Молокосодержащий продукт с заменителем молочного жира, произведенный по технологии сметаны с увеличенным сроком годности

На развитие рынка молочной продукции оказывают влияние глобальные потребительские тренды, такие как растущее внимание к заботе о здоровье, увлечение спортом, активным образом жизни и здоровым питанием. В связи с тем что потребители все больше заботятся о здоровье, особое внимание уделяется здоровью кишечника. Продукты, содержащие пробиотики и пребиотики, не теряют своей популярности [1–4].

Также, по мнению участников отрасли, главным трендом молочного рынка являются продукты с Clean Label или «чистой этикеткой». Это широко распространенное в мире понятие и тенденция, наилучшим образом соответствующая пожеланиям тех потребителей, которые хотят покупать самые простые, наиболее чистые и натуральные продукты.

Однако рынок производства сметанных продуктов нестабилен, что влечет за собой необходимость решения ряда проблем для

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License нормализации положения. Основными направлениями являются: использование ресурсосберегающих технологий, увеличение сроков хранения и стоимости продукции.

Российский рынок сметанных продуктов ежегодно развивается, но с некоторыми нюансами: большое влияние оказывают цены на сырье и готовый продукт, скачки темпов производства и потребления продукта, качество самой продукции.

Сметанные продукты представлены широким ассортиментом, который различается производителями, жирностью, добавками. Наиболее распространенная массовая доля жира продукта – 20%, что составляет 60% всего производства. Решающую роль в приобретении товара играют несколько факторов: качество продукции, вкусовые характеристики, эстетика и удобство упаковки, цена продукта и срок годности. Причем вопрос срока годности продукта актуален в условиях современного мира. Множество опросов и отчётов подтверждают, что для потребителя значимым условием покупки является именно срок годности.

Сметанные продукты обычно имеют меньшую стоимость, по сравнению со сметаной, но обладают рядом полезных свойств. Многие из них относят к группе функциональных продуктов.

Анализируя объем потребления сметанных продуктов, опираясь на информацию от Росстата и IndexBox, можно сделать выводы о положительной динамике в области потребления этих продуктов (рисунок 1).

Рисунок 1. Объем предложения на рынке сметанных продуктов и прогноз до 2025 г.

Figure 1. Supply volume on the market of sour cream products and forecast up to 2025

Рассматривая структуру рынка сметанных продуктов, а именно производство, экспорт, импорт и потребление в прогнозе до 2025 г. будет наблюдаться их рост (рисунок 2).

Таким образом, учитывая положительные тенденции в развитии молочного, в том числе сметанного, рынка и желания потребителей, можно сделать вывод о рентабельности работ в направлении производства сметанных продуктов.

Рисунок 2. Динамика и структура рынка сметанных продуктов прогноз до 2025 г.

Figure 2. Dynamics and market structure of mixed products forecast up to 2025

Увеличение динамики образа жизни значительно меняет потребительские предпочтения и покупательское поведение на молочном рынке. Потребитель все больше интересуется натуральными продуктами.

Основные кисломолочные продукты – сметана и произведенные по ее технологии сметанные продукты. Потребитель зачастую отказывается от покупки дорогостоящих молочных десертов и йогуртов в пользу этой продукции. Поэтому актуальной тенденцией является разработка сметанного продукта, который будет защищён от преждевременной микробиологической порчи и будет отвечать потребностям населения в части натуральности его состава.

Повышение уровня защиты продукта от порчи может увеличить потенциал более широкого географического распространения молочных продуктов [5–8].

Для принятия решения об использовании защитных культур в научных исследованиях необходимо:

─ провести анализ обсеменённости продукции микроорганизмами порчи и выявить причины снижения качества и хранимоспособности;

─ найти источник обсеменения продукта;

─ рассмотреть различные способы решения проблемы, одним из них может быть биозащита;

─ подобрать защитные культуры в соответствии с составом микрофлоры продукта; оценить эффективность с учетом финансовых затрат.

Предложена технология молокосодержащего продукта с целью улучшения его полезных свойств и защиты от преждевременной микробиологической порчи.

Для осуществления поставленной цели необходимо решить основные задачи:

• •    обосновать использование защитных культур в качестве компонента, обеспечивающего защиту готового продукта от посторенней микрофлоры;

• •    проанализировать рынок производителей защитных культур;

• •    изучить технологический процесс продукта с применением защитных культур;

• • исследовать органолептические, физикохимические и микробиологические показатели готового продукта.

Материалы и методы

Сырьевые источники молочного и немолочного происхождения, молокосодержащие продукты являлись объектами исследования. Оценку качества готового продукта проводили в соответствии с требованиями МУК 4.2.1847–04. 4.2.

При выработке продукта использовали следующее сырье: сливки молочные; заменитель молочного жира; масло сливочное с массовой долей жира 72,5%; сухое обезжиренное молоко; воду питьевую; стабилизатор; соль-корректор; закваску для сметаны; защитную культуру.

В сметанных продуктах основным компонентом является жир, по его процентному содержанию в основном и формируется ассортимент данной группы продукции. Сметанный продукт относится к ассортиментному ряду сметаны. Это молочный и содержащий в своем составе немолочные компоненты кисломолочный продукт. Технология производства незначительно отличается от технологии традиционной сметаны.

Преимущества молокосодержащих продуктов с заменителем молочного жира по сравнению с традиционной сметаной очевидны. Применение заменителя молочного жира (ЗМЖ) позволяет решить ряд технологических проблем, делая продукт не только полезным, но и конкурентоспособным. Основные преимущества продуктов с ЗМЖ:

─ возможность включения в рацион людей, страдающих непереносимостью лактозы;

─ высокое содержание витаминов и питательных веществ, необходимых для организма человека;

─ разрешено употреблять при гипертонических болезнях и в случаях возникновения проблем с лишним весом из-за низкой калорийности;

─ обладают высокой биологической ценностью;

─ гипоаллергенны;

─доступны для всех слоев населения.

Научно-производственное объединение «Зеленые линии» подразделение ГК «СОЮЗСНАБ» -крупнейшее российское предприятие по производству и разработке заквасочных культур. Данная компания всегда с особым вниманием относится к изучению новых рыночных тенденций и удовлетворению меняющихся потребностей производителей. На основании большого количества положительных отзывов и наличия представительной клиентской базы решено было использовать защитную культуру данного производителя.

Сметанный продукт можно вырабатывать двумя способами: термостатным и резервуарным. Сейчас на предприятиях его изготавливают преимущественно резервуарным способом, так как он более экономичен. Технологический процесс производства молокосодержащего продукта проводили следующим образом [9].

Для восстановления сухих компонентов рецептурное количество воды набирали в емкость, далее ее нагревали до температуры 35–40 °С, и при постоянном перемешивании через воронку вносили сухие компоненты через центробежный насос. Полученную смесь перемешивали и оставляли для набухания с целью растворения компонентов и удаления воздуха. На этом этапе осуществляли контроль физико-химических и органолептических показателей восстановленного сухого молока: массовая доля жира, кислотность, алкогольная проба, проба на кипячение и массовая доля белка.

Жировые компоненты, сливочное масло и заменитель молочного жира предварительно подготавливали, нарезали на куски. Плавление производили в ванне с рубашкой при температуре не более 65 °С при постоянном перемешивании во избежание местного перегрева.

После подогрева жировых и молочных компонентов составляли смесь. Жир через диспергатор подавали тонкой струйкой в резервуар с молочными компонентами с одновременной циркуляцией получаемой смеси. После перекачивания всего количества жировых компонентов смесь диспергировали 10–15 мин. В это время через воронку вносили стабилизатор консистенции и соль-корректор. В диспергированной смеси определяли органолептические показатели, массовую долю жира, кислотность и пробу на термоустойчивость.

Подготовленную и нагретую до 65 °С молочнорастительную смесь направляли на гомогенизатор при давлении: I ступень – 80 атм, II ступень – 40 атм. Давление гомогенизации регулировали в зависимости от консистенции и органолептических показателей смеси: при излишне густой консистенции – давление понижали; при излишне жидкой консистенции – давление повышали.

После гомогенизации смесь подавали на пастеризационно-охладительную установку. Пастеризация смеси происходила при температуре 94 ± 2°С с выдержкой 20 с. После пастеризации осуществляли контроль массовой доли жира и кислотности смеси. Далее смесь охлаждали до температуры заквашивания и перекачивали в резервуар.

Заквашивание производили путем внесения сухой заквасочной культуры либо заквасочной и защитной культур, равномерно распределяя их по поверхности. С целью соблюдения санитарных норм и правил, руки мастера, пакет (флакон) с закваской и ножницы для разрезания пакета предварительно обрабатывали дезинфицирующим средством или спиртом. После внесения заквасочной культуры смесь перемешивали 15–20 мин. Через 1 ч заквашенную смесь повторно перемешивали в течение 15 мин и оставляли для сквашивания.

Процесс сквашивания считали оконченным после образования плотного сгустка с показателем активной кислотности не менее рН 4,6, титруемой кислотности – не менее 54 °Т. По достижении необходимого значения кислотности в сгустке, а также после визуальной оценки консистенции продукт перемешивали с одновременным охлаждением ледяной водой, которая подается в рубашку резервуара 5–10 минут.

Затем продукт подавали роторным насосом на фасовочный автомат. Фасовку осуществляли в потребительскую и транспортную тару. В процессе фасовки продукт периодически перемешивали.

Длительность фасовки одной емкости не более 4 ч. Маркировку осуществляли в соответствии с требованиями нормативной документации.

После фасовки и маркировки продукцию направляли в холодильные камеры с температурным режимом 4 ± 2°С для охлаждения и созревания. Процесс созревания длился от 12 до 48 ч. За это время продукт приобрел оптимальные органолептические характеристики за счет накопления ароматических веществ, завершился процесс структурообразования, консистенция стала более плотной. После охлаждения и созревания технологический процесс закончен, а продукт при полном соответствии нормативной документации может быть реализован (рисунок 3).

Приемка сырья | Acceptance of raw materials ↓

Подготовка сырья | Raw material preparation ↓

Восстановление сухих компонентов ( Т = 35–40 °С)

Recovery of dry components ( T = 35 – 40° C) ↓

Подготовка, плавление жировых компонентов (Т нагрева 55–60 °С)

Preparation, melting of fatty components ( T heating 55 – 60 °C) ↓

Диспергирование смеси

( Т диспергирования

60 – 65 °С, τ = 10–15 мин)

Dispersion of the mixture

( T dispersion 60 – 65 °C, τ = 10 – 15 min) ↓

Гомогенизация смеси

( Т гомогенизации 60 – 65 °С; Р 1 = 80 атм; Р 2 = 40 атм) Homogenization of the mixture

( T homogenization = 60 – 65° C; Р 1 = 80 atm; Р 2 = 40 atm)

↓

Пастеризация ( Т пастеризации 92 ± 2 °С, τ = 20 с)

Pasteurization ( T 92 ± 2° С, τ = 20 s) ↓

Охлаждение, заквашивание ( Т заквашивания 38°С) Cooling, fermentation ( T 38° С) ↓

Сквашивание, перемешивание ( T сквашивания 38 °С,

τ сквашивания

= 6 – 16 ч, К = 54ºТ,

τ перемешивания

= 15 – 20 мин)

Fermentation, stirring ( T 38° С, τ = 6 – 16h,

К = 54ºТ, τ stirring = 15 – 20 min) ↓

Розлив, упаковка, маркировка

Filling, packaging, labeling ↓

Охлаждение и созревание продукта

( Т = 4 ± 2 °С, τ = 12 – 48 ч) Product cooling and ripening ( Т = 4 ± 2° С, τ = 12 – 48 h)

Рисунок 3. Технологическая схема производства молокосодержащего продукта

Figure 3. Technological scheme for the production of a milk-containing product

Результаты и обсуждение

Рассмотрим контрольные критические точки при производстве молокосодержащих продуктов и меры их предотвращения.

• 1.    Приемка сырья – опасность биологическая. Метод контроля – проведение микробиологических посевов поступающего на производство сырья производственной лабораторией и фиксация результатов в журналах по сырью.

• 2.    Приемка сырья – опасность химическая – антибиотики. Метод контроля - проведение анализа на наличие антибиотиков в сырье при их приемке и фиксация их в журнал входного контроля сырья.

• 3.    Тепловая обработка (пастеризация-охлаждение) – опасность биологическая (БГКП, дрожжи, плесень). Метод контроля – визуальный контроль температурного датчика, фиксация значения в чек-листе.

• 4.    Сквашивание – опасность биологическая. Метод контроля – измерение показателя активной кислотности рН и фиксация результатов в журнал контроля сквашивания.

• 5.    Розлив продукта – опасность физическая – материалы поврежденной упаковки. Метод контроля – визуальный осмотр и занесение результатов в чек-лист.

• 6.    Хранение продукта – опасность биологическая. Метод контроля – контроль температурных режимов и санитарного состояния складских помещений с фиксацией данных в журнале.

Одновременно проводили две выработки молокосодержащего продукта – первая с применением защитной культуры (экспериментальный образец), вторая – без защитной культуры (эталонный образец).

Продукты были заложены на хранение. Исследование органолептических показателей молокосодержащих продуктов проводили согласно требованиям технологических стандартов. Органолептическую оценку начинали с определения наличия или отсутствия пороков продукта с целью их своевременного предупреждения. Оцениваемые характеристики – вкус, запах, внешний вид, структура, консистенция и цвет. Органолептическую оценку продукта проводила дегустационная комиссия, которой зачитывали органолептические показатели из нормативных документов, затем подавали эталонный образец, в сравнении с которым дегустировали аналогичные образцы продукции.

Были выполнены требования, предъявляемые к месту проведения дегустации и используемой посуде. Зал просторный, за одним столом размещаются все члены дегустационной комиссии.

Dolmatova O.I. et al. Proceedings of VSUET, 2020, vol. 82, no. 1, pp. 110-116

В дегустационном зале не должно быть шума, вибрации, посторонних запахов, освещение естественное, равномерное, не создающее резких теней, при искусственном освещении должны использоваться лампы дневного света. В качестве столовой посуды использовали белые чашки, блюдца, столовые приборы из нержавеющей стали. Вся посуда содержалась в чистоте и хранилась в закрытых шкафах.

Дегустационной комиссией установлено, что на 30-е сут хранения молокосодержащего продукта без защитной культуры наблюдается начало его порчи – ухудшилась консистенция, появилась шероховатость, а вкус и запах стал кислым, на 40-е сут – продукт считали испорченным. Органолептические и физико-химические показатели молокосодержащего продукта с защитной

Исследование вязкости проводили в трех пробах каждого из образцов в течение всего срока годности (таблица 1).

Установлено, что эталонный и экспериментальный образцы обладают достаточно густой консистенцией.

Титруемая кислотность – это показатель, обусловленный содержанием в сметанном продукте компонентов кислотного характера, которые можно обнаружить при титровании. Критическим считают показатель титруемой кислотности равный 100 °Т. Нарастание кислотности в эталонном образце происходило быстрее, чем в экспериментальном, и превысило норму на 30-е сут хранения.

Таблица 1.

Физико-химические показатели молокосодержащих продуктов в процессе хранения

Table 1.

Physico-chemical characteristics of milk-containing products during storage

Срок хранения, сут Shelf life, day	Эталонный образец Reference sample		Экспериментальный образец Experimental sample
	Вязкость, МПа·с Viscosity, МРа·s	Титруемая кислотность, °Т Titratable acidity, ° T	Вязкость, МПа·с Viscosity, МРа·s	Титруемая кислотность, °Т Titratable acidity, ° T
1	2900	64	3000	62
10	3200	70	3420	68
20	3460	72	3600	72
30	3880	101	3730	86
40	4180	140	3860	100

Наиболее частой причиной микробиологической порчи молочных продуктов являются БГКП, дрожжи и плесени. Причем уровень контаминации меняется от завода к заводу и зависит от многих факторов: объёмов сезонностей производства, отклонений от стандартного процесса, использования ингредиентов с высоким риском обсеменения. Не только уровень загрязнений, но и их видовой состав непостоянны даже на отдельно взятом заводе.

Определение наличия БГКП необходимо для исключения случаев отравления и оценки санитарно-гигиенического состояния готового продукта. Развитие БГКП может привести к забраковке, например, вздутию сметанного продукта. Поэтому указанный показатель подлежит контролю как индикаторная группа для прогнозирования качества и хранимоспособности готовой продукции [10–12].

Развитие дрожжей незаквасочного происхождения также приводит к порокам сметанного продукта. Плесени в кисломолочных продуктах появляются на поверхности сначала в виде белых пушистых колоний, в последствии -образуя сплошной пушистый налет. Развитие молочной плесени отрицательно влияет на вкусовые качества продукта, вызывая такие пороки, как прогоркание вкуса, посторонний запах в продукте и испорченный внешний вид.

Исследуя микробиологические показатели продуктов, получили результаты: в молокосодержащем продукте с защитной культурой рост патогенной микрофлоры отсутствовал на протяжении 30 сут, на 40-е сут – не превысил нормативных показателей (Д-50, П-50), в в молокосодержащем продукте без защитной культуры количество дрожжей и плесеней превышало норму на 30-е сут хранения. В эталонном и экспериментальном образцах на конец срока годности присутствовали молочнокислые микроорганизмы в пределах нормы.

Заключение

Разработана технология получения сметанного продукта с защитной культурой. Применение защитных заквасочных культур в производстве сметанного продукта не требует дополнительного оборудования или изменения технологических параметров.

Установлено, что дрожжи и плесени -основные возбудители микробиологической порчи сметанного продукта.

Научно доказано, что защитная культура обладает антимикробными и антибактериальными свойствами.

Срок годности молокосодержащего продукта с заменителем молочного жира, выработанного по технологии сметаны с применением защитной культуры, увеличивается на 30%.

Использование натуральной защиты в производстве продукта дает возможность не только снизить количество пищевых отходов (что увеличит прибыль и географию сбыта), но и активно реагировать на тенденции и потребительские нужды, выделяясь на рынке с ожесточенной конкуренцией.

Возможна реализация полученных результатов в промышленных условиях на предприятиях молочной отрасли.