаждения биокефира в резервуаре составляет 18 С. Затем продукт охлаждают на пластинчатом охладителе до (6 ± 2) С и направляют на фасовочный автомат для розлива в пакеты из комбинированного материала типа «Тетра-брик». Упакованный продукт направляют в холодильную камеру на доохлаждение и созревание при температуре (4 ± 2) С в течение 12 ч. Особенности технологии низкоаллергенных кисломолочных напитков с молочнокислым брожением лактозы (ТУ 9222-114-00419006-13) В нормализованную молочную смесь вносят гидролизат -лактоглобулина. Далее смесь гомогенизируют при давлении (15 ± 5) МПa и температуре (60 ± 5) С и направляют на пастеризацию (95 С в течение 5 мин). Далее проводят охлаждение смеси до температуры заквашивания, характерной для термофильных стрептококков (40 ± 2 С). Смесь зaквaшивaют срaзу пoсле oхлaждения пoдoбрaннoй зaквaскoй. Oкoнчaние сквaшивaния oпределяют пo oбрaзoвaнию прoчнoгo сгусткa с aктивнoй кислoтнoстью 4,5 – 4,7 ед. рН. Затем сгусток перемешивают и охлаждают (4 – 6 С). После чего йогурт направляется на розлив в фасовочно-укупорочный аппарат и в камеру хранения.
Адаптация технологии низкоаллергенных кисломолочных напитков к интегрированной системе менеджмента качества HACCP Данная технологическая схема адаптирована к системе HACCP: в качестве критических контрольных точек посредством метода «дерева принятия решения» выбраны температура, временные интервалы температурного воздействия и остаточная антигенность (таблица 29). Применение схемы в технологическом процессе позволит обеспечить высокое качество, снижение остаточной антигенности, санитарно-гигиеническую безопасность, биологическую ценность и стабильность свойств готовых продуктов (рисунок 49).