СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАННОГО ФЕРМЕНТИРОВАННОГО МОЛОЧНОГО ПРОДУКТА
METHOD FOR PREPARING FILTERED FERMENTED DAIRY PRODUCT

Настоящее изобретение относится к области фильтрованного/концентрированного ферментированного молочного продукта и способа его приготовления. Изобретение также относится к способу приготовления фильтрованных ферментированных молочных продуктов с усовершенствованной текстурой.
Фильтрованные ферментированные молочные продукты хорошо известны, в частности, в Европе под наименованием «греческий йогурт» или «густой» йогурт. Как правило, эти продукты имеют высокое содержание жира (около 10/100 г), и они относятся к категории жирных продуктов со сливочным вкусом/ароматом. Повсеместной задачей рациона человека является снижение потребления жира; и относительно высокое содержание жира в типичном греческом йогурте не является полезным для достижения этой цели. Были предприняты многочисленные попытки получения греческого йогурта с низким содержанием жира, но полученные коммерческие продукты не являются удовлетворительными с точки зрения вкуса, внешнего вида и текстуры. Для производства фильтрованных ферментированных молочных продуктов можно применять различные способы. Различные способы, пригодные для производства фильтрованного йогурта в большом объеме, являются следующими: матерчатый мешок или система «Berge», механические сепараторы и ультрафильтрация. Как правило, греческий йогурт получают только из пастеризованного молока и культур молочнокислых бактерий. Молоко может быть концентрировано ультрафильтрацией для удаления части воды перед добавлением молочнокислых бактерий. После ферментации продукт может быть центрифугирован или подвергнут мембранной фильтрации для удаления сыворотки. Из литературы известно, что йогурт можно подвергать процессу ультрафильтрации для повышения содержания сухого остатка, как необходимо в некоторых типах йогуртов, таких как греческий йогурт. Эта технология заимствована из технологии производства сыра. Например, WO 9827825 описывает способ приготовления свежего сыра с однородной текстурой и более чем 13% сухого вещества, который состоит из: ферментации молока по меньшей мере одним штаммом термофильных молочнокислых бактерий, пока не достигается pH менее 4,9, до получения творога и удаления полученной сыворотки путем непрерывного центрифугирования.
Однако неожиданно с полным комбинированным способом, разработанным и описанным в настоящем изобретении, параметры которого были ясно определены, полученные фильтрованные ферментированные молочные продукты обладали усовершенствованной текстурой и отличными органолептическими свойствами.
В настоящее время имеется потребность в фильтрованном ферментированном молочном продукте, одновременно имеющем низкое содержание жира, высокое содержание белка, слабокислый вкус, хорошую текстуру и хорошую стабильность со временем. Другими словами, фильтрованные ферментированные молочные продукты в соответствии с настоящим изобретением являются сложными, поскольку требуют комбинации: низкого содержания жира, высокого содержания белка, более высокой вязкости, чем стандартные йогурты, слабой ацидификации в конце срока годности, хорошего количества молочнокислых бактерий до конца срока годности и отличных органолептических свойств. Отличные органолептические свойства заключаются в сливочном, слабокислом и слаботерпком вкусе (кислотность в полости рта значительно снижается) даже при низком содержании жира и хорошей текстуре на ложке и во рту.
Настоящее изобретение обеспечивает способ производства фильтрованного ферментированного молочного продукта, включающий по меньшей мере следующие стадии:
(a) стадия тепловой обработки молочного материала при температуре от 75°С до 95°С в течение 2-15 минут, до или после стадии гомогенизации при высоком давлении от 20 бар до 300 бар, в частности от 50 бар до 250 бар;
(b) стадия ферментации продукта, полученного на стадии (a), при температуре от 30°С до 44°С, предпочтительно от 36°С до 42°С;
(c) стадия сепарации продукта, полученного на стадии (b), где указанную стадию сепарации проводят с помощью сепаратора при температуре от 30°С до 45°С, до получения фильтрованного ферментированного молочного продукта, где общее содержание белка составляет от 6 до 14 г/100 г продукта, в частности от 8 до 11 г/100 г продукта;
(d) стадия гомогенизации продукта, полученного на стадии (с), осуществляемой с помощью роторно-статорного смесителя, в частности, при температуре от 30°С до 45 °С.
В предпочтительном варианте осуществления молочный материал имеет содержание жира от 0 до 2 масс. %, предпочтительно от 0,05 до 1 масс. %, более предпочтительно от 0,1 до 0,3 масс. %, и содержание белка от 3 до 4,6 масс. %, предпочтительно от 3,1 до 4 масс. %, более предпочтительно от 3,2 до 3,6 масс. %.
В контексте настоящего изобретения выражение «молочный материал» означает молоко, производное молока или их смеси. Молоко выбрано из сырого молока, обезжиренного молока, полуобезжиренного молока, обогащенного жиром молока и их смесей. Производное молока выбрано из молочного порошка, порошка обезжиренного молока, молочных белков, концентрата молочного белка, концентрированного молока, сливок и их смесей. Молочный материал для применения в способе из настоящего изобретения может быть получен из любого молока, такого как коровье молоко, овечье молоко, козье молоко. В предпочтительном варианте осуществления способа из настоящего изобретения молочный материал получен из коровьего молока.
В частном варианте осуществления гомогенизации под высоким давлением предшествует стадия тепловой обработки.
Стадию гомогенизации под высоким давлением, как правило, проводят в подходящем оборудовании, которое может выбрать специалист в данной области техники. Предпочтительно, стадию гомогенизации под высоким давлением выполняют путем обработки при высоком давлении потока материала в камере, с последующим мгновенным снижением давления путем пропускания потока материала через маленький зазор между цилиндром и клапаном. Это позволяет прилагать высокое сдвиговое усилие к материалу. Этот процесс является непрерывным и применяется многими видами оборудования, называемого гомогенизаторами высокого давления. Стадия гомогенизации, в соответствии с настоящим изобретением, как кажется, обеспечивает возможность усовершенствования стадии сепарации. В настоящем изобретении было отмечено, что концентрация белка (скорость обогащения белка) на стадии сепарации (с) улучшается, когда выполняют стадия гомогенизации в соответствии с изобретением.
В частном варианте осуществления стадию ферментации выполняют с йогуртовыми бактериями, Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Факультативно, стадия ферментации также включает добавление других молочнокислых бактерий, таких как Bifidobacterium и/или Lactobacillus acidophilus и/или Lactobacillus casei и/или Lactobacillus rhamnosus и/или Lactobacillus reuteri и/или Lactobacillus johnsonii и/или Lactobacillus plantarum и/или Lactobacillus helveticus и/или Lactobacillus fermentum и/или Lactobaciluus amylovorus и/или Lactoccocus lactis и/или Leuconostoc mesenteroides. После инокуляций молочного материала проводят ферментацию в обычных условиях, пригодных для роста инокулированных бактерий. Ферментацию прекращают, когда среда ферментации достигает необходимого целевого pH, в частности от 4 до 4,8, предпочтительно 4,6. Из литературы хорошо известно, что заквасочные культуры в первую очередь ответственны за продукцию вкусоароматических соединений, которые обеспечивают аромат йогурта. Общепринято, что аромат йогурта в основном обеспечен продукцией ацетальдегида и других неидентифицируемых соединений. Некоторые другие штаммы, как те, которые упомянуты выше, могут улучшать органолептические свойства йогурта. В частности, Lactococcus lactis subsp. lactis вырабатывает диацетил, который, как известно, придает сливочный вкус продукту. Неожиданно было установлено, что способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает возможность получения фильтрованного ферментированного молочного продукта, обладающего лучшим вкусом (низкими кислыми побочными, нотами, высокой сливочной нотой…) без применения молочнокислых бактерий, таких как Bifidobacterium, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, или мезофильных молочнокислых бактерий, таких как Lactoccocus lactis, которые, как известно, улучшают аромат продукта.
Стадия сепарации, в соответствии с настоящим изобретением, описывает стадию концентрирования твердых веществ в продукте, в частности белков, до необходимого содержания сухого остатка или белка (в масс. %). Термин «сепаратор» означает устройство, выбранное из группы оборудования, применяющего следующие операции: обратный осмос, ультрафильтрацию, сепарирующее центрифугирование; и любое устройство, обеспечивающее извлечение части воды или сыворотки из продукта.
В контексте настоящего изобретения «общее содержание белка» означает общее количество молочных белков, содержащихся в продукте. В частности, стадию сепарации выполняют до получения общего содержания белка в конце этой стадии от 6 до 14 г/100 г продукта, предпочтительно от 8 до 11 г/100 г продукта. Авторы настоящего изобретения отмечают, что способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает возможность получения фильтрованного ферментированного молочного продукта с хорошей вязкостью и текстурой, связанной с содержанием белка в вышеупомянутом диапазоне.
В предпочтительном варианте осуществления стадию сепарации проводят до 2-3-кратного уровня увеличения содержания белка в молочном материале. В контексте настоящего изобретения «кратность обогащения белка» означает, что содержание белка в исходном молочном материале повышается в 2-3 раза. Специалист в данной области техники может легко определить содержание белка в молочном материале и содержание белка в продукте, полученном на стадии (с).
В настоящем изобретении стадию гомогенизации проводят посредством роторно-статорного смесителя. Пример из описания данного варианта осуществления приведен в патентной заявке WO 2007/095969. В контексте настоящего изобретения «роторно-статорный смеситель» означает оборудование, в котором продукт проходит через сцепленные кольца, где часть колец являются стационарными, а оставшаяся часть вращается с установленной скоростью. Эта система сцепленных колец, частично вращающихся или стационарных, обеспечивает определенное сдвиговое усилие для продукта. Предпочтительно, роторно-статорный смеситель включает кольцевидный ротор и кольцевидный статор, где каждое кольцо ротора и статора обеспечено радиальными прорезями, имеющими определенную ширину, включая регуляцию скорости вращения ротора для подведения периферической скорости. Ротор может работать так, чтобы периферическая скорость составляла от 2 м/с до 13 м/с, предпочтительно от 3 м/с до 5 м/с и более предпочтительно от 3,6 м/с до 4 м/с.
В предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением включает тепловую обработку продукта, полученного на стадии (b), при температуре от 50 до 65°С в течение 1-10 минут, предпочтительно при температуре 58°С в течение 2,5 мин.
В более предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением включает после стадии гомогенизации (d) стадию охлаждения продукта, полученного на стадии (d), при температуре от 15 до 20°С.
В предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением включает после стадии гомогенизации (d) и факультативно после стадии охлаждения стадию добавления сливочного материала и/или фруктового препарата.
В контексте настоящего изобретения «сливочный материал» выбран из группы из: сливок, смеси молока и сливок. В контексте настоящего изобретения «фруктовый препарат» выбран из группы из: фруктовых кусочков в матриксе, фруктового пюре в матриксе, фруктового пюре, концентрированного фруктового пюре, фруктового компота, фруктового сока, сухих фруктов. Фрукт выбран из группы, состоящей из клубники, ежевики, абрикоса, персика, малины, черники, ананаса, манго, банана, папайи, маракуйи, сливы, помело, апельсина, киви, лимона, вишни, груши и яблока.
В частном варианте осуществления сливочный материал имеет содержание жира от 20 до 50 масс. %, в частности от 23 до 40 масс. %.
В предпочтительном варианте осуществления сливочный материал готовят по меньшей мере с помощью следующих стадий:
- предварительного нагревания до температуры от 75 до 95°С, предпочтительно от 75°С до 90°С,
- гомогенизации полученного предварительно нагретого материала на одной стадии под давлением 150 бар;
- тепловой обработки при 75-142°С в течение от 10 секунд до 6 минут;
- охлаждения до 4-10°С.
В контексте настоящего изобретения сливочный материал хранят при температуре от 4 до 10°С в течение от 1 до 48 часов.
В более предпочтительном варианте осуществления изобретения способ в соответствии с настоящим изобретением включает по меньшей мере следующие стадии:
- стадия предварительного нагревания до температуры от 75 до 95°С молочного материала;
- стадия гомогенизации под давлением от 20 бар до 300 бар, в частности от 25 бар до 300 бар, в частности от 50 до 250 бар указанного молочного материала;
- стадия тепловой обработки при температуре от 90 до 95°С от 2 до 7 минут;
- стадия ферментации по меньшей мере с Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus при температуре от 30 до 44°С, предпочтительно от 35 до 44°С, предпочтительно от 36 до 42°С, в течение 4-7 часов;
- стадия тепловой обработки при температуре от 50 до 65°С в течение от 1 до 10 минут, в частности при температуре 58°С в течение 2,5 минут;
- стадия сепарации, осуществляемой посредством сепаратора при температуре от 30 до 45°С, до получения фильтрованного ферментированного молочного продукта, где общее содержание белка составляет от 6 до 14 г/100 г продукта, в частности от 8 до 11 г/100 г продукта;
- стадия гомогенизации, осуществляемой роторно-статорным смесителем, в частности, при температуре от 30°С до 45°С;
- стадия охлаждения до температуры от 15 до 20°С.
Фильтрованный ферментированный молочный продукт собирают в конце способа, описанного выше.
В дополнительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением характеризуется стадией добавления сливочного материала и/или фруктового препарата. В этом контексте полученный фильтрованный ферментированный молочный продукт имеет содержание жира от 0,5 до 5 масс. %, в частности от 2 до 2,9 масс. %.
Настоящее изобретение также относится к фильтрованному ферментированному молочному продукту, полученному путем способа в соответствии с настоящим изобретением, включающему по массе готового продукта:
- от 0 до 5% жира, предпочтительно от 2 до 3,5% жира, более предпочтительно 2,9% жира, и
- от 6 до 12% белка, предпочтительно от 7 до 10% белка, более предпочтительно 9% белка;
где указанный фильтрованный ферментированный молочный продукт:
5
6
8
9
- содержит от 1,10 до 3,10 КОЕ/мл Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus и от 1,10 до 3,10 КОЕ/мл Streptococcus thermophilus в течение всего срока годности, в частности, в течение 28 суток;
- имеет pH от 3,9 до 4,4, предпочтительно от 3,95 до 4,3, более предпочтительно от 4 до 4,2;
-1
-1
-1
-1
- имеет вязкость от 2000 до 7000 мПа.c, предпочтительно от 2200 до 6500 мПа.c, более предпочтительно от 2500 до 6000 мПа.c, при измерении с помощью Rheomat RM 200 при температуре 10°С и сдвиговом усилии 64 с.
Авторы настоящего изобретения отмечали, что фильтрованный молочный продукт, уже описанный или доступный на сегодняшний день, имеет слишком высокую кислотность, чтобы быть пригодным для вкуса западных потребителей, в частности, потребителей из Европы. Соответственно, авторы настоящего изобретения предлагают разработать рецептуры с достаточной вязкостью и меньшей кислотностью и более приятным вкусом для потребителя. В этом контексте они установили, что кислый вкус может быть ослаблен при специфических условиях рецептур и способа. Фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением имеет низкое содержание жира, более высокое содержание белка, более высокую вязкость, чем стандартные йогурты, слабую постацидификацию в конце срока годности, хорошее количество молочнокислых бактерий в конце срока годности, и отличные органолептические свойства. Отличные органолептические свойства заключаются в сливочном, слабокислом и слаботерпком вкусе (кислотность во рту существенно снижается) даже при низком содержании жира и хорошей текстуре на ложке и во рту.
В предпочтительном варианте осуществления фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением имеет содержание белой массы от 75 до 99,99 масс. %. «Белая масса» означает молочный материал.
В более предпочтительном варианте осуществления фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением имеет содержание кислой бактериальной культуры от 0,001 до 0,5 масс. %.
В частном варианте осуществления фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением содержит фруктовый препарат, где фрукты выбраны из группы из вишни, клубники, персика, черники, ананаса, малины, абрикоса, кокоса, маракуйи, яблока или их смеси.
Фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением может содержать от 0 до 25 масс. % фруктового препарата.
В более предпочтительном варианте осуществления фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением содержит сливочный материал с содержанием жира от 20 до 50 масс. %, в частности от 23 до 40 масс. %.
В еще более предпочтительном варианте осуществления фильтрованный ферментированный молочный продукт в соответствии с настоящим изобретением содержит жировые глобулы со средним диаметром в диапазоне от 0,05 до 10 мкм, в частности от 1 мкм до 2,5 мкм.
Предпочтительно, фильтрованный ферментированный молочный продукт дополнительно содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из подсластителей, ароматизаторов, усилителей вкуса, сахара, консервантов и их комбинаций.
Более предпочтительно, фильтрованный ферментированный молочный продукт упакован в формате размером от 100 до 500 г.
Краткое описание фигур
Настоящее изобретение иллюстрировано следующими фигурами.
-1
Фигура 1: на ней представлена кинетика вязкости продуктов А, В, С, D и Е. По вертикальной оси представлена вязкость (мПа.c), а по горизонтальной оси показано время (сутки).
Фигура 2: на ней представлена кинетика pH продуктов А, В, С, D и Е. По вертикальной оси представлено значение pH, а по горизонтальной оси - время (в сутках).
Фигура 3: на ней представлено количество бактерий в фильтрованном ферментированном молочном продукте, инокулированном Streptococcus thermophilus (ST) и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (LB). По вертикальной оси показано количество (КОЕ/мл), а по горизонтальной оси показано время (в сутках). Черная гистограмма демонстрирует количество Streptococcus thermophilus. Серая гистограмма демонстрирует количество Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Темно-серая гистограмма показывает общее количество бактерий.
Фигура 4: на ней показан сенсорный профиль фильтрованного ферментированного молочного продукта в соответствии с настоящим изобретением (содержание жира 3,5%) и некоторых коммерческих фильтрованных ферментированных молочных продуктов (содержание жира 5%). Черная линия соответствует сенсорному профилю продукта в соответствии с изобретением. Серая зона соответствует сенсорному интервалу некоторых коммерческих фильтрованных ферментированных молочных продуктов.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы в следующих примерах, которые предназначены для иллюстрации без какого-либо ограничения объекта и объема изобретения.
Примеры
Фильтрованные ферментированные молочные продукты готовили в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.
Продукты имели следующие характеристики.
1) Вязкость и pH фильтрованных ферментированных молочных продуктов, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением
Вязкость измеряли с помощью Rheomat RM 200 со скоростью сдвига 64 в секунду и при 10°С.
Значение pH измеряли при 10°С с классическим лабораторным оборудованием.
Градус кислотности Дорника измеряли при 10°С с добавлением 0,1 н NaOH до pH 8,35.
Результаты проиллюстрированы на фигурах 1 и 2.
1) Количество бактерий (КОЕ/мл)
Количество бактерий определяли в фильтрованном ферментированном молочном продукте, приготовленном со стадией тепловой обработки (при температуре 58°С в течение 2,5 минут) после стадии ферментации.
Результаты показаны на фигуре 3.
2) Сенсорный профиль
Анализировали фильтрованный ферментированный молочный продукт из изобретения (X) и коммерческие фильтрованные ферментированные молочные продукты (Y).
- Продукт (X): содержание жира 3,5%.
- Продукт (Y): содержание жира 5%.
Критерии анализа: внешний вид, текстура, вкус, молочный аромат. Для каждого критерия квантифицировали характеристики (например: однородный, вязкий, кислый вкус, сливочная нота…).
Результаты показаны на фигуре 4.