Застосування та значення заквасок при виробництві кисломолочних продуктів

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Кулинария и продукты питания


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Вступ
  • 1. Класифікація заквасок. принципи підбору культур до складу заквасок
  • 1.1 Специфічні властивості молочного продукту. Характеристика культур мікроорганізмів
  • 1.2 Взаємовідносини між мікроорганізмами. Фагорезистентність
  • 1.3 Вимоги до молока, що використовується для виробництва заквасок
  • 2. Виготовлення заквасок
  • 2.1 Виготовлення заквасок у спеціальних лабораторіях
  • 2.1.1 Рідкі закваски
  • 2.1.2 Сухі закваски
  • 2.1.3 Бактеріальний концентрат
  • 2.1.3.1 Культивування й нарощування бактеріальних клітин
  • 2.1.3.2 Висушування бактеріального концентрату в захисному середовищі. Бактеріальний препарат прямого внесення
  • 2.1.4 Симбіотична закваска для кефіру
  • 2. 2 Виготовлення заквасок у виробничих умовах
  • 3. Вади заквасок
  • 4. Мікробіологічний контроль якості заквасок
  • Заключення
  • Перелік посилань

Вступ

Якість і біологічна цінність кисломолочних продуктів залежить від виду та складу мікрофлори препаратів, що використовують для сквашування молочної сировини. Ці заквашувальні препарати поділяють на закваски, бактеріальні концентрати і бактеріальні препарати прямого внесення.

Закваски — чисті або симбіотично поєднані культури мікроорганізмів, що володіють комплексом властивостей і використовуються при виробництві ферментативних молочних продуктів. Вміст бактеріальних клітин має бути не менше ніж 107 КУО/г для рідких заквасок і не менше ніж 108 КУО/г — для сухих [8,36].

Бактеріальний концентрат - заквашувальний препарат із вмістом життєздатних клітин не менше ніж 1010 КУО/г.

Бактеріальний препарат прямого внесення - заквашувальний препарат, призначений для безпосереднього внесення в молоко [24].

Біотехнологічні процеси кисломолочних продуктів представлять собою складний ланцюг хімічних і ензиматичних перетворень, що відбуваються в молочній сировині за?? участю мікрофлори заквасок. Розвиток мікрофлори заквасок складається з таких основних етапів: адаптація до умов живильного середовища; синтез ферментів; зброджування вуглеводів з утворенням молочної або інших кислот; продукування вітамінів, ароматичних сполук (ацетоін, діацетил, 2,3-бутиленгліколь та ін.), антибіотичних речовин екзополісахаридів та інших продуктів метаболізму. Перетворення вихідної сировини в кінцевий продукт в біотехнологічному виробництві не є результатом дії якого-небудь одного штаму бактерій, це результат послідовної дії мікробіологічних популяцій, які за певний час змінюють вихідну сировину.

Закваски, що складаються з штамів бактерій різних таксономічних груп, у біотехнології молочних продуктів можуть виконувати наступні функції:

здійснювати ферментацію вуглеводів з утворенням молочної, оцтової, пропіонової та інших кислот, спирту та інших продуктів життєдіяльності;

виділяти ароматичні сполуки: діацетил, ацетоін, леткі жирні кислоти, ефіри, ацетальдегід, 2,3-бутиленгліколь;

виділяти гази: діоксид вуглецю, кисень і ін;

синтезувати вітаміни;

синтезувати ферменти (Я-галактозидазу, протеази, супероксиддісмутазу);

утворювати антибіотичні речовини — інгібітори, що пригнічують розвиток патогенних та умовнопатогенних мікроорганізмів;

продукувати екзополісахариди. [14,29].

Спочатку в якості заквасок використовували сквашене молоко, пахту з під вершкового масла та сметану. Такі закваски вперше почали застосовувати в масловиробництві (1860р.). Проте при цьому не завжди отримували масло високої якості, оскільки склад мікрофлори був випадковим. Перші досліди по використанню чистих культур молочнокислих бактерій були проведені в Данії Шторхом в 1888р., для якого основоположними були дослідження Пастера (1857), котрий відкрив молочнокисле бродіння та його збудника.

У Росії закваски вперше впровадив в молочну промисловість С.А. Северін (1898) — директор Московської бактеріолого-агрономічної станції. Також ним були розроблені способи отримання сухих заквасок.

Спочатку закваска складалася тільки з одного виду Lас. lасtіs, тому вона не забезпечувала повної смакової якості, якою володіє справжнє кисловершкове масло. Після 1919р. до складу заквасок почали вводити ароматоутворюючі стрептококи Lас. dextranicum і Lас. crетоrіs. У 1935 р. був виділений ароматоутворюючий молочнокислий стрептокок — Lас. dіасеtуlасtіs, який надавав заквасці виражений аромат. Нині ці мікроорганізми входять до складу заквасок масла, кисломолочних продуктів і сирів. [6, 12,36].

Метою курсової роботи є вивчити:

— класифікацію та склад заквасок; методи виготовлення заквасок;

— вади заквасок, мікробіологічний контроль якості заквасок;

— застосування та значення заквасок при виробництві кисломолочних продуктів.

мікробіологічний контроль закваска молочна

1. Класифікація заквасок. принципи підбору культур до складу заквасок

Розрізняють одноштамові заквашувальні культури, що складаються з одного штаму певного виду мікроорганізму, багатоштамові одновидові закваски (з кількох штамів мікроорганізмів одного виду) і багатоштамові закваски, до складу яких входить багато штамів різних видів бактерій. Останні можуть бути сумішшю заквашувальних культур невизначеного складу і багатоштамовою заквашувальною культурою. За складом мікрофлори основні закваски, які використовують у молочній промисловості, поділяють на три групи: бактеріальні, грибкові і змішані. Залежно від фізичного штаму закваски поділяють на: рідкі, сухі (ліофільновисушені) і заморожені. [15,24]. Закваски, отримані в спеціальних лабораторіях, називаються маточними, або лабораторними. Вони є основою для одержання виробничих заквасок.

Закваски

1. Однокомпонентні

2. Багатокомпонентні

v

v

Одноштамові заквашувальні культури

Багатоштамові закваски

v

v

v

Один штам певного виду мікроорганізму

Багатоштамові одновидові

Багатоштамові

v

v

v

Молочнокислі бактерії

Кілька штамів мікроорганізмів одного виду

Багато штамів різних видів мікроорганізмів

v

v

Молочнокислі бактерії

Молочнокислі бактерії й інші групи мікроорганізмів (пропіоновокислі, оцтовокислі бактерії, дріжджі, плісняві гриби

Рис. 1.1 Класифікація заквасок [24]

Крім того, закваски поділяються на:

— закваски, що складаються з мезофільних молочнокислих бактерій (Lас. lасtіs, Lас. crетоrіs, Lас. dіасеtуlасtіs і Lеисопоstос);

— закваски, що у своєму складі містять термофільні молочнокислі бактерії (S. thermophilus, L. bиlgaricus, L. lасtіs, L. саsеі, L. hеlvеtісиs, L. рlапtаrит);

— змішані [1,13,36].

Оптимальна температура росту заквасок, що складаються з мезофільних молочнокислих бактерій становить 18−30 0С. Такі закваски поділяються на п’ять груп: так звані нульові (0), L, D, LD і ароматичні (табл.1. 1)

а) нульові закваски (0) — містять тільки Lас. lасtіs i Lас. crетоrіs або штами одного з цих видів. Селекція штамів мікроорганізмів до складу цих заквасок спрямована на активне кислотоутворення і відсутність або мінімальне газоутворення, тобто це гомоферментативні закваски. Вони використовуються для виробництва кисломолочного сиру, домашнього сиру, сметани й твердих сирів («Чедер» і «Фіта»), у яких не повинно бути вічок. Мікроорганізми, що входять до складу цих заквасок, не зброджують лимонну кислоту і її солі, оскільки в готових продуктах не повинно бути (не допускається) специфічного смаку та аромату, що утворюється внаслідок розщеплення цих речовин;

б) закваски L — складаються з нульових заквасок (Lас. lасtіs i Lас. crетоrіs), а також зі штаму Lеисопоstос: L. mеsenteroides subsp. crетоrіs, L. mеsenteroides subsp. lасtіs, L. mеsenteroides subsp. mеsenteroides, L. mеsenteroides subsp. dextranicum. Разом з молочною кислотою ці мікроорганізми у складі закваски виробляють діацетил, ацетоїн, леткі кислоти і С02. Ці закваски використовують для виробництва твердих сирів, у яких припустимі не чітко виражені вічка;

в) закваски D — крім представників нульової закваски, у своєму складі мають Lас. dіасеtуlасtіs. Вони виробляють діацетил і ацетоїн у великій кількості, тому їх, використовують здебільшого для надання аромату молочним продуктам, наприклад кисловершковому маслу [18,24,39];

Таблиця 1. 1

Класифікація й застосування різних заквасок [24]

Група

Номенклатура мікроорганізмів молочнокислих бактерій

Кисломолочний продукт

Стара

Нова

Мезофільні

Нульові закваски (0)

Streptococcus lactis

Lactococcus lactis subsp. lactis

Сирдомашній, кисломолочний сир, сметана, тверді сири (сир «Фіта» і «Чедер»)

Streptococcus cremoris

Lactococcus lactis subsp. cremoris

L — закваски

Streptococcus cremoris

Lactococcus lactis subsp. cremoris

Тверді сири, у яких допускається нечітко виражені вічка (сир «Континенталь»), кисловершкове масло

Streptococcus lactis

Lactococcus lactis subsp. lactis

Leuconoctoc citrivorum (cremoris)

Leuconoctoc mesenteroides subsp. cremoris

Leuconoctoc lactis

Leuconoctoc lactis

Leuconoctoc dextranicum

Leuconoctoc mesenteroides subsp. dextranicum

D — закваски

Streptococcus cremoris

Lactococcus lactis subsp. cremoris

Кисловершкове масло

Streptococcus lactis

Lactococcus lactis subsp. lactis

Streptococcus diacetylactis

Lactococcus lactis subsp. Lactis biovar diacetylactis

LD — закваски

Streptococcus cremoris

Lactococcus lactis subsp. cremoris

Тверді сири з чітко вираженими вічками (сир «Континенталь», сири з пліснявою), кисловершкове

масло

Streptococcus lactis

Lactococcus lactis subsp. lactis

Streptococcus diacetylactis

Lactococcus lactis subsp. Lactis biovar diacetylactis

Leuconoctoc citrivorum (cremoris)

Leuconoctoc mesenteroides subsp. cremoris

Leuconoctoc lactis

Leuconoctoc lactis

Термофільні

Закваски, які у своєму складі містять термофільні молочнокислі бактерії

Streptococcus salivarus subsp. thermophilus

Streptococcus thermophilus

Йогурт, сир"Моцарелла", сир «Ементаль», сир «Грана», ацидофільні кисломолочні продукти

Lactobacillus bulgaricus

Lactobacilus delbrueckii subsp. bulgaricus

Lactobacillus helveticus

Lactobacillus helveticus

L. acidophilus

L. acidophilus

г) закваски LD — складаються з молочнокислих стрептококів, що входять до складу нульових заквасок, а також Lеи. crетоrіs і Lас. dіасеtуlасtіs. У цих заквасках спостерігається тенденція до домінування Lасtососсиs dіасеtуlасtіs над іншими мікроорганізмами: він слабкий кислотоутворювач, проте здатний продукувати велику кількість діацетилу й інтенсивно утворювати С02, що так необхідно при формуванні аромату сиру й вічок великих розмірів;

д) ароматичні закваски складаються зі штамів Lеи. dextranicum, Lеи. сrетоrіs і Lас. dіасеtуlасtіs, які застосовуються для стимулювання ароматоутворення в певних видів молочнокислих продуктів [18,24,39].

Закваски, які у своєму складі містять термофільні молочнокислі бактерії використовують за тепрератури 30−45 0С. Прикладом термофільної одновидової закваски є L. helveticus (сир «Ементаль») або L. асіdорhіlus (ацидофільне молоко), а прикладом термофільної багатовидової закваски — Streptococcus thermophilus i L. delbrueckii subsp. bulgaricus при виробництві йогуртів [13].

Прикладом змішаних заквасок є кефірні зерна, що містять різні види молочнокислих бактерій (мезофільні молочнокислі стрептококи, мезофільні молочнокислі і термофільні палички типу стрепто- і бетабактерій і болгарської палички), оцтовокислі бактерії й дріжджі.

Культури молочнокислих бактерій для заквасок отримують в спеціально обладнаних науково-виробничих лабораторіях при науково-дослідних інститутах, де їх виділяють із природних джерел, диференціюють, вивчають властивості, комбінують до складу заквасок, які потім направляють на підприємства молочної промисловості.

В Україні основним виробником бактеріальних заквасок для молокопереробних підприємств є Технологічний інститут молока і м’яса (ТІМІМ). Крім того, на молокопереробних підприємствах використовуються закваски імпортного виробника [40];.

Основними етапами отримання чистих культур молочнокислих бактерій є:

1. Виділення культур молочнокислих бактерій із природних джерел. Основними природними джерелами виділення молочнокислих бактерій є молоко, природно сквашене молоко, кисломолочні продукти, шлунково-кишковий тракт.

2. Збагачення, або нарощування культури молочнокислих бактерій. Виділені з природних джерел культури молочнокислих бактерій нарощують шляхом 2−3-разового пересіву в стерильному знежиреному молоці.

3. Виділення чистих культур молочнокислих бактерій. Накопичувальну культуру молочнокислих бактерій після попереднього розведення висівають на щільне живильне середовище (агар з гідролізованим молоком) у чашки Петрі й витримують за відповідних температур культивування для мезофільних чи термофільних видів. Після культивування переглядають посіви і відбирають чашки Петрі з чітко ізольованими колоніями.

4. Диференціація й ідентифікація чистих культур молочнокислих бактерій. Виділені з ізольованих колоній штами молочнокислих бактерій вивчають за мікроскопією, активністю сквашування та органолептичними показниками сквашеного молока. Крім того, їх перевіряють на стійкість до антибіотиків і чутливість до бактеріофагів. Непридатні штами на цьому етапі вибраковують.

5. Перевірка на постійність ознак штамів молочнокислих бактерій і їх практичне випробування. Цінними вважаються ті штами молочнокислих бактерій, які протягом тривалого часу їх використання зберігають активність і свої біохімічні властивості.

6. Колекціонування штамів чистих культур молочнокислих бактерій. Зберігаються штами чистих культур молочнокислих бактерій у музейних колекціях науково-дослідних інститутів [20,37].

З отриманих таким чином чистих культур молочнокислих бактерій компонують закваски. Підбираючи культури мікроорганізмів до складу заквасок для виробництва певних молочнокислих продуктів, слід враховувати таке: специфічні властивості кінцевого молочного продукту, характерні властивості культур мікроорганізмів (оптимальну температуру росту, реакцію на кисень, тип ферментативної активності, гранична кислотність сквашеного молока, здатність утворювати ароматичні речовини, наявність антибіотичних властивостей, характер згустку сквашеного молока), температурні режими виробництва (мезофіли й термофіли), відносини між мікроорганізмами, фагорезистентність [14].

1.1 Специфічні властивості молочного продукту. Характеристика культур мікроорганізмів

Закваски для виробництва масла повинні мати властивості кислото — й ароматоутворення, незначну протеолітичну активність. Для масла, призначеного до безпосереднього використання, придатні закваски D і LD, які сприяють швидкому й сильному ароматоутворенню. Для масла, призначеного для тривалого зберігання, більш придатні закваски L, оскільки в цьому випадку потрібний постійний м’який аромат.

Для кисляку і сметани найбільш придатними вважаються закваски D, тому що бажане швидке ароматоутворення. У ці закваски підбирають штами, що утворюють при згортанні молока згустки грузлої консистенції без відділення сироватки [2,32].

При складанні закваски для сиру вводять штами, що надають продукту гарні смак і запах, утворюють згустки, які легко відокремлюють сироватку.

Для одержання кисломолочних продуктів з лікувальними властивостями до складу заквасок вводять ацидофільні палички, що утворюють антибіотичні речовини. До складу заквасок для сирів вводять молочнокислі бактерії з високою протеолітичною активністю, які надають продукту специфічного смаку й аромату [7,35].

Характеристика культур мікроорганізмів. При підборі культур мікроорганізмів до складу заквасок для кисломолочних продуктів ураховують їхні біохімічні й біологічні властивості, перш за все оптимальну температуру росту (мезофіли чи термофіли), відношення до кисню (аероби чи анаероби) і стійкість до солей. Дуже важливим також є встановлення типу ферментативної активності (гомо — чи гетероферментативні) з урахуванням граничної кислотності сквашеного молока й швидкості зброджування лактози та здатності утворювати ароматичні речовини (табл.1. 2). [24,36].

Таблиця 1. 2

Функціональна характеристика основних видів мікроорганізмів, які використовуються для виробництва молочнокислих продуктів [36]

Вид мікроорганізмів

Назва мікроорганізмів

Основні видові характеристики

Функціональна характеристика

Використання

Оптимальна температура 0 С

Гранична кислотність 0 Т

СО2

утврення діацетилу

Мезофільні лактококи

L. lactis

30−35

110−120

-

-

Активна участь у сквашуванні, формуванні згустку й

ароматоутворенні

Кисломолочний сир, сметана

L. cremoris

25−30

110−115

-

-

L. diacetylactis

25−30

70−100

+

+

Термофільні лактококи

Str. thermophilus

40−45

110−120

-

+ -

Утворення сметаноподібних в’язких тягучих згустків

Йогурт, ряжанка, варенець, тверді сири з високою Т другого нагрівання, сметана.

Мезофільні лактобактерії

Lb. plantarum

30

80−100

-

+ -

Слабке кислоутворення, беруть участь у дозріванні сирів та кефіру

Кефір, тверді сири

Lb. rhamnosus (casei)

30

100

+

+ -

Термофільні лактобактерії

Lb. helveticus

40

300−350

-

-

Сильне кислоутворення й антибіотична активність до

умовно-патогенних і

патогенних мікроорганізмів

Йогурт, ряжанка, варенець, тверді сири, ацидофілін, сметана

Lb. acidophilus

37−40

200−300

Lb. bulgaricus

40−45

200−300

Lb. lactis

38−40

120−180

Пропіоновокислі бактерії

P. freudenreichii, P. shermanii

30−35

80−110

(170)

+

+

Утворення в’язких згустків, формування смаку й

утворення вічок при дозріванні сирів

Сири типу

швейцарського

Лейконостоки

Leuc. cremoris

24−27

70−80

+

+

Утворення в’язких згустків і ароматичних речовин із

лимонної кислоти

Сметана, вершкове масло

Leuc. dextmnicum. ,

Leuc. lactis

25−30

70−80

+

+

Біфідобактерії

B. bifidum

B. longum

36−38

60−70

-

+

Слабке кислоутворення, виражена про біотична дія

Збагачення біфідобактеріями кефіру, сметани, йогурту, сирів

Дріжджі

Saccharomices

lactis

22−30

75−80

+

-

Утворення вуглекислого газу, спирту й

вітамінів

Кефір, ацидофільнодріджове молокотверді сири з сирною слиззю

Плісняві гриби

Candida Torulopsis

10−22

-

-

-

Участь у

дозріванні сирів

Тверді сири з

пліснявою та

сирною слиззю

Промисловоцінними є штами, які в молоці швидко утворюють згустки з помірною кислотністю. Звертають увагу й на органолептичні характеристики пробносквашеного молока. Згусток сквашеного молока повинен мати виражений приємний смак та аромат.

При підборі культур для лікувально-профілактичних і функціональних продуктів, мікроорганізми перевіряють на стійкість до шлунково-кишкового соку, жовчних солей, фенольних сполук, низьких рН та інших. Пробіотичні культури також перевіряються на адгезивні властивості, тобто здатність прикріплюватися до ворсинок стінок кишечнику. Вони повинні бути антагоністами щодо небажаної і патогенної мікрофлори кишечнику, здатними синтезувати вітаміни й ферменти [21].

Так, антогоністична активність біфідобактерій пов’язана з продукуванням органічних кислот (ацетата і лактата) та бактеріоцинів із широким спектром антимікробної дії (пригнічення росту бактерій групи кишкових паличок, клостридій, лістерій, кампілобактерій та ін.). Крім того, зниження кількості біфідобактерій у шлунково-кишковому тракті людини призводить до процесів кишкового всмоктування і, як наслідок, порушення мінерального, білкового та жирового обмінів, що клінічно проявляється у вигляді розладів функції шлунково-кишкового тракту. Є відомості, що біфідобактерії є джерелом незамінних амінокислот та вітамінів [33,36].

Представники L. асіdophilus використовуються також як антиоксиданти й речовини, що стимулюють ріст і розвиток інших лактобацил та біфідобактерій. Ці мікроорганізми також мають протипухлинну активність і стимулюють імунітет.

Температурні режими виробництва певних видів молочнокислих продуктів теж повинні обов’язково враховуватися при складанні заквасок. Якщо процес здійснюється за температури 20−30°С, то в закваску вводять переважно мезофільні мікроорганізми, за температури 40−45°С — термофільні [23].

1.2 Взаємовідносини між мікроорганізмами. Фагорезистентність

При підборі культур мікроорганізмів, які входять до складу заквасок, ураховують відносини між окремими штамами й видами бактерій, а також відносини між мікроорганізмами закваски й мікрофлорою пастеризованого молока.

Найважливішим критерієм придатності для об'єднання окремих штамів у багатоштамові закваски є сполучуваність видів і штамів. По можливості повинна мати місце взаємна стимуляція заквасочних мікроорганізмів і антагоністична дія або пригнічення розвитку сторонньої та небажаної мікрофлори. Антагоністична дія штамів полягає в утворенні антибіотиків і продуктів обміну, що мають інгібуючі властивості.

На основі використання явища антагонізму були створені нізинові й антагоністичні закваски. До складу нізинових заквасок входять, штами Lас. lасtіs, що утворюють антибіотик нізин, який перешкоджає проростанню спор маслянокислих бактерій.

У закваску для сиру вводять штами Lас. сrетоrіs, які утворюють антибіотик диплококцин й інгібують розвиток бактерій групи кишкової палички [26,41].

Фагорезистентність. З метою попередження розвитку бактеріофагу в заквасці підбирають бактеріофагостійкі штами мікроорганізмів та розробляють комплекс заходів, спрямованих на попередження зараження закваски бактеріофагом.

Штами, що вводяться до складу заквасок, перевіряють на чутливість до бактеріофагів. Для перевірок використовують поширені бактеріофаги, відомі своєю агресивністю до численних штамів. У живильне середовище (щільне або рідке), інфіковане бактеріофагом, висівають штам бактерій, що перевіряється. При цьому в разі лізису бактерій на щільному живильному середовищі з’являються зони просвітління, так звані «негативні колонії», у яких немає росту бактерій. У рідких середовищах чутливі до бактеріофага штами бактерій не розвиваються (помутніння відсутнє), відбувається слабкий гліколіз (повільне нагромадження молочної кислоти), або він відсутній зовсім.

До складу заквасок вводять штами, що не лізуються жодним штамом або лізуються деякими штамами бактеріофагів. Для запобігання розвитку бактеріофага застосовують багатоштамові закваски. При цьому, якщо в заквасці з’являється фаг, він лізує один-два штами, інші розвиваються далі, забезпечуючи кисломолочний процес.

Отриманням різних комбінацій заквасок для виробництва кисломолочних продуктів займаються спеціальні лабораторії або заводи з виробництва батеріальних препаратів, звідки закваски надходять безпосередньо на молокопереробні підприємства [3,23].

1.3 Вимоги до молока, що використовується для виробництва заквасок

Для виробництва заквасок необхідно використовувати молоко найвищої якості, отримане від здорових тварин, яке не містить інгібуючих речовин. Закваски також готують на свіжому цільному або знежиреному молоці, отриманому від здорових корів якоїсь однієї молочнотоварної ферми, розташованої поблизу лабораторії і благополучної щодо інфекційних хвороб.

Умови культивування мікроорганізмів при отриманні заквасок повинні бути по можливості стандартизованими щодо живильного середовища, кількості інокуляту (0,5−1,5%), тривалості (10−18 год.) і температури вирощування (19−30°С) [7,36].

Стандартні умови дозволяють встановити розмноження заквасочних мікроорганізмів в кінці логарифмічної фази, що перешкоджає перекисанню і ослабленню активності закваски.

Для приготування заквасок з цією метою краще використовувати стерилізоване молоко, отримане з сухого молока, придатного для закваски яке не містить інгібіторів.

Для готування закваски необхідно використовувати молоко, що має чистий смак, належить до І групи чистоти, має не більше 100 тис. КУО за пробою на редуктазу, з кислотністю, що не перевищує 16−18°Т, зі щільністю не нижче ніж 1,027. Редуктазну пробу в молоці, яке будуть використовувати для виробництва заквасок, контролюють 2−3 рази на тиждень [31].

Основними способами теплової обробки молока для приготування заквасок є стерилізація і пастеризація. Стерилізацію молока проводять при температурі 121 °C. Тривалість витримки молока при вказаній температурі проводять залежно від ємності, в якій стерилізують молоко: для бутилок і колб по 0,5−1л — 5−10 хв.; для бідонів і цебрів по 3−5 л — 10−15хв.; для бідонів по 10 л — 15−20 хв; для бідонів і цебрів по 20л — 20−30 хв.

Стерилізацію молока для материнської закваски проводять в автоклавах, які встановлюють в окремому приміщені. Після стерилізації молоко охолоджують до температури сквашування і в нього відразу ж вносять закваску або бактеріальний концентрат. Стерилізоване молоко, приготоване в бутилках і колбах з ватяними пробками, допускається зберігати при кімнатній температурі протягом 3−5 діб. При цьому проводять контроль молока на стерильність шляхом термостатування при температурі 37 °C протягом 3 діб. Для контролю беруть 1−2 бутилки або колби від кожної партії молока. Відсутність клітин в мікроскопічному препараті, приготованому з молока після термостатування, вказує на його стерильність. Стерилізоване молоко в цебрах або бідонах зберігати не допускається [14,36].

Ефективність пастеризації молока перевіряють за наявністю БГКП один раз у 10 діб шляхом посіву 10 см3 пастеризованого молока в 40−50 см3 середовища Кесслера.

2. Виготовлення заквасок

2.1 Виготовлення заквасок у спеціальних лабораторіях

Виробництво заквасок є одним із найбільш важливих, а також трудомістких процесів у молочній промисловості, оскільки будь-який недолік в технологічному процесі виробництва заквасок може призвести до великих фінансових втрат, які пов’язані з недоотриманням або отриманням продукції низької якості. Тому ефективність виготовлення заквасок залежить від таких основних складових: використання високоякісного молока для виробництва заквасок, підбору штамів і дотримання санітарно гігієнічнх вимог у технологічному процесі виробництва заквасок.

У спеціальних науково-виробничих лабораторіях з виробництва заквасок готують рідкі і сухі закваски та бактеріальні концентрати, теж у рідкому й висушеному стані [26,42].

2.1.1 Рідкі закваски

Рідкі закваски — чисті культури молочнокислих бактерій, отриманих на стерильному молоці. Перевагою цих заквасок є активний стан мікрофлори і їхня чистота, а недоліком — короткий строк придатності. їх використовують для отримання материнської (лабораторної) закваски і сьогодні застосовуються досить рідко. Рідкі закваски надходять на підприємство в герметично закритих флаконах.

Для приготування рідких заквасок використовують високоякісне знежирене молоко, яке стерилізують протягом 10−15 хв за температури 121 °C, охолоджують до 37±1°С і для перевірки його стерильності витримують в термостаті за цієї самої температури протягом двох діб.

Перед приготуванням рідкої закваски готують материнську закваску із суміші культур мікроорганізмів, що входять до її складу. У невелику кількість стерильного молока, підігрітого до оптимальної температури для розвитку мікроорганізмів, додають суміш культур у кількості 2−3%. Колбу із заквашеним молоком поміщають у термостат за температури 30 °C, а після утворення згустку її одразу виймають із термостата, закваску охолоджують до 4−6°С і зберігають до використання.

Із цієї материнської закваски готують рідку закваску, яку відправляють на молокопереробні заводи. Для цього в колбу з кількома літрами стерильного знежиреного молока вносять материнську закваску в кількості 2% і ретельно перемішують. Заквашене таким чином молоко розливають стерильними піпетками чи стерильним автоматом у спеціальні стерильні флакони по 25−30, 50 і 100 см3, які поміщають у термостат за оптимальної температури розвитку бактерій. Як тільки молоко скваситься, закваску охолоджують до 4−6°С і перевіряють її якість за таким показниками: морфологія клітин у мікроскопічному препараті, активність (тривалість сквашування), наявність діацетилу, кислотність сквашеного молока, органолептичні показники згустку сквашеного молока [12,14,36].

Високоякісне знежирене молоко

>

>

Стерилізація за температури 1210 С 10−15 хв.

v

Охолодження до температури сквашування (37±10 С)

v

Суміш заквасочної культури

Внесення суміші в кількості 2−3%

v

Заквашування або культивування за температури 300 С до появи згустка

v

Охолодження готової закваски та фасування в стерильні флакони по25−30, 50 та100см3

v

Використання закваски у виробництві або її зберігання

Рис. 2.1 Виготовлення рідкої закваски [14]

Закваска повинна мати рідку консистенцію з незначною кількістю крупинок, рідше — сметаноподібну. Допускається відділення сироватки. Смак і запах закваски кисломолочні, характерні для відповідного виду, без сторонніх присмаків і запахів. Колір білий із кремовим відтінком за всією масою. Допускається буруватий відтінок. Кислотність 80−100°Т. Кількість молочнокислих бактерій у рідких заквасках становить 107 КУО/г.

Флакони закупорюють і наклеюють етикетки. Рідкі закваски мають термін придатності від 10 до 14 діб за температури зберігання 2−5°С і 5 діб за кімнатної температури [14,24].

2.1.2 Сухі закваски

Сухі закваски - чисті культури молочнокислих бактерій, отриманих на стерильному молоці, яке після сквашування підлягає зневодненню.

Для виготовлення сухої закваски комбінації культур вносять у стерильне знежирене молоко в кількості 2−3% і витримують за оптимальної температури до утворення згустку (рідка закваска). Після цього отриману таким чином культуру в кількості 30% вносять у захисне середовище — водний розчин, що містить сахарозу (10%) цитрат натрію (5%), глутамат натрію (2,5%) і желатозу (5%). Суміш перемішують, фасують у флакони по 1 см3 (одна порція), заморожують і висушують шляхом сублімації (видалення вологи із клітин, які знаходяться в замороженому стані при високому вакуумі). Сушіння закваски починається за температури від — 15 °C до — 17 °C, основна кількість вологи видаляється в замороженому стані. Надалі волога видаляється за температури 40 °C протягом 5 годин [14,26,41].

Якість сухих заквасок контролюють за такими самими показниками, як і рідких заквасок. Закваски, висушені методом сублімації, більш активні і добре розчиняються.

Кількість молочнокислих бактерій у сухих заквасках становить 108 КУО/г. Суху закваску можна зберігати не більш ніж вісім місяців за температури 3−8°С. На підприємство ці закваски надходять у герметично закритих флаконах. За зовнішнім виглядом і консистенцією сухі, або ліофільні, закваски порошкоподібні або мають вигляд таблеток білого чи кремового кольору.

Високоякісне знежирене молоко

>

>

Стерилізація за температури 1210 С 10−15 хв.

v

Охолодження до температури сквашування (37±10 С)

v

Суміш заквасочної культури

Внесення суміші в кількості 2−3%

v

Заквашування або культивування за температури 300 С до появи згустка

v

30% рідкої закваски вносять у захисне середовище: водний розчин, що містить сахарозу (10%), цитрат натрію (5%), глутамат натрію (2,5%) та желатозу (5%)

v

Суміш перемішують і фасують у флакони по 1 мл, заморожують, а потім висушують сублімаційним методом

v

Використання закваски у виробництві або її зберігання

Рис. 2.2 Виготовлення сухої закваски [14]

2.1.3 Бактеріальний концентрат

Бактеріальний (бактерійний) концентрат за складом мікрофлори подібний до відповідних рідких і сухих заквасок і відрізняється від них за кількістю живих активних клітин заквашувальної мікрофлори. Так, у бактеріальному концентраті вміст життєздатних клітин значно більший, і їх кількість має бути не менш ніж 1010 КУО/г [20].

Існують сухі й рідкі бактеріальні концентрати. Сухий бактеріальний концентрат виробляють трьох видів: мезофільних лактококів, термофільних молочнокислих стрептококів і ацидофільних молочнокислих паличок. Рідкий бактеріальний концентрат готують, лише з мезофільних лактококів.

Технологія виготовлення бактеріального концентрату складається з таких етапів: культивування й нарощування бактеріальних клітин, отримання бактеріального концентрату та висушування його в захисному середовищі (у випадку виготовлення сухого бактеріального концентрату) [17, 19].

2.1.3.1 Культивування й нарощування бактеріальних клітин

Як середовище для вирощування молочнокислих бактерій використовується молочна сироватка з кисломолочного сиру, інших сирів або гідролізоване молоко з додаванням кукурудзяного екстракту (або комплексу з амінокислот, мікроелементів і вітамінів), буферних солей і стимуляторів росту. Як буферні солі використовують цитрат або ацетат натрію. Стимуляторами росту молочнокислих бактерій є сульфат марганцю, аскорбінова кислота та ін. Культуральне середовище нейтралізують до рН 6,0−6,5, закваску вносять у кількості 5−8%.

Культивування й нарощування клітин мезофільних лактококів проводять у ферментері за температури 30 °C протягом 10−12 год., термофільних стрептококів і ацидофільних паличок — за 40 °C протягом 8−9 год. при автоматичному підтримуванні рН. При цьому рН культуральної рідини для лактококів становить 6,5−6,8, для ацидофільних паличок 5,7−6,0.

Після закінчення культивування й нарощування культуру охолоджують до 3−8°С й направляють на бактофугування для отримання бактеріального концентрату, тобто відокремлення клітин молочнокислих бактерій від культуральної рідини. Відокремлена бактеріальна маса містить сотні мільярдів бактеріальних клітин в 1 см3. Отриману бактеріальну масу змішують із захисним середовищем у співвідношенні 1: 2−1: 4. До складу захисного середовища входять знежирене молоко, сахароза, желатоза, цитрат натрію, глутамат натрію [10, 19].

2.1.3.2 Висушування бактеріального концентрату в захисному середовищі. Бактеріальний препарат прямого внесення

Існують сухі й рідкі бактеріальні концентрати. Сухий бактеріальний концентрат виробляють трьох видів: мезофільних лактококів, термофільних молочнокислих стрептококів і ацидофільних молочнокислих паличок. Рідкий бактеріальний концентрат готують лише з мезофільних лактококів.

Висушування бактеріального концентрату в захисному середовищі.

Для цього бактеріальний концентрат в захисному середовищі розливають на лотки шаром 6−8 мм або фасують по 2 см3 у флакони. Суспензію висушують в установці сублімаційного сушіння спочатку за низької негативної температури (-35. — 45°С), досушування — за позитивної температури (40−45°С). Тривалість сушіння, суспензії на лотках становить 6−12 год, у флаконах 24−42 год. Сухий бактеріальний концентрат, висушений на лотках, подрібнюють і фасують у флакони порціями по 1−1,5 г. Термін зберігання сухого концентрату за температури 3−10°С становить вісім місяців з дня виготовлення.

Рідкий бактеріальний концентрат готують так само, як і сухий, лише з виключенням двох операцій — заморожування й сушіння. Рідкий концентрат розливають у флакони по 5±0,5 см3 (напівпорція) і по 10±0,5 см3 (порція), закупорюють, охолоджують до температури +8. — 5 °C і зберігають не більше двох місяців з дня виготовлення [7, 19,36].

Рідкі й сухі бактеріальні концентрати повинні містити життєздатних клітин не менше ніж 1010КУО/г. Допускається вміст і сторонньої мікрофлори.

Згідно з ДСТУ IDF 149 А: 2003 «Культури молочнокислих заквасок. Визначення видового складу», у рідких і сухих заквасках і бактеріальних препаратах допускається вміст сторонньої незаквасочної мікрофлори (табл.7. 3) [21].

Бактеріальний (бактерійний) препарат прямого внесення — заквашувальний препарат, призначений для безпосереднього внесення в молочну сировину при виробництві кисломолочних продуктів. Скорочено ці заквашувальні препарати мають назву DVS-культури (від перших літер англійського словосполучення Direct Vat Set — пряме сквашування в танку).

Таблиця 2. 1

Допустимий вміст заквасочних і сторонніх мікроорганізмів у заквашувальних препаратах [21]

Вид мікрорганізмів

Кількість мікроорганізмів, КУО/г

Закваски

Бактеріальні концентрати

рідкі

сухі

рідкі

сухі

Молчнокислі бактерії

< 107

108

не менше 1010

Немолочнокислі бактерії

< 50

< 50

< 500

< 500

Дріжджі та плісняві гриби

< 1

< 10

< 1

< 10

Коліформи

< 1

< 1

< 1

< 10

Ентерококи

< 10

< 10

< 10

< 100

Staphilococcus aureus

< 1

< 10

< 1

< 10

Сальмонели

відсутні у 25 г досліджуваного продукту

Listeria monocytogenes

відсутні у 1 г досліджуваного продукту

Бактеріальні препарати прямого внесення мають низку переваг, головна з яких — простота у використанні: їх вносять у молочну сировину без попередньої підготовки (активації). Такі препарати зменшують матеріальні витрати на виробництво продукції, оскільки зникає потреба в заквасочних відділеннях, оснащених спеціальним обладнанням, і в обслуговуючому персоналі. Крім цього, виключаються енерговитрати на стерилізацію й охолодження молока для заквасок. Закваски нового типу гарантують зберігання видового складу мікрофлори, адже відсутні пересадки й культивування мікроорганізмів, а отже, не змінюється співвідношення між штамами в симбіозах. Зменшується ризик вторинного бактеріального забруднення й забруднення бактеріофагами. Як наслідок, підвищується якість продукції. DVS-культури — це висококонцентровані та стандартизовані бактеріальні препарати, що забезпечують отримання продуктів з подовженим терміном зберігання.

DVS-культури випускають двох видів — сухі та глибокозаморожені. Останні значно дешевші, проте потребують спеціальних умов зберігання.

Сухі бактеріальні препарати прямого внесення мають консистенцію порошку або гранул діаметром 2−5 мм. Колір — від білого до світло-коричневого. Кількість життєздатних клітин в 1 грамі становить не менше 5·1010 КУО. Термін зберігання сухих DVS — культур за температури — 18 °C становить 12 місяців, за температури 5 °C — усього 6 тижнів. Сухі препарати прямого внесення випускають у пакетах з алюмінієвої фольги, вони містять стандартну кількість культури в умовних одиницях активності (u): 1000 u, 500 u, 200 u, 50 u. Глибокозаморожені бактеріальні препарати прямого внесення становлять собою однорідну суспензію, яку необхідно зберігати за температури — 18 0С протягом 45 діб [24,36].

2.1.4 Симбіотична закваска для кефіру

У природну симбіотичну закваску для кефіру (кефірні грибки) входять лактококи (гомоферментативні мезофільні L. lасtіs і L. сrетоrіs; гетероферментативні мезофільні L. diacetilactis і представники роду Lеисопоstoc та термофільний стрептокок Str. thermophilus), лактобактерії (гомоферментативні Lb. helveticus, Lb. aсidophilus, Lb. bиlgaricus; гетероферментативні Lb. Рlапtаrит Lb. rhатпоsиs (саsеі)), дріжджі й оцтовокислі бактерії (рис. 2. 3) [3,36].

А Б

Рис. 2.3 А — кефірні грибки (зерна); Б — мікроскопічна картина грибкової кефірної закваски [36]

За даними П. П. Степаненко, процес отримання натуральних кефірних грибків передбачає підготовку молока, культивування кефірних грибків, відділення, фасування, закупорювання, маркірування та зберігання.

Для культивування кефірних грибків використовують знежирене молоко, пастеризоване за температури 92−95°С протягом 20−30 хв., у яке поміщають грибки у співвідношенні 1: 20. Вирощування здійснюють за температури 18−22°С. Щодня молоко змінюють, тобто грибки заливають свіжими порціями живильного середовища. Молоко, у якому культивувалися кефірні грибки, уже являє собою культуральну кефірну закваску, що містить ту саму мікрофлору, що й кефірний грибок.

У міру росту грибків один-два рази на тиждень їх відокремлюють від закваски, фасують порціями в стерильні флакони, заливають знежиреним молоком або сироваткою. Термін зберігання кефірних грибків становить 10 днів за температури 8−10°С.

Сухі кефірні грибки одержують з натуральних (живих) кефірних грибків шляхом висушування їх у захисному середовищі, що складається з молочної сироватки з додаванням цукру 0,5% і аскорбінової кислоти 0,01% [3,25,36].

Відділені від культуральної закваски грибки поміщають у захисне середовище в співвідношенні 1: 20 і витримують у ній 5−6 годин за температури 20−22°С для нарощування дріжджів, що є найбільш чутливими до заморожування й висушування. Після цього грибки відокремлюють від захисного середовища, укладають на стерильні лотки товщиною 8 мм, закривають стерильною марлею і поміщають у морозильну шафу за температури — 20. — 25 °C на 1,5−2 год. Грибки сушать в установці сублімаційного сушіння.

Співвідношення різних мікроорганізмів, що входять до складу кефірних заквасок, наведено в таблиці 2.2 [11,24].

Температура на початку сушіння повинна становити 15−20°С, кінцева температура досушування — 30−35° С. Тривалість сушіння 8−10 годин.

Таблиця 2. 2

Допустимий вміст заквасочних і сторонніх мікроорганізмів, що входять до складу кефірних заквасок [24]

Вид мікроорганізмів

Кілікість мікроорганізмів, КУО/г

Заквасочні мікроорганізми

Мезофільні лактококи

108-109

Термофільні молочнокислі палички

107-108

Аромаутворюючі лактококи

107-108

Дріжджі

103-105

Оцтовокислі бактерії

103-105

Мезофільні лактобактерії типу стрето — і бетабактерій

102-103

Сторонні мікроорганізми

Бактерії групи кишкової палички

не більше 3

Staphilococcus aureus

не більше 10

Сальмонели

не більше 100

Плісняві гриби

не більше 5

Сухі кефірні грибки фасують порціями по 10, 20, 50, 100 г у пакети з поліетилен-целофану і запаюють. Термін зберігання кефірних грибків — 3 місяці за температури не вище ніж 8 °C. Сухі кефірні грибки містять не більше 4,5% вологи.

Тривалість сквашування молока при співвідношенні грибка і молока 1: 40 і температурі 18−22°С для натуральних грибків становить 16−18 год, для сухих — 24−28 год. Кислотність згустку — 90−110°Т [14,28,36].

2.2 Виготовлення заквасок у виробничих умовах

За якість заквасок, які надходять на молокопереробні підприємства, відповідають установи, що їх розробляють і виготовляють. Метою молокопереробного підприємства є збереження їх повної ефективності. Виробничі закваски на підприємстві одержують у відділеннях чистих культур або в спеціальному боксі при мікробіологічній лабораторії підприємства. У них необхідно підтримувати чистоту. Не допускається одночасно проводити посіви з контролю готової продукції, контролю умов виробництва і готувати закваски.

Закваски і бактеріальні концентрати зі спеціальних цехів або лабораторій потрібно використовувати відразу після одержання. До застосування їх зберігають у холодильнику за температури не вище ніж 8°С. Не можна застосовувати закваски і бактеріальні концентрати, термін зберігання яких закінчився. Флакони з заквасками відкупорюють безпосередньо перед застосуванням і використовують увесь вміст флакону [4,27].

Закваски, які надходять на підприємство ослабленими в результаті транспортування та впливу температури, необхідно відновити за допомогою попереднього культивування. Критерієм оцінки відновлення закваски є визначення активності, що сквашує, їх вирощують на стерилізованому молоці. Для виготовлення виробничої закваски допускається використання пастеризованого молока.

Ефективна закваска повинна проявляти найбільшу активність не пізніше, ніж після другого пасажування (пересівання, культивування). При цьому культивування заквасок необхідно зупинити наприкінці логарифмічної фази, що досягається в більшості заквасок, за рН 5,5−5,3 або кислотності 78−80 Т.

Тару та інвентар, що використовується для приготування заквасок, маркують і не використовують на інших ділянках технологічного процесу, миють і дезінфікують у спеціальному приміщенні [12,24,43].

Закваски на різних етапах виготовлення мають відповідні назви (рис. 2. 4):

— Промислова закваска (оригінальна закваска) — вихідна закваска, яку молокопереробні заводи беруть у спеціалізованих науково-виробничих лабораторіях.

— Материнська (лабораторна) закваска - закваска, яка готується із промислової закваски на молокопереробному підприємстві. Материнська закваска готується щоденно і є вихідною для всіх заквасок, які готуються на підприємстві.

— Первинна виробнича закваска - первинний етап виробництва великих об'ємів виробничої закваски.

— Виробнича закваска - закваска, яку безпосередньо використовують у виробництві [36].

Виробництво тієї чи іншої закваски повинно відбуватися в жорстких санітарних умовах для попередження потрапляння з навколишнього середовища дріжджів, плісняви та бактеріофагів. Материнські закваски

Рідка або суха промислова закваска

>

>

>

v

Материнська (лабораторна) закваска

(виготовлена в лабораторії молокопереробного підприємства на стерилізованому або кип’яченому молоці)

Використання у виробництві

v

Первинна виробнича закваска

(виготовлена на молокопереробному підприємстві на стерилізованому або пастеризованому молоці)

Використання у виробництві

v

Виробнича закваска

(виготовлена молокопереробному підприємстві на пастеризованому молоці)

Використання у виробництві

Рис. 2. 4 Види заквасок [36]

повинні готуватися в окремому спеціально відведеному приміщенні, виробництво ж первинної виробничої та виробничої закваски допускається на місці технологічного процесу або в тому самому приміщенні, де готується й материнська закваска [23,40].

Стадії виробництва материнської, первинної виробничої та виробничої заквасок практично однакові і складаються з таких етапів: відбір молока, його теплова обробка, охолодження до температури заквашування, заквашування, сквашування, охолодження готової закваски, використання її у виробництві й зберігання (рис. 2. 5) [19].

Материнську, або лабораторну, закваску, готують у лабораторії молокопереробного підприємства із сухих і рідких промислових заквасок. її готують на незбираному або знежиреному стерилізованому молоці (в автоклавах за температури 121±2°С і тиску 0,1 МПа, тривалістю 5−10 хв, залежно від об'єму пляшки або колби по 0,5−1,0 л) або кип’яченому молоці (кип'ятять 5−10 хв). Після теплової обробки молоко охолоджують до температури сквашування, яка залежить від виду закваски.

Для отримання закваски мезофільних молочнокислих стрептококів молоко охолоджують до температури 26°С і сквашують при цій самій температурі 12−16 годин. Для отримання закваски термофільного молочнокислого стрептококу і болгарської палички молоко охолоджують до температури 43 °C і сквашують за цієї самої температури 5−7 годин.

Для отримання закваски ацидофільної палички молоко охолоджують до температури 38 °C і сквашують у термостаті протягом 5−5,5 годин. З готової материнської або лабораторної закваски готують первинну виробничу й виробничу закваски та інколи її використовують безпосередньо у виробництві.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой