Способ получения функционального кисломолочного продукта
METHOD FOR PRODUCTION OF FUNCTIONAL FERMENTED MILK PRODUCT

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве кисломолочных продуктов, в частности йогурта.
Известен способ получения йогурта (патент RU 2634410, А23С 9/13, B82Y 5/00, дата приоритета 11.03.2016, дата публикации 26.10.2017) предусматривающий подготовку молока куда вводят 500 мг наноструктурированный карбонат магния в каррагинане или наноструктурированный карбонат магния в конжаковой камеди на литр молочной смеси. Сквашивают смесь в течение 8 ч при температуре 40-41°С, перемешивают и охлаждают полученный продукт. Особенностью данного метода является двойная стадия перемешивания смеси: на первом этапе смесь перемешивается спустя 3 ч после начала сквашивания, на втором этапе - за час до окончания процесса сквашивания.
Недостатком данного способа является большая трудоемкость и длительность технологического процесса производства йогурта, что влечет за собой увеличение себестоимости продукта.
10
Известен способ производства йогурта (патент RU №2639502, А23С 9/123, А23С 9/13, дата приоритета 06.10.2015, дата публикации 21.12.2017), который включает нормализацию цельного молока, бактофугирование, внесение в нормализованное молоко одновременно гидроколлоидов - комплексной стабилизирующей системы и подслащивающего компонента, гомогенизацию смеси, пастеризацию при температуре 75-77°С с выдержкой 20 с, охлаждение до температуры заквашивания 38±2°С. Внесение закваски - комбинации культур прямого внесения, сквашивание в течение 6±1 часов до pH 4,2±0,2, охлаждение до 20±2°С, внесение фруктового наполнителя в потоке и бактериального концентрата в лиофилизированном виде, включающего пробиотические штаммы Lactobacillus acidophilus и Propionibacterium shermanii в соотношении 1:1 в количестве, обеспечивающем их содержание 10 КОЕ в готовом продукте, термизацию смеси при температуре 55-62°С с выдержкой 10-30 с, последующее охлаждение до температуры 18-22°С, асептическое внесение креатина в количестве 8-10 кг, фасовку и доохлаждение в течение 10±2 ч. При этом в качестве цельного молока используют козье молоко или смесь козьего и коровьего молока в соотношении от 1:5 до 5:1 соответственно.
Недостатком данного способа является использование козьего молока при производстве продукта, так как козье молоко является дорогостоящим сырьевым ингредиентом, а также отличным от коровьего молока фракционным составом белковых фракций, что потребует внесения повышенных доз заквасочной микрофлоры при производстве йогурта, что еще более удорожает продукт.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения йогурта (патент RU №2473225, А23С 9/13, А23С 9/123, дата приоритета 11.05.2010, дата публикации 27.01.2013), включает тепловую обработку при температуре 60-65°С коровьего молока жирностью 3,2% с последующим внесением в него йодсодержащей добавки в виде сухого, измельченного до пылевидного состояния порошка водоросли ламинарии в количестве 0,3-0,5% на 1 литр молока, и подсластителя в виде сухого порошка экстракта стевии в количестве 0,01% на 1 литр молока. Затем смесь охлаждают до 38-40°С с последующим внесением закваски в виде термофильных молочных стрептококков и лактобактерии болгарской палочки (Streptococcus thermophilus и Lactobacterium bulgaricus) и сквашивают в течение 4-5 часов при температуре 38-40°С до образования однородного сгустка. Недостатками данного метода может являться использование в составе йогурта в качестве добавки стевии, которая разрешена для употребления людям с заболеваниями сахарным диабетом, однако существуют данные о плохой сочетаемости молока и стевии, в результате чего возможно нарушение пищеварения у людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Внесение в кисломолочный продукт водоросли ламинарии придает продукту ярко выраженный морской рыбный вкус и аромат, отрицательно влияющий на потребительские свойства готового продукта.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении пищевой и биологической ценности кисломолочного продукта (йогурта).
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного изобретения, заключается в обеспечении желательных потребительских свойств йогурта со стабильной структурой, что позволит расширить ассортимент функциональных кисломолочных продуктов.
Технический результат предлагаемого способа производства йогурта достигается путем внесения сухой функциональной смеси на этапе сквашивания продукта. Гарантированное качество йогурта обеспечивается микробиологически стабильным составом функциональной смеси, высоким выходом готового продукта и длительным сроком его хранения (патент RU №2702426, А23В 7/015; A23L 19/00, дата приоритета 20.12.2018, дата публикации 08.10.2019). Предлагаемый способ не требует сложных технологических операций и длительного времени получения готового продукта. Разработанный йогурт можно рекомендовать широкому кругу потребителей в качестве функционального продукта питания, обогащенного биологически активными веществами.
Поставленная задача решалась посредством использования в составе рецептуры кисломолочного продукта сухой комплексной смеси на основе ягод брусники и клюквы, являющейся источником биологически активных веществ, содержащих широкий спектр природных антиоксидантов, флавоноидов, каратиноидов и пр. Состав сухой комплексной смеси, представляющей собой порошок, включает побочный продукт извлечения сока из ягод брусники и клюквы (жмых), стабилизирующие пищевые добавки, такие как крахмал холодного набухания и концентрат молочного белка, а также микро и нанокапсулы на основе извлеченной соковой части ягод брусники и клюквы. С целью обеспечения стабильных микробиологических показателей комплексной смеси для производства обогащенного кисломолочного продукта предусматривается УФ-облучение перед фасовкой смеси.
Преимуществом изобретения является производство функционального кисломолочного продукта со стабильной структурой без расслоения с внесением функциональной смеси, обогащенной пищевыми волокнами и биологически активными веществами. Также за счет внесения в йогурт сухой функциональной смеси, произведенной по безотходной технологии переработки ягод брусники и клюквы, решается проблема загрязнения окружающей среды. Помимо этого, данное изобретение обеспечивает получение кисломолочных продуктов со стабильными функционально-технологическими свойствами, в результате чего расширяется линейка кисломолочных продуктов гарантированного качества. Использование пищевых волокон ягод брусники и клюквы в составе функциональной смеси, способствуют ускоренному выведению из организма различных чужеродных веществ, содержащихся в пищевых продуктах, включая канцерогены и различные экзо- и эндотоксины, а также продуктов неполного переваривания пищевых веществ.
В йогурт предлагается вводить сухую функциональную смесь, состоящую из концентрата молочного белка, крахмала модифицированного холодного набухания, жмыха ягод клюквы и брусники, микро и нанокапсулы биологически активных веществ ягод с целью стабилизации органолептических и реологических свойств продукта. Концентрат молочного белка является источником полноценного белка, повышает пищевую ценность продукта, обладает эмульгирующими и влагосвязывающими свойствами, образует растворы высокой вязкости, препятствует синерезису йогурта при хранении. Крахмал является загустителем, структурообразователем, пластификатором и влагоудерживающим агентом. Смесь жмыха ягод брусники и клюквы, представляющие собой мелкодисперсный порошок с приятным вкусом и запахом ягод, обогащает продукт нерастворимыми пищевыми волокнами, характеризуется высокой водосвязывающей, жироудерживающей, загущающей и пластифицирующей способностью, Жмых ягод обеспечивает регулирование структуры йогурта, величины выхода готового продукта, синерезиса составных частей при хранении готового продукта. Применение сыпучих капсул микро- и наноинкапсулированных биологически активных веществ позволяет придать йогурту функциональную направленность. Помимо этого, использование всех составных частей ягод позволяет решать проблему загрязнения окружающей среды при переработке плодово-ягодной продукции.
Способ производства йогурта заключается в тепловой обработке нормализованного молочного сырья при температуре 85-87°С с выдержкой 5-10 мин или при 90-92°С с выдержкой 2-3 мин. Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. Гомогенизация проводится при температуре не ниже 55°С и давлении 17,5 МПа. Пастеризованное и гомогенизированное молоко немедленно охлаждают до температуры заквашивания 40-45°С. В охлажденное до температуры заквашивания молоко вносят сухую комплексную функциональную смесь в количестве 5,0% и закваску прямого внесения в состав которой входят термофильные молочнокислые культуры Streptococcus thermophilics с добавлением болгарской молочнокислой палочки Lactobacillus bulgaricus в количестве 5,0%. Далее происходит сквашивание молочной смеси продолжительностью 4-5 ч при температуре 38-40°С. По достижении требуемой кислотности и образовании сгустка йогурт немедленно охлаждают до температуры не выше 8°С. Полученный продукт должен быть однородным, в меру вязкий, вкус и запах кисломолочный без привкуса комплексной смеси.
Одним из важных показателей качества кисломолочных продуктов являются их структурно-механические свойства, которые могут быть изучены различными реологическими методами. С целью определения структурно-механических свойств, исследуемых образцов йогуртов, использовались методы ротационной реометрии.
Сгустки кисломолочных продуктов имеют смешенный характер с преобладанием необратимо-разрушающихся либо тиксотропно-обратимых связей. Соотношение этих связей зависит от целого ряда факторов, правильное использование которых позволяет получать сгустки с заданными свойствами.
На свойства сгустков и вязкость йогуртов влияют состав молока и бактериальных заквасок, вносимых компонентов, режимы пастеризации и гомогенизации, способ и продолжительность коагуляции белков молока. В процессе производства йогурта сгусток подвергается механической обработке: одновременное перемешивание и охлаждение сгустка в резервуаре в конце ферментирования; перекачивание сгустка в пластинчатый или трубчатый охладитель. В результате таких воздействий структура сгустка становится менее вязкой, при этом возможно отделение сыворотки. В связи с чем проводили исследования по влагоудерживающей способности опытных образцов йогуртов с вносимой комплексной функциональной добавкой (таблица 1).
Сухую функциональную комплексную смесь вносили в молоко перед стадией сквашивания в количествах 2,5% и 5,0% от массы молочной смеси, за контрольный принимали образец йогурта без наполнителя.
Результаты исследования ВУС исследуемых образцов (таблица 1) доказывают наиболее высокие функционально-технологические свойства у образца йогурта с сухой функциональной комплексной смесью в количестве 5,0%. В результате исследования установлено, что использование комплексной функциональной смеси в составе рецептуры йогурта влияет на изменение структурно-механических свойств йогурта, о чем свидетельствуют данные зависимости эффективной вязкости образцов йогурта от скорости сдвига (фигура).
-1
На фигуре видно, что контрольный образец без наполнителя продемонстрировал самые низкие значения эффективной вязкости при малых нагрузках (при скорости сдвига менее 5 с). Образец с комплексной функциональной смесью в количестве 2,5% выявил наиболее низкие значения изучаемого показатели среди других исследуемых образцов с наполнителем и наиболее приближен к показателям контрольного образца. Образец йогурта с комплексной функциональной смесью в количестве 5,0% продемонстрировал наиболее высокие значения исследуемого параметра при малых нагрузках.
На основании проведенного исследования можно сделать вывод о рациональности внесения наполнителя в количестве 5,0%, так как данная доза обеспечивает наиболее стабильные структурно-механические свойства йогурта при определенном механическом воздействии в сравнении с контрольным образом и йогуртом, содержащим 2,5% наполнителя.
В таблице 2 представлена рецептура кисломолочного продукта (йогурт) с сухой комплексной функциональной смесью в кг на 1000 кг продукта без учета потерь.
По органолептическим показателям йогурт с функциональной комплексной смесью должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 3.
По физико-химическим показателям продукт с функциональной комплексной смесью должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 4.
По микробиологическим показателям продукт соответствует требованиям TP ТС 033/2013, TP ТС 029/2012 и TP ТС 021/2011.
Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков и радионуклидов, а также остаточных количеств пестицидов, в продукте не превышают допустимых уровней, установленных техническим регламентом Таможенного союза о безопасности пищевой продукции TP ТС 029/2012, TP ТС 033/2013 и TP ТС 021/2011.
Анализ физико-химических показателей кисломолочного продукта - йогурт, приготовленной по заявляемому способу, показал, что разработанный продукт обладает стабильными структурно-механическими свойствами, высоким содержанием пищевых волокон, которые относятся к эссенциальным факторам рациона питания человека. Помимо этого, данная разработка за счет внесения крахмала и концентрата молочного белка будет способствовать стабилизации молочной системы в процессе хранения. Данная смесь также позволит расширить ассортимент кисломолочных продуктов улучшенного состава.
Заявляемый способ получения кисломолочного продукта (йогурт) с внесением сухой комплексной функциональной смеси был апробирован в лабораторных условиях международного научного центра «Биотехнологии третьего тысячелетия» Университета ИТМО, о чем свидетельствуют результаты проведенного исследования, представленные в таблицах 1-4.
Разработка рецептуры йогурта с наполнителем на основе жмыха ягод брусники и клюквы с крахмалом холодного набухания, концентратом молочного белка, микро и нанокапсул биологически активных веществ позволило обеспечить требуемую вязкость продукта и стабильность структуры после механического воздействия.