Исследование и разработка технологии творожного продукта

И.В. Гралевская, С.А. Смирнов, И.В. Романовская
ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», Кемерово

Современный уровень питания человечества является неудовлетворительным как в количественном, так и в качественном отношении. Качественный аспект питания связан с дефицитом в рационе: полноценного белка, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон. В соответствии с изменениями структуры питания населения страны и существующим дефицитом белка особое внимание уделяется созданию новых биологически ценных белковых продуктов, в том числе молочных.

Анализ рынка белковых продуктов питания показывает все возрастающий интерес потребителя к творогу и творожным изделиям, как наиболее доступным для всех слоев населения.

Высокая пищевая ценность творога обусловлена повышенным содержанием в нем важных для организма аминокислот, особенно метионина, лизина. Большое содержание в твороге минеральных веществ положительно сказывается на построении тканей и костеобразовании.

Традиционными для производства творога являются кислотный, сычужный и кислотно-сычужный способы коагуляции белков молока. Однако недостатком перечисленных способов является то, что в белковый сгусток выделяется только казеин, а сывороточные белки удаляются вместе с сывороткой. Биологически полноценный продукт, имеющий диетическое и профилактическое назначение, возможно, получить термокислотным способом свертывания молока, позволяющим выделить важную фракцию коллоидной системы молока - сывороточные белки, которые представляют большую ценность в диетическом питании населения, так как содержат полный набор незаменимых аминокислот.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что наиболее эффективно и экономически доступно обеспечить население микронутриентами в общегосударственном масштабе можно, обогащая продукты питания массового потребления витаминами и минеральными веществами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека.

Таким образом, на основании анализа существующих технологий производства творожных изделий, экономических особенностей развития молочной промышленности на данном этапе весьма перспективным является производство маложирных белковых молочных продуктов, полученных путем термокислотной коагуляции и обогащенных витаминами и минеральными веществами.

На кафедре “Технология молока и молочных продуктов” Кемеровского технологического института пищевой промышленности проводились изучение закономерностей формирования молочно- белкового концентрата, полученного термокислотным способом; разработка параметров его ферментации и обогащения, и создания на этой основе технологии нового творожного продукта, предназначенного для массового питания.

Нами были поставлены следующие научные задачи:
 - изучить влияние титруемой кислотности молока на состав и свойства термокислотного молочно-белкового концентрата;

- исследовать процесс ферментации молочно-белкового концентрата;

- исследовать целесообразность обогащения творожного продукта витаминно- минеральным премиксом;

- изучить биологическую, пищевую и энергетическую ценность молочно-белкового продукта;

- разработать технологию и нормативную документацию для производства творожного продукта.

При изучении особенностей термокислотной коагуляции молока титруемой кислотностью от 16 до 30 оТ в качестве коагулянта использовали молочную кислоту. Дозу молочной кислоты, необходимой для обеспечения изоэлектрического состояния белков обезжиренного молока, устанавливали по плотности молочно- белкового концентрата и прозрачности сыворотки. Доза молочной кислоты при использовании молока кислотностью 16 0Т составила 1,45 % от массы сырья. При использовании молока кислотностью от 17 до 30 0Т доза коагулянта уменьшилась соответственно с 1,31 до 0,28 %.

Термокислотная коагуляция молока разной кислотности оказывала влияние на консистенцию полученного молочно-белкового концентрата и цвет сыворотки. Полученные реологические плотный сгусток образуется в варианте коагуляции обезжиренного молока кислотностью от 16 до 22 0Т. Наблюдение за цветом выделившейся сыворотки при использовании молока кислотностью от 16 до 22 0Т позволили отметить ее прозрачной, зеленоватого цвета, по сравнению с другими образцами. Выраженный переход сухих веществ в сыворотку происходил при использовании молока кислотностью выше 22 0Т. Это можно объяснить тем, что образовывались мелкие хлопья, в последствии это приводило к непременному уменьшению выхода молочно-белкового концентрата. Независимо от титруемой кислотности молока, активная и титруемая кислотности молочно- белкового концентрата оставались постоянными и составили (5,42±0,02) ед. рН и (60±1) 0Т. Средние показатели массовой доли влаги составили от 69,0 до 70,5 % для молочно-белкового концентрата, полученного из молока кислотностью от 16 до 22 0Т. Использование молока кислотностью от 23 0Т до 30 0Т повысило массовую долю влаги с 71,1 до 74,2 %. Изменение влагоудерживающей способности молочно-белкового концентрата происходит в обратной зависимости. Степень использования белков молока уменьшается с 92,1 % до 77,8 % с повышением титруемой кислотности молока от 16 до 30 0Т. Максимального выхода молочно-белкового концентрата по сухим веществам (36-38) % можно достичь при кислотности молока (16-22) 0Т.

Приблизить молочно-белковый концентрат по своим свойствам к обычному творогу позволит процесс его ферментации. Изучали влияние отдельных технологических факторов таких, как вид и доза закваски, температура и продолжительность ферментации на процесс производства ферментированного молочно-белкового концентрата.

Для проведения ферментации термокислотного МБК использовали бактериальную закваску для творога, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus и закваску (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus). При выборе молочнокислых заквасок руководствовались такими критериями, как кислотообразующая и ароматобразующая способность, и протеолитическая активность.

Ферментированный молочно-белковый концентрат титруемой кислотностью от 130 до 150 0Т, имел лучшую балловую оценку (максимум 25 баллов). При этом молочно-белковый концентрат, ферментированный бактериальной закваской для творога и закваской (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus), имел неизменно лучшие результаты. Комбинированные закваски обладают более высокой протеолитической и ароматообразующей способностью, по сравнению с отдельными культурами и придают продуктам пробиотические свойства.

При изучении влияния температуры ферментации на состав и свойства молочно-белкового концентрата все остальные показатели процесса (доза закваски и продолжительность ферментации) имели постоянные значения. Протеолитические системы внутриклеточных ферментов молочнокислых бактерий играют важную роль в протеолизе белков молока. О процессе ферментации молочно-белкового концентрата можно судить о наличии водорастовримых фракций в нем При изучении влияния дозы закваски на ферментацию молочно- белкового концентрата температура и продолжительность ферментации были постоянными. Так, с увеличением дозы закваски (с 3 до 7 %) массовая доля водорастворимых фракций белков в нем увеличивается с 0,1 до 0,62 % для комбинированной закваски (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus) и с 0,2 до 0,7 % для бактериальной закваски для творога.

И при изучении влияния продолжительности ферментации на свойства молочно-белкового концентрата доза закваски и температура ферментации, также оставались постоянными. В этом случае с увеличением продолжительности (от 0 до 10 ч) массовая доля водорастворимых фракций белков в нем увеличивается с 0,05 до 0,9 % для закваски (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus) и с 0,05 до 1,0 % для бактериальной закваски для творога.

Для уточнения рациональных режимов ферментации изучали влияние температуры, продолжительности ферментации и дозы закваски на органолептические показатели ферментированного молочно-белкового концентрата и его титруемую кислотность.

Значения исследуемых факторов варьировали в пределах: для температуры ферментации от 20 до 50 0С, для дозы закваски от 4 до 7 % и для продолжительности ферментации от 4 до 8 часов. Исследования были проведены с использованием метода статистического планирования эксперимента. Установленные зависимости контролируемых параметров от изучаемых факторов описываются уравнениями регрессии.

С позиции качества лучшими являются режимы, обеспечивающие получение ферментированного молочно-белкового концентрата с выраженным вкусом и ароматом.

С позиции диетических свойств лучшими являются режимы, обеспечивающие получение ферментированного молочно-белкового концентрата с титруемой кислотностью от 130 до 150 0Т.

Установлен диапазон рекомендуемых параметров: для ферментации молочно-белкового концентрата бактериальной закваской для творога температура ферментации составляет от 23 до 41 0С, доза закваски – (5,5 ± 1,0) % и продолжительность ферментации – (6,3 ± 1,6) часов; для ферментации закваской (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus) температура ферментации - от 28 до 45 0С, доза закваски – (5,3 ± 1,2) % и продолжительность ферментации – (6,5 ± 1,4) часов.

Ферментированный МБК явился основой для разработки творожного продукта. На основании анализа современных теорий питания и основных положений, сформулированных учеными по количественному содержанию основных макро- и микро нутриентов, предложено обогащать творожный продукт витаминно-минеральным премиксом. В его состав входят микронутриенты дефицит которых, встречается наиболее часто в рационе населения России (А, D3, Е, С, фолиевая кислота, кальций, фосфор, селен).

Внесение ВМП при производства творожного продукта проводили перед ферментацией и после ферментации молочно- белкового концентрата. Контрольным образцом служил молочно- белковый концентрат, ферментированный без внесения премикса.

Установлено, что в присутствии витаминно-минерального премикса наблюдается замедление роста титруемой кислотности молочно-белкового концентрата в процессе ферментации. Витаминно- минеральный премикс в большей степени влияет на активность развития молочнокислой микрофлоры в процессе ферментации молочно-белкового концентрата бактериальной закваской для творога, чем на молочно-белковый концентрат, ферментированный закваской (Bifidobacterium + Lactobacillus acidophilus).

Это объясняется особенностями метаболизма культур. Стадия внесения ВМП после ферментации молочно-белкового концентрата позволила снизить рост титруемой кислотности при дальнейше хранении готового продукта.

Установлено, что творожный продукт обладает повышенной биологической ценностью по сравнению со шкалой ФАО/ВОЗ. Кроме того, в белке отсутствует лимитирующая кислота.

Обогащение творожного продукта способствовало повышению его пищевой ценности. Творожный продукт по сравнению с нежирным творогом имеет более высокое содержание витаминов таких, как витамин А, Е, Д3, В12, аскорбиновая и фолиевая кислоты и минералов - натрия, кальция, фосфора и селена.

Для установления срока годности творожного продукта изучали изменение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в течение 15 суток при аггравированных температурах (4±2) и (9±1) ºС. Учитывая коэффициент резерва, гарантированный срок хранения продукта “Целебный творожок” составил 5 суток.

По результатам исследований разработана технология производства творожного продукта на основе ферментированного молочно-белкового концентрата.

Проведен микроструктурный анализ. Выявлено на препаратах среза творожного продукта наличие пузырьков газа, белковых структур, микропустот и частиц жира.

Исходя из химического состава творожного продукта установлены его показатели пищевой и энергетической ценности.

По физико-химическим и органолептическим показателям творожный продукт “Целебный творожок” должен соответствовать показателям представленным в табл. 1.

Таблица 1 Основные характеристики творожного продукта “Целебный творожок”

Рекомендуемое суточное потребление обогащенного творожного продукта “Целебный творожок” – 100 - 200 г.