Влияние параметров сбивания на некоторые свойства пахты и масла, получаемого из йогурта

Масло, выработанное из йогурта, – один из старейших молочных продуктов, занимающий важное место в кулинарной культуре как на Кавказе, так и в большинствестран азиатскогоконтинента. Исследования и источники свидетельствуют о том, что производство масла и его развитие до наших дней охватывает примерно 9 лет. Сегодня масло, выработанное из йогурта, производство которого продолжается в рамках семейного хозяйства, можно встретить практически на каждом рынке стран азиатского континента. Однако этот продукт в промышленных масштабах до сих не производится. Исследования, посвященные маслу из йогурта, почти не проводились, и только после начала XXI века были изучены некоторые физические, химические и микробиологические свойства этого продукта и проведена сравнительная оценка данного продукта со сливочным маслом [1–4].

В процессе исследования в качестве экспериментальных параметров были выбраны содержание жира в йогуртах и кислотность процесса сбивания. При определении уровней применения указанных параметров за основу были взяты результаты проведенных нами предварительных испытаний.

Для изготовления масла йогурт как сырье взбивается после выдержки в течение нескольких дней, при этом содержание жира в йогурте варьируется в пределах 3–12%. С точки зрения таких технологических параметров, как выход, время сбивания, образование масляных зерен и т. д., минимальное содержание жира в йогуртах, используемых в качестве сырья, было установлено на уровне 7%. Максимальное содержание жира определялось с учетом взаимосвязи между метаболической активностью стартовых бактерий йогуртов и общим содержанием сухого вещества.

Как известно, увеличение общего количества сухого вещества до 25% и более из-за снижения активности воды приводит к негативному влиянию на метаболическую активность стартовых культур йогурта [5, 6]. По этой причине максимальная доля жира в йогурте была выбрана примерно равной 14%, и при этом общее содержание сухих веществ не превышало 25%.

Для уровня pH процесса сбивания были выбраны два различных уровня. Поскольку конечное значение pH в йогурте составляет примерно pH =4,6 - 4,7 , то на этапе сбивания оно неизбежно составляет pH=4,6 или ниже этого значения. Учитывая это, одним из выбранных уровней было значение pH=4,6 .

При выборе второго уровня pH процесса сбивания исходили из того фактора, что при традиционном производстве йогурта, из-за того что они выдерживаются несколько дней, оно обычно составляет менее pH=4,0 , а точнее в промежутке pH=3,81 - 4,08 . Таким образом, в качестве второго уровня pH процесса сбивания был выбран широко используемый в практическом применении уровень pH=4,0 .

Цель исследования

В рамках данного исследования были изучены влияние экспериментальных параметров на некоторые важные с точки зрения устойчивости свойства масла из йогурта с целью стандартизации метода производства. Влияние указанных параметров на отношение количества полученного продукта к количеству исходного сырья и отношение количества сухих веществ в продукте к их количеству в исходном сырье, с учетом как количества сырья, продукта и пахты, так и содержания жира в них, было рассмотрено с экономической точки зрения. Кроме того, по результатам экспериментальных исследований, предполагается создать базу данных о свойствах масла, изготовленного из йогурта.

Материалы и методы

Приготовление йогурта. В процессе исследований в качестве сырья для производства йогуртов использовалось коровье молоко с фермерского хозяйства. Сырое молоко для получения двух образцов молока с содержанием жира 14% (образцы А и D) и двух образцов молока с содержанием жира 7%, (образцы B и C) нормализовали сливками с жирностью 60%. После нормализации все партии молока подверглись термической обработке при температуре 85 °C в течении 20 минут, охлаждались до температуры сквашивания 45 °C и добавлялось 2% стартовых культур (TM081, Rhodia), после чего помещались в камеру при 45 ± 2 °C для сквашивания. Поскольку рост pH будет продолжаться от момента сквашивания до момента сбивания, процесс приостанавливают в образцах молока А и B при достижении pH=4,8-4,9, а в образцах мо- лока C и D - при достижении pH=4,15-4,25. Для замедления роста и достижения pH сбивания соответственно до pH=4,6 и pH=4,0, а также для обеспечения физического созревания образцы охлаждались до 10–15 °C, затем их хранили в холодильной камере в течении ночи.

Приготовление масла из йогурта. К исходному йогурту добавляется до 50% воды с таким расчетом, чтобы температура смеси не превышала 18 °C, при которой ее сбивают. В конце сбивания образовавшиеся масляные зерна собирали металлическим ситом и отделяли пахту, после чего 2-3 раза проводили промывку масляных зерен водой с температурой до 15 °С для полного удаления пахты из зерен. Вода должна соответствовать требованиям к качеству питьевой воды (СанПин 2.1.4.1074-01) и профильтровываться для очистки от механических загрязнений. Затем масляные зерна замешивали вручную до получения однородной структуры, регулируя содержание воды в масле до не более 14%. Полученное масло упаковали в пластиковые контейнеры и хранили в холодильной камере при 4 ± 1 °C в течение 60 дней.

Приготовление масла из сливок. Сливки жирностью 35% подвергаются термической обработке при температуре 90 °С в течение 5 минут. Поскольку нам следует получить масло из сливок для сравнения с маслом из йогурта, мы добавили в сливки в количестве 2% закваску, представляющую собой симбиоз мезофильных молочнокислых стрептококков, и провели процесс сквашивания при 20-25 °С до pH=5,0 - 5,2 . Тут следует отметить, что величина pH , при сбивании масла из йогурта и сливок различается. После сквашивания сливки охлаждали до температуры 9 ± 1 °C и сбивали. Последующие операции идентичны операциям приготовление масла из йогурта.

Химический анализ. Содержание жира в исходных йогуртах и масле определено методом Гербера, содержание сухого вещества – гравиметрическим методом, титруемая кислотность определена титрационным методом и рассчитана в градусах Тернера (°Т) [7, 8]. Значение pH измерено с помощью pH -метра. Молочная кислота определена спектрофотометрическим методом [9] и значение тирозина согласно Холлу [10]. Отношение количества полученного продукта к количеству исходного сырья и отношение количества сухих веществ в продукте к их количеству в исходном сырье, с учетом содержания жира в них, были рассчитаны на основе количества переработанного йогурта и полученного масла, а также количества сухих веществ в них с учетом содержания жира в них.

Органолептическая оценка. Образцы перед органолептической оценкой вынимали из холодильника и оставляли при комнатной температуре на 5 минут. Оценку проводили на основе метода, предложенного Харпером и Холлом для сливочного масла [11].

Результаты и обсуждение

Свойства йогуртов как сырья для масла. Состав и некоторые свойства йогуртов как сырья с их средними значениями приведены на рисунках 1 и 2 .

Титруемая кислотность йогуртов находилась в диапазоне 68, 13– 101, 58 °Т (рис. 1). Титруемая кислотность образцов C и D, c pH=4,0 была выше, чем у образцов А и B c pH=4,6 . При исследовании значений титруемой кислотности образцов с различным содержанием жира в одной и той же группе по значению pH было установлено, что значения кислотности йогуртов с высоким содержанием жира (А и D ) были меньше, чем у образцов с низким содержанием жира ( B и C ). Эта тенденция более заметна у образцов, сквашиваемых при pH=4,0 . Это является следствием увеличения общего содержания сухого вещества в зависимости от содержания жира, что и приводит к ограничению активности бактерий йогурта [12].

Аналогично значение молочной кислоты в образцах C и D было выше, чем в образцах A и B , что связано с различием значения pH на момент завершения процесса сквашивания йогуртов.

a

*Жнр, %, * Сухо/вещество, %

b

Рисунок 1 – Состав и свойства экспериментальных образцов йогуртов a – титруемая кислотность йогуртов, °Т; b – содержание сухих веществ и жира в образцах йогуртов, %

^.Полочная кисло та ^^Тиро зин

Рисунок 2 – Содержание молочной кислоты, и тирозина, в экспериментальных образцах йогуртов

Что касается тирозина, в образцах с более низким pH в момент сбивания оно были выше по сравнению с образцами с более высоким pH . Самое высокое значение тирозина было обнаружено в образце C, что связано с высоким уровнем сывороточной фазы и низким значением pH (pH=4,0), что приводит к более интенсивному протеолизу (рис. 2).

Свойства пахты масла из йогурта. Пахта, отделяемая при производстве масла из йогурта, называется айраном , и определенные ее показатели приведены на рисунках 3 и 4 .

Рисунок 3 – Содержание сухих веществ и жира в пахте-айране , %.

Общее содержание сухого вещества в пахте, отделенной от нежирного йогурта из образцов B и C, было несколько выше, чем в пахте, отделенной от жирного йогурта из образцов A и D . Аналогично обстоит дело и при оценке образцов по показателям обезжиренного сухого вещества независимо от содержания в них жира. Хотя разница между содержанием жира в образцах была незначительной, переход жира в пахту из йогуртов с высоким содержанием жира была немного выше, чем из йогуртов с низким содержанием жира (рис. 3).

Рисунок 4 – Титруемая кислотность, °Т, пахты-айран и содержание в нем молочной кислоты,

Значение титруемой кислотности и содержание молочной кислоты в пахте также менялось в зависимости от значения pH йогуртов. Так титруемая кислотность в образцах А и В была ниже титруемой кислотности образцов С и D . Однако различие между образцами с разным содержанием жира, но с одинаковым pH сбивания, была незначительной (рис . 4 ).

Характеристика масла из йогурта и масла из сливок . Содержание жира и влаги в сливочном масле, выработанном как из йогурта, так и из сливок, было абсолютно одинаковым (84% жира; 12,92% влаги). Средние значения молочной кислоты, тирозина и титруемой кислотности масла из йогурта и масла из сливок приведены на рисунках 5, 6, 7.

В 1-й день хранения значение титруемой кислотности масла, взбитого из йогурта, по сравнению со значением титруемой кислотности исходного йогурта уменьшилось по причине отсутствия элементов естественной кислотности, вследствие перехода во время сбивания в пахту значительной степени обезжиренных сухих веществ (рис. 5). Изменение содержания сухого вещества приводит к изменению титруемой кислотности молока [12]. К уменьшению значения титруемой кислотности приводит также и удаление из среды водорастворимых кислот (молочной кислоты) [13].

По результатам эксперимента в процессе хранения титруемая кислотность масла из йогурта менялась в пределах 7,525–11,625 °Т, а масла из сливок в пределах 6,375-7,925 °Т . Разница по титруемой кислотности в этих маслах между образцами с одинаковыми pH сбивания, образцами A и B с pH=4,6 и образцами C и D с pH=4,0 были довольно значительными. Титруемая кислотность почти не изменилась в образцах с различными содержаниями жира, но с одинаковыми значениями pH сбивания.

■ л	'4$	'4$	’,82$	8’2$	»,9	84 $
■ Б	7,$2$	“,6'$	’4	8,6$	94	84
• С	9,(2$	104 7$	10,77$	10,82 $	11,62$	1042$
■ D	8,~$	S.S	94$	10,0’$	9.9?$	9,82$
• Е	6,62$	64’$	6,92$	6,9’$	’,92$	6,9’$

Рисунок 5 – Среднее значение титруемой кислотности масла из йогурта и масла из сливок

ф

£ к

I

S и

I *

О

Титруемая кислотность масла в зависимости от исходного сырья довольно сильно различалась. Так, кислотность масла из йогурта была значительно выше кислотности масла из сливок, поскольку pH сбивания масла из йогурта было более низким, чем pH сбивания масла из сливок. В процессе хранения значение титруемой кислотности всех образцов масла менялось незначительно.

Рисунок 6 – Среднее значения содержания молочной кислоты в масле из йогурта и в масле из сливок

По показателям содержания молочной кислоты в первый день хранения во всех образцах масла из йогурта, по сравнению с исходными йогуртами, наблюдалось снижение ( рис. 6) , что обусловлено удалением из среды вместе с пахтой водорастворимой молочной кислоты [14].

В образцах масла C и D, полученных из йогуртов, сбитых при низком pH, снижение количества молочной кислоты было значительно больше, чем в образцах масла А и В. Содержание молочной кислоты в маслах из йогурта, по сравнению с исходными йогуртами, в течение всего периода хранения в среднем снизилось на 31,54%. Так, значения молочной кислоты в исходных йогуртах были определены в пределах 0,58 – 0,82 гр⁄(100 гр), а в маслах, полученных из йогуртов, они уже колебались в пределах 0,20 – 0,23 гр⁄(100 гр). Для сливочного масла данный показатель колебался в пределах 0,18 – 0,20 гр⁄(100 гр).

Указанные различия в содержании молочной кислоты, так же как и в случае с титруемой кислотностью, обусловлены различной pH сбивания образцов.

Также было установлено отсутствие значительного воздействия разницы в содержании жира на молочную кислоту в группах с одинаковыми pH сбивания. В течение всего периода хранения изменений в показателях по молочной кислоте не происходило.

В первый день хранения значения тирозина в маслах из йогурта по сравнению со значениями в исходных йогуртах были значительно ниже. Причинами такого снижения являются полярные свойства высвобождаемых в результате протеолиза таких аминокислот, как серин, треонин, цистеин, цистин, тирозин и триптофан [15], а также удаление в составе пахты обезжиренных сухих веществ (особенно белков), чем также объясняется и низкое содержание белка в составе масел из йогурта. Значения тирозина во всех образцах находилось в пределах 0,057 - 0,092 мг⁄5гр. На значения тирозина в масле из йогурта существенное воздействие оказывал показатель pH сбивания, так, при низком pH сбивания ( pH=4,0 ) его значение было намного выше, чем при высоком pH сбивания ( pH=4,6 ), ( рис. 7).

Рисунок 7 – Среднее значение содержания тирозина в масле из йогурта и в масле из сливок

Такие изменения связаны с усилением протеолиза параллельно высокой кислотности. Иными словами, при низких значениях pH , то есть параллельно с увеличением кислотности, растворимость белков возрастает, и ферменты легче разрушают связи в мицеллах казеина, что и способствует получению вышеуказанного результата [16].

Также не было выявлено разницы в значениях тирозина в образцах с разными содержаниями жира, но одинаковым pH процесса сбивания, что указывает на отсутствие влияния жирности исходных йогуртов на значение тирозина в готовом масле.

Все образцы, независимо от срока хранения, имели довольно таки разные значения по тирозину. Так изменения тирозина в образцах масел из йогурта происходило неравномерно. Если в в образцах A , B и D наблюдался небольшой рост, то в образце C оно почти что не изменилось. В значении тирозина в масле из сливок по мере увеличения срока хранения наблюдалось небольшое снижение. Значение тирозина в масле из сливок (образец Е) было в среднем почти одинаковым со значениями тирозина в образцах масел из йогурта с одинаковыми значениями pH сбивания ( pH=4,0), но с разным содержанием жира (образцы С и D ), а значение тирозина в образцах масел из йогурта с одинаковыми значениями pH сбивания ( pH=4,6 ), но с разными содержаниями жира (образцы А и В) имело существенные различия.

Впроцессеэкспериментабылипроведенытакжеиорганолептическая оценка всех образцов выработанных масел, средний результат которых приведены на рисунке 8.

Значительных различий в оценках вкуса и аромата между образцами масел почти не было обнаружено. Однако масло, выработанное из сливок, по сравнению с маслами, выработанными из йогуртов, получило более низкую оценку по вкусу и аромату. В течение всего периода хранения ни в одном из образцов масла, выработанного из йогурта, не было обнаружено ухудшения вкуса. В масле, выработанном из сливок, был обнаружен салистый привкус и к концу периода хранения начинал проявляться прогорклый аромат.

При оценке консистенции и структуры более высокие оценки также были получены образцами масел, выработанных их йогуртов. При сравнении этих масел между собою наиболее высокие оценки по этой категории были у образцов В и С, у которых структура и способность к намазыванию были лучше, чем у образцов A и D .

	Вкус-арачат, (43 Лалло»)	Коисистен иия и структура. (30 баллов)	Виешнийвиои цвет, flS баллов)	Общая орга н л 1 елтическая оценка, (15 было*)
e J	80,8 J	38,8	38,8	38,8
■ в	81,?1	38,68	38,68	38,68
■ с	30.9?	ЗГ.99	3?,99	3?,99
ио	80,14	38,04	38,04	38,04
и £	?3.94	34,1	34,1	34,1

Рисунок 8 – Органолептическая оценка образцов масел из йогурта и из сливок

Факторами, влияющими на способность масла к намазыванию, являются мембранный материал жировых шариков, фосфолипиды и другие поверхностно-активные вещества [17]. Можно предположить, что использование йогурта в качестве сырья способствует удержанию указанных эмульгаторов в конечном продукте.

Существенных различий в оценках внешнего вида и цвета между маслом из йогурта и маслом из сливок не было обнаружено. Не наблюдалось также существенных изменений во всех образцах в течение всего периода хранения по показателям «вкус – аромат», «консистенция и структура», а также «внешний вид – цвет».

Выход продукта и степень использования сухих веществ сырья. Выход продукта – это отношение количества полученного продукта к количеству сырья. Степень использования сухих веществ – это соотношение содержания сухих веществ в продукте к их содержанию в сырье.

Так, в процессе экспериментов было выявлено, что в зависимости от содержания жира в исходных йогуртах степень выхода продукта менялась в следующем порядке:

• •    при использовании в качестве сырья йогуртов с жирностью 14% выход масла менялся в пределах 16,24 – 16,28%;

• •    при использовании в качестве сырья йогуртов с жирностью 7% выход масла менялся в пределах 7,56 – 7,66%.

На выход масла влияет множество факторов (размер жировых шариков, состояние жировой фазы, содержание жира в сливках, температура сбивания и т.д.) и среди них содержание жира в сливках является наиболее важным [17].

В процессе эксперимента была установлено довольно большая разница между образцами по показателям степени использования сухих веществ, рассчитанных на основе количества сырья, пахты и продукта с учетом содержания в них жира.

Так, при производстве масла из йогуртов с жирностью 14% степень использования сухих веществ составила 95,03 – 96,52%, а при производстве масла из йогуртов с жирностью 7% степень использования сухих веществ составила 88,07 – 89,20%. Такая разница в показателях между образцами связана с содержанием жира в исходных йогуртах.

Выводы

В результате проведенных экспериментов было установлено значительное воздействие показателя pH перед сбиванием на титруемую кислотность, содержание молочной кислоты и значение тирозина как в исходном сырье, так и в конечном продукте. Однако влияние содержания жира в исходном сырье на указанные свойства оказалось незначительным. Вкусоароматические оценки масел из йогурта во всех образцах были очень близки друг к другу. По всем органолептической показателям масла из йогурта во всех образцах получили более высокие оценки по сравнению с маслом из сливок. Также было установлено, что для получения масла из йогуртов с такими органолептическими показателями, как лучшая намазываемость, аромат и стойкость, следует проводить процесс сбивания при pH=4,0, а для получения в процессе производства большего выхода продукта с высокой степенью использования сухих веществ следует использовать в качестве сырья йогурт с жирностью 14%.

Авторы данной статьи имеют на статью авторские права и несут ответственность за плагиат.