Технологическое моделирование процесса пастеризации молочно-соевой композиции

Последние годы характеризуются нарастанием интереса к проблемам связи здоровья и питания, переосмыслением ранее известных факторов на новой методологической основе, новыми достижениями фундаментальной медицины, биологии и нутрициологии. Современные положения физиологии и биохимии питания свидетельствуют о необходимости совершенствования методов производства традиционных и создания современных технологий продуктов функционального назначения, удовлетворяющих требованиям лечебно-профилактического питания населения различных возрастных групп [1].

Молоко является прекрасной базой для создания целого ряда инновационных продуктов, потребление которых способствует сохранению и укреплению здоровья человека. Большую ценность для человека, с точки зрения физиологии питания, представляют кисломолочные продукты, что обусловлено их высокой пищевой и биологической ценностью. Широкие перспективы при производстве кисломолочных продуктов функциональной направленности имеет использование биологически активных комплексов на основе сырья животного и растительного происхождения. Сущность проектирования многокомпонентного состава продукта заключается в направленном подборе составляющих сырьевых компонентов. Основным принципом при моделировании состава является рассмотрение молочно-растительной биосистемы как единого целого. Заквашиваемую многокомпонентную смесь можно рассматривать как вариант биоценоза, а ингредиенты смеси - как подсистемы [2].

При производстве молочных составных продуктов широко применяется соя, характеризующаяся уникальными лечебно-профилактическими свойствами [3]. Комплекс биологически активных веществ, содержащихся в соевых бобах, обеспечивает благоприятное для здоровья человека действие и позволяет отнести продукты из сои к лечебно-профилактическим продуктам.

Эффективным способом профилактики нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта и лечения развивающихся вследствие этого расстройств пищеварительной, иммунной и эндокринной систем является использование при выработке кисломолочных продуктов микроорганизмов-пробиотиков. Благодаря таким качествам пробиотических культур, как выживаемость и жизнеспособность при прохождении через ЖКТ, метаболическая активность, способность оказывать терапевтическое действие [4], они являются необходимым компонентом функциональных продуктов питания.

При разработке бифидосодержащих кисломолочных продуктов большая роль в коррекции и активизации среды обитания бифидо- и лактобактерий отводится пребиотикам [5], которые стимулируют рост микроорганизмов [6]. К потенциально биологически активным добавкам, обладающим пребиотическими свойствами, можно отнести арабиногалактан - продукт переработки лиственницы Даурской, произрастающей в Амурской области. Данный полисахарид обладает уникальными свойствами, одним из которых является способность оказывать положительный эффект на микрофлору Lactobacilli и Bifidobacteria . Учитывая эту способность, ученые проявляют практический интерес к изучению совместного использования при производстве кисломолочных продуктов арабиногалактана и заквасок пробиотических культур микроорганизмов.

Выбор сырья для многокомпонентного продукта является важной составляющей в технологии, и при рассмотрении ингредиентов смеси как подсистем необходимо изучить их влияние на физико-химические и органолептические показатели продукта. В частности, особый интерес вызывает установление температурно-временного параметра пастеризации молочносоевой смеси, содержащей арабиногалактан.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись: многокомпонентная смесь (обезжиренное молоко и основа соевая пищевая в соотношении 70:30), содержащая экстрагированный из лиственницы Даурской арабиногалактан, который выпускается и реализуется под торговой маркой «Лави-тол-арабиногалактан» (ЗАО «Аметис», г. Благовещенск Амурской области); заквасочные культуры прямого внесения YF-L811 термофильная молочнокислая культура, содержащая Streptococcus thermohilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus и ВВ-12 - тип Bifidobacterium , содержит Bifidobacterium lactis (в соотношении 1:1).

При выполнении работы применялся комплекс общепринятых и стандартных методов исследования. Синеретические свойства сгустков определяли по количеству выделившейся сыворотки при центрифугировании 10 см3 разрушенного сгустка в течение 5 мин при установленной частоте вращения центрифуги 1000 об./мин. Количество выделившейся сыворотки послужило косвенным показателем влагоудерживающей способности исследуемого сгустка. Эффективную вязкость определяли на ротационном вискозиметре «Реотест-2», используя измерительный цилиндр S/S2. Скорость сдвига изменяли в диапазоне от 1,0 до 437,4 с-1. Все 91

измерения выполнены трехкратно при фиксированной температуре 25 оС. Для термостатирования использовали жидкостной ультратермостат.

Результаты обсуждения

На начальных этапах моделирования определено соотношение молочного и соевого компонентов в смеси, обоснована целесообразность использования комбинации культур прямого внесения YF-L811 и ВВ-12 ( Streptococcus thermohilus , Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus и Bifidobacterium lactis ) в соотношении 1:1. Оптимальная доза арабиногалактана составляла 1,5 % от массы молочно-соевой смеси. Контрольный образец не содержал арабиногалактана.

Для определения технологического этапа внесения арабиногалактана в продукт были выбраны следующие три стадии: 1 – после завершения процесса сквашивания; 2 – перед сквашиванием; 3 – до тепловой обработки. При выборе оптимальной стадии внесения добавки ориентировались на органолептические показатели продукта.

При внесении арабиногалактана в продукт перед сквашиванием был получен сгусток, который характеризовался рыхлой консистенцией со значительным отделением сыворотки. Внесение добавки в продукт после завершения процесса сквашивания приводило к значительному разрушению сгустка.

При введении арабиногалактана в молочно-соевую смесь до ее тепловой обработки был получен в процессе ферментации сгусток, имеющий кисломолочный вкус, однородную консистенцию, в меру вязкую и тягучую, в меру сладкий, белого цвета с кремовым оттенком, равномерный по всей массе. Таким образом, арабиногалактан рекомендуется вносить в смесь до тепловой обработки.

На следующем этапе был выбран и обоснован оптимальный температурно-временной режим пастеризации разработанной многокомпонентной смеси. Смесь приготавливали путем смешивания обезжиренного молока и основы соевой пищевой. Раствор арабиногалактана вносили в смесь при постоянном ее перемешивании. При смешивании поддерживали температуру смеси в пределах (45±2) °С. Полученную смесь гомогенизировали при данной температуре и при давлении (15,0±2,5) МПа. Физико-химические и органолептические показатели полученной многокомпонентной смеси представлены в таблице 1.

Таблица 1 Характеристика многокомпонентной смеси

Наименование	Значение
Вкус и запах	приятный, в меру сладкий, с соевым привкусом
Цвет	кремовый
Консистенция	однородная жидкость, без осадка
Массовая доля жира, %	0,82 ± 0,02
Массовая доля белка, %	3,04 ± 0,02
Массовая доля СОМО, %	7,74 ± 0,1
Кислотность, ºТ	16,8 ± 0,02
Плотность, кг/м3	1028,91± 0,01

На заключительном этапе молочно-соевую смесь, содержащую арабиногалактан, подвергали тепловой обработке пастеризацией при температуре 81, 86 и 91 ºС без выдержки, охлаждению до температуры заквашивания. В соответствии с поставленными задачами вносили комбинацию заквасочных культур. Ферментацию смеси проводили при температуре (40±2) ºC в течение 6 ч.

По завершении технологического цикла был получен молочно-растительный сгусток и определены его синеретические свойства и эффективная вязкость. Результаты исследования синеретической способности сгустков представлены на рисунке 1.

Количество выделившейся сыворотки, % при температуре (91±2) ºС при температуре (86±2) ºС при температуре (81±2) ºС

Рисунок 1 – Зависимость синеретической способности сгустков от температуры пастеризации

Анализ данных, представленных на рисунке 1, показывает, что с увеличением температуры тепловой обработки многокомпонентной смеси синергетическая способность полученных в процессе ферментации сгустков снижается. Исходя из этого, можно сделать заключение о повышении прочности и влагоудерживающей способности сгустков. С повышением температуры пастеризации многокомпонентной смеси с 81 до 86 оС количество выделившейся в процессе центрифугирования сыворотки уменьшилось на 8 %, при увеличении температуры до 91 ºС – на 10 %.

При проектировании нового вида кисломолочного продукта особое внимание уделяется его консистенции и структурно-механическим показателям. Результаты исследования эффективной вязкости полученных сгустков представлены на рисунке 2.

Скорость сдвига, с-1

при температуре (91±2) ºС при температуре (86±2) ºС при температуре (81±2) ºС

Рисунок 2 – Зависимость эффективной вязкости кисломолочного продукта от температуры пастеризации

Анализируя результаты, следует отметить, что эффективная вязкость продукта зависит от температуры пастеризации. Так, с повышением температуры тепловой обработки смеси с 81 до 86 ºС вязкость увеличивается на 12,1 %, а до температуры 91 ºС – на 13,3 %.

Выводы

Основная цель пастеризации – получить при минимальном изменении органолептических характеристик, пищевой и биологической ценности безопасный в гигиеническом отношении продукт, сохраняющий качество в процессе хранения. На основании результатов проведенных исследований определена оптимальная температура пастеризации молочно-соевой смеси с использованием арабиногалактана, равная (91±2) ºС без выдержки. Полученный кисломолочный продукт характеризуется однородной, достаточно плотной и вязкой консистенцией и низкими синергетическими свойствами.

Таким образом, включение молочного и соевого сырья в рецептуру является положительной тенденцией в расширении ассортимента и создания кисломолочных продуктов, полноценных и сбалансированных по количественному составу физиологически активных веществ. Использование арабиногалактана, экстрагированного из лиственницы Даурской, при моделировании состава многокомпонентной смеси как основы для функционального продукта позволяет придать новые позитивные органолептические, физико-химические, реологические и микробиологические характеристики. Кроме того, определенный эффект привнесет интенсификация процесса ферментации молочно-соевой смеси. Установлено, что при включении в рецептурную молочно-соевую смесь арабиногалактана, характеризующегося термоустойчивостью, выраженной способностью связывать жир и удерживать влагу, обеспечивается улучшение органолептических и физико-химических показателей готовой продукции.