Как достичь идеальной консистенции при производстве йогуртов

Физико-химические аспекты формирования сгустка при производстве кисломолочных продуктов

Важнейшими процессами, происходящими при выработке кисломолочных продуктов, являются коагуляция казеина и гелеобразование. Переход коллоидной системы молока из свободнодисперсного состояния, золя, в связаннодисперсное состояние - гель. Факторы, которые влияют на консистенцию и качество йогуртов: гомогенизация; температурная обработка молочной смеси; подбор заквасочных культур и режимов сквашивания; подбор ингредиентов. 

---

LuxFood  – отечественный производитель и дистрибьютор ингредиентов  и комплексных добавок для пищевой промышленности

---

Молоко может казаться простым и понятным: вода, углеводы, жир, белки и минеральные вещества. Но его структура гораздо сложнее. Компоненты молока распределены в основном между двумя дисперсными системами. Первая, жировые шарики и их мембраны, образующие эмульсию. Вторая, комплексы казеиновых мицелл, образующих коллоидный раствор. Обе эти системы термоустойчивы. Однако, при тепловой обработке молоко для йогурта претерпевает ряд изменений. 

Содержание основных белков и их составляющих в молоке должно быть следующим:

• Казеин: 76-88% от общего содержания белка;

• Сывороточные белки: 15-22% от общего содержания белка;

• Протеоза/пептоны: 2- 6% от общего содержания белка.

Основным белком молока является казеин, играющий главную роль в производстве йогурта. Казеин существует в виде мицелл или агрегатов субмицелл, сформированных
в основном a- и b-казеинами, стабилизированных к-казеином, содержащих кальций и фосфат кальция. Сывороточные белки находятся в растворе и имеют более компактную, сферическую форму, чем казеины. Их структура формируется за счет дисульфидных связей (вследствие присутствия большого количества серосодержащих аминокислот), незначительного содержания фосфатных групп. Кроме того, сывороточные белки в нативном состоянии не образуют ассоциатов и менее чувствительны к кальцию, чем казеин.

Молочная смесь для йогурта представляет собой прямую эмульсию типа «масло в воде», в процессе ферментации, поэтому гомогенизация является важным звеном технологического процесса. Жировые шарики имеют оболочку, которая состоит из белка, липидов и фосфолипидов. В процесс гомогенизации размер жирового шарика уменьшается, соответственно общая площадь поверхности жировых шариков увеличивается, а также происходит изменение состава оболочек. Вновь образованная поверхность жировых шариков адсорбирует преимущественно казеиновые мицеллы и в меньшей степени сывороточные белки. После гомогенизации жировые шарики, ввиду включения в оболочку казеиновых мицелл участвуют в процессе ферментации. От эффективности гомогенизации также зависит плотность сгустка и вязкость конечного продукта, сливочный вкус. 

Помимо предотвращения образования конгломератов жира и их отстоя на поверхности процесс гомогенизации оказывает влияние на белковые структуры молочной смеси. Так после нагревания гомогенизированной смеси происходят такие процессы, как: 

• Денатурация некоторых белков сыворотки;

• Взаимодействие казеина с денатурированными сывороточными белками;

• Образование сульфигидрильных соединений из денатурированных белков сыворотки.

При тепловой обработке (пастеризации) молочных смесей для производства йогуртов, как и других кисломолочных напитков происходит разрушение и/или удаление патогенных и других нежелательных микроорганизмов. Одновременно создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски, а также происходят изменения физико-химических свойств молока, влияющих на качество йогурта.

---

При пастеризации молока для производства йогурта рекомендованы оптимальные режимы: 85-87 °С с выдержкой в 5-10 минут или 90-92 °С с выдержкой 2-3 минуты.

---

Функциональные свойства белков сыворотки становятся более явными после нагревания молока, поскольку при температуре выше 80 °С они денатурируются и связываются с к-казеином, повышая стабильность мицеллы. Именно поэтому так важно соблюдение температурных режимов. При пастеризации молока для производства йогурта рекомендованы оптимальные режимы: 85-87 °С с выдержкой в 5-10 минут или 90-92 °С с выдержкой 2-3 минуты.

Этап сквашивания молока при производстве кисломолочных продуктов

Далее в процессе производства йогурта следует стадия молочнокислого брожения. Для начала, происходит гидролиз молочного сахара (лактозы) до глюкозы и галактозы, с дальнейшим образованием молочной кислоты. А также, брожение молочного сахара под действием Str. diacetilactis, благодаря которому образуются ароматические вещества. В том числе, диацетил – основное вещество, влияющее на вкусовые характеристики йогурта.

Образующаяся молочная кислота повышает титруемую кислотность и снижает активную кислотность (pH). В изоэлектрической точке (pH = 4,6 - 4,7) казеин теряет растворимость и коагулирует в виде сгустка. 

Устойчивость коллоидных частиц казеина в молоке зависит от электрического заряда и гидрофильности. До сквашивания молоко имеет частицы казеина кальций фосфатного комплекса с отрицательным зарядом, которые отталкиваются друг от друга. По мере приближения к изоэлектрической точке частицы приобретают электронейтральность (число  положительно заряженных частиц равняется отрицательно заряженным). В этом состоянии частицы соединяются между собой и образуют трехмерную структуру – гель. При сквашивании молока происходит ионный обмен между кальций-ионами казеинаткальцийфосфатного комплекса и Н-ионами молочной кислоты. В результате сгусток казеина обедняется кальцием. Одновременно образуется растворимый лактат кальция.

Так формула производства йогурта состоит из: используемого молочного сырья, заквасочных культур, стабилизирующих ингредиентов и технологии производства. Помощниками выступают комплексные пищевые добавки. Их относят к гликолидам, содержат гидрофильные группы, с которыми вступает во взаимодействие вода. В кисломолочных напитках содержится 86-89% воды, в том числе свободная влага составляет 83 - 86%, а связанная - только 3 - 5%. При использовании КПД в рецептурах кисломолочных продуктов стоит учитывать тот факт, что часть воды связывается водными связями и принимает участие в процессах структурообразования. А связанная вода не доступна для микроорганизмов.

 

Основные пороки консистенции йогуртов и решения для их предотвращения

Технологи компании LuxFood провели исследовательскую работу на тему: «Подход к выбору ингредиентов при производстве йогуртов для устранения пороков консистенции». Мы рассмотрели основные пороки консистенции йогуртов, их причины возникновения, предлагаемые меры общего характера и разработали комплексы для решения каждого из них. Например:

1. Жидкая консистенция с отстоем сыворотки может возникать из-за использования молока с низкой плотностью, длительного и сильного механического воздействия при розливе или несоблюдения режимов гомогенизации, пастеризации, перемешивания сгустка. При пастеризации недостаточная температура для денатурации сывороточных белков. А перемешивание сгустка проводится слишком рано, до достижения изоэлектрической точки, или же наоборот слишком поздно. В таком случае стоит осуществлять более тщательный подбор сырья, строго соблюдать технологические режимы и внимательнее подбирать стабилизирующие системы. В состав рецептуры рекомендовано включить Люксмилк К583, Люксмилк 585. 

2. Возможно столкнуться с хлопьевидной консистенцией. Ее причины - низкая термоустойчивость белкового молока и неравномерная их коагуляция. Избежать это возможно, используя функциональные системы с Люксмилк М527, которые защищают белок от температурного воздействия, и тщательно вымешивая заквасочные культуры. 

3. Излишне тягучая консистенция йогуртов и продуктов по технологии йогуртов получается вследствии сезонного изменения состава молока, также нарушение температурных режимов ферментации. Молочно- белковый комплекс Люксмилк КМ 650 восполняет баланс сывороточных и казеиновых белков, тем самым обеспечивает необходимую плотность продукта.

 

Подробнее о комплексных решениях и ингредиентах для стабильно качественного йогурта можно узнать у специалистов LuxFood и ознакомиться с материалами к статье. Стремитесь к идеалу для себя и своего покупателя.