СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОМОЛОЧНОГО МАСЛА
METHOD OF MANUFACTURING FERMENTED MILK BUTTER

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для использования в производстве масла - как для обычного рациона, так и для диетического питания.
Пищевые продукты функционального питания обладают питательной ценностью, способностью улучшать здоровье человека и повышать сопротивляемость организма заболеваниям. В состав таких продуктов входят пищевые волокна, олигосахариды, полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксиданты, витамины, микроэлементы, бифидо- и молочнокислые бактерии [1-4].
Продукты функционального питания не являются лекарственными средствами и предназначены для ежедневного употребления с целью оптимизации функций организма человека [1-4].
Производство продуктов с полезной микрофлорой в условиях предприятий молочной промышленности требует организации дополнительного технологического процесса для получения заквасок, что увеличивает производственные затраты [5].
Более простым и эффективным решением производства продуктов с полезной микрофлорой является использование бактериальных концентратов.
При получении кислосливочного масла сливки пастеризуют при температуре 100-110°С; дезодорируют в камере дезодоратора при разряжении 0,03-0,04 МПа; охлаждают; подвергают созреванию, вносят 3- 10% закваски; подогревают до температуры сбивания и сбивают сливки до образования масляного пласта [6, 7].
Для выработки кислосливочного масла применяют бактериальную закваску, приготовленную на чистых культурах молочнокислых стрептококков [6, 7].
Такая технология производства кислосливочного масла на молочных предприятиях требует организации дополнительного технологического процесса получения заквасок. Для такого производства требуется введение достаточно большого количества закваски - от 7% до 10%, что экономически не оправдано.
При выработке масла возникает проблема переработки сливок повышенной кислотности. При переработке чрезмерно кислых сливок (когда рН ниже изоэлектрической точки белков) продолжительность их сбивания удлиняется, а жирность пахты повышается. Процесс производства масла характеризуется высокой продолжительностью (до 17-20 часов), значительными энергозатратами, а следовательно, и увеличением стоимости готового продукта.
Готовый продукт характеризуется повышенной обсемененностью. Недостатком данного масла является невысокая биологическая и пищевая ценность, обусловленная использованием микроорганизмов одного вида, которые незначительно повышают функциональные свойства масла.
При получении закваски для производства кислосливочного масла используют гомоферментативные молочнокислые бактерии (S.lactic, S.cremoric, S.diacetilactic и др.), образующие в основном молочную кислоту, а также гетероферментативные ароматообразующие бактерии, которые, кроме молочной кислоты, в значительных количествах образуют другие продукты брожения - уксусную и пропионовую кислоты, диацетил, этилуксусный эфир и др. В большой степени выраженность вкуса и запаха в кислосливочном масле регулируют использованием заквасок с заданным соотношением аромат- и кислотообразующих штаммов бактерий [6, 7].
Сущность биологического созревания (сквашивания) сливок заключается в ферментации находящейся в сливках лактозы с помощью молочнокислых бактерий. В результате этого в сливках накапливается комплекс ароматических веществ и молочная кислота, обуславливающие образование в масле специфического аромата и приятного кисломолочного вкуса. Молочная кислота, кроме того, оказывает консервирующее действие - подавляет развитие гнилостных бактерий, чувствительных к кислой реакции [6, 7].
Степень сквашивания сливок устанавливают в зависимости от условий производства, последующего хранения масла, требований потребителя. При излишне высокой концентрации молочной кислоты жизнедеятельность молочнокислых бактерий может быть подавлена, а обладающие высокой кислотоустойчивостью дрожжи и плесени будут развиваться, что крайне нежелательно. Кроме того, при сквашивании сливок до 85-90°Т в плазме могут активизироваться химические процессы порчи жира.
Существует два метода биологического созревания (сквашивания) сливок - длительное и кратковременное.
При длительном сквашивании горячие сливки сначала охлаждают от температуры пастеризации до 16-20°С, вносят 2-5% закваски и выдерживают при этой температуре в течение 4-6 ч. Культуры закваски, развиваясь при повышенной температуре, образуют требуемое количество молочной кислоты и ароматических веществ. Затем сливки охлаждают до 4-6°С в весенне-летний и 5-7°С в осенне-зимний периоды года, выдерживая их при этом в течение соответственно 5 и 7 ч. Общая продолжительность подготовки сливок к сбиванию составляет 15-17 ч. При этом методе выделяют два периода: вначале интенсивное протекание биологических процессов и накапливание веществ, обусловливающих образование в масле специфического кисломолочного вкуса и запаха, затем следует низкотемпературная обработка (физическое созревание) сквашенных сливок. Такой режим целесообразен при переработке сливок с повышенной исходной бактериальной обсемененностью, так как он ускоряет развитие молочнокислых бактерий, подавляющих постороннюю микрофлору [6, 7].
В промышленности распространен метод сквашивания сливок при средних температурах (14-17°С). Количество вносимой при этом бактериальной закваски составляет 5-7%, продолжительность сквашивания 12-16 ч.
Биологическое сквашивание сливок при пониженной температуре (10-12°С) упрощает процесс, однако чрезмерно увеличивает выдержку и требует значительных количеств закваски (10% и больше). Закваску при этом вносят в два приема - перед физическим созреванием сливок (при температуре ниже 8°С) и непосредственно перед их сбиванием.
При кратковременном сквашивании закваску вносят в сливки после физического созревания в таком количестве, чтобы сразу достигнуть требуемой кислотности. Необходимое количество вносимой закваски рассчитывают. После внесения закваски сливки выдерживают (не менее 30 мин) для накопления ароматических веществ. Однако основное количество этих веществ вносится с закваской. Вырабатываемое данным методом кислосливочное масло характеризуется слабо выраженным вкусом и запахом [6, 7].
Известен метод раздельной подготовки сливок (предложен А. Дуденковым) [7], который заключается в том, что биологическому сквашиванию подвергают только часть сливок, используемых затем в качестве закваски для остальных, которые подвергают традиционному длительному физическому созреванию. После этого сливки смешивают. В данном случае возможны варианты, допускающие различное сочетание биохимического сквашивания и физического созревания сливок во времени.
Известен модифицированный метод раздельного сквашивания и смешивания сливок различной кислотности и вязкости, разработанный Литовским филиалом ВНИИМСа, позволяющий ускорить созревание сливок и снизить производственные затраты без ухудшения качества масла. При этом методе часть сливок (20-40% объема, предназначенных для сбивания) предварительно сквашивают при 19-20°С в течение 14-18 ч до кислотности плазмы 90-120°Т. Количество используемой закваски 3-5%. Затем сквашенные вязкие сливки смешивают в резервуаре для созревания со свежепастеризованными быстро охлажденными до 3-7°С сливками. Смесь хорошо перемешивают и температуру доводят до температуры сбивания.
Из вышеизложенного следует, что традиционная технология производства кислосливочного масла из биологически сквашенных сливок является длительным процессом и требует дополнительных затрат. Кроме того, с пахтой и промывной водой (при промывке масляного зерна) теряется до 90-95% вкусовых и ароматических веществ сливок и 65 - 92,6% диацетила.
Существуют альтернативные способы производства кислосливочного масла традиционным. Способ заключается в том, что сливки пастеризуют при температуре 100-110°С; дезодорируют в камере дезодоратора при разряжении 0,03-0,04 МПа; охлаждают; подвергают созреванию; подогревают до температуры сбивания и сбивают сливки, с последующим введением в пласт масла закваски, приготовленной на чистых молочнокислых культурах в количестве 3-7%, в процессе механической обработки масла при температуре 10-15°С [6, 7].
Известен способ [7-9], при котором в пласт масла, содержащий 13-14% влаги, вносят 2-3% закваски ВНИМИ, содержащей S.lactic (мутанты), S.acetoinicus. После выработки масло выдерживают в течение 1-3 сут при температуре 5-10°С для активизации молочнокислого брожения. Недостатком данного способа является длительный процесс выработки масла и невысокая биологическая ценность дорогостоящего продукта.
Известен метод, предложенный Литовским филиалом ВНИИМС [9], который заключается в том, что в пласт сладкосливочного масла вносят ацидофильно-ароматическую закваску, обогащенную сухими обезжиренными веществами молока. При выработке масла на маслоизготовителях периодического действия вносят 2,3-2,7% закваски, содержащей 17,4-18,6% сухих веществ при титруемой кислотности ее 175-195°Т, а при использовании непрерывнодействующих аппаратов 1,5-2,2% закваски, содержащей 14-16% сухих веществ при титруемой кислотности ее 160-185°Т. Обогащение ацидофильно-ароматической закваски сухими веществами молока повышает ее диацетилобразующую способность и обусловливает увеличение в масле физиологически важных витаминов группы В, биотина и пантотеновой кислоты.
Известен способ [7, 9], при котором в пласт масла в процессе обработки вносят бактериальную закваску в виде смеси ее с концентратом (пермеатом), полученным ультрафильтрацией и выпариванием предварительно сквашенной сыворотки. Сыворотку заквашивают закваской, состоящей из штаммов, способных продуцировать значительное количество молочной кислоты при рН 4,5 и ниже. Внесение в пласт масла указанной смеси способствует получению кислосливочного масла, имеющего рН около 5,3. В этом масле сразу после выработки содержание диацетила и других ароматических и вкусовых веществ соответствует требуемой их концентрации в кислосливочном масле.
Известны способы [7], предусматривающие внесение в пласт масла в процессе его обработки пищевых ароматизаторов, допускается использование ароматизаторов производства Всероссийского института жиров совместно с заквасками молочнокислых культур. Возможна ароматизация масла внесением в пласт комплекса вкусовых и ароматических веществ (диацетила, молочной, уксусной и муравьиной кислот).
Известен способ производства кислосливочного масла [10], в котором в процессе производства масло обогащается закваской, содержащей мезофильные молочнокислые стрептококки или ацидофильные палочки, которую предварительно смешивают с ароматизатором марки ВНИИЖ 43М.
К недостаткам способов, использующих ароматизацию масла, относится использование ненатуральных добавок, которые отрицательно сказываются на качестве продукта.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ производства кислосливочного масла [11], в котором в масляный пласт вносят закваску чистых культур Streptococcus diacetilactis и бифидобактерий в количестве 3-7%, вместе с растительным маслом до 40%, с последующим перемешиванием и обработкой.
Способ получения кислосливочного масла включает пастеризацию сливок, созревание, внесение закваски, сбивание масла и его обработку. Указанную закваску вместе с растительным маслом вносят после сбивания. Обработку масляного пласта осуществляют при температуре 30-32°С в течение 5-10 мин.
Однако получаемый по указанному способу продукт представляет собой заменитель сливочного масла. Такими заменителями являются сливочные и бутербродные пасты, в которых до 40% молочного жира заменяется растительным. При этом снижаются и органолептические свойства полученного продукта. Для такого процесса требуется введение достаточно большого количества закваски - до 7%.
Недостатком всех перечисленных альтернативных способов является получение продукта, который в значительной мере утрачивает свойства натурального сливочного масла. По своим качествам он приближается к маргарину или является комбинированным продуктом, с низкой пищевой и биологической ценностью.
Техническим результатом предлагаемого кислосливочного масла с функциональными свойствами является создание продукта с повышенными пробиотическими, профилактическими и биологическими свойствами, а также расширение ассортимента выпускаемого масла.
Целью настоящего изобретения является получение кислосливочного масла с функциональными свойствами, обладающего улучшенными органолептическими, диетическими и профилактическими свойствами.
Поставленная цель достигается за счет внесения бактериальных концентратов в пласт масла в процессе производства.
Кислосливочное масло функционального назначения включает пастеризацию сливок, охлаждение, созревание, подогрев до температуры сбивания, сбивание до образования масляного пласта, внесение в пласт закваски в виде бактериального концентрата, который содержит культуры Bifidobacteriwn longum В 379 М, Lactobacillus acidophilus 97, Streptococcus diacetilactis, Propionibacterium shermanii 12AE. Бакконцентрат вносят в соотношении 2:1:1:1, в количестве 1-5% вместе с растительным маслом во время его механической обработки при температуре 30-32°С.
В нашей стране широко используются бактерийные препараты, содержащие в своем составе отечественные штаммы ацидофильной палочки, бифидо- и пропионовокислых бактерий. Штаммы Propionibacterium shermanii 12 АЕ и Lactobacillus acidophilus 97 являются собственностью музея чистых культур микроорганизмов кафедры эпизоотологии и микробиологии ВГМХА им. Н.В. Верещагина [12], а штамм Bifidobacterium longum В 379 М выделен и депонирован под №В-2000 в ВНИИ генетики.
8
Выбранное соотношение культур в составе бакконцентрата, предлагаемая температура внесения позволяют получать в 1 г готового продукта не менее (3…7)·10 КОЕ бифидобактерий, ацидофильной палочки и пропионовокислых микроорганизмов.
Функциональные свойства готовому продукту обеспечивают культуры микроорганизмов бакконцентрата [13]. Повышение функциональных свойств предлагаемого масла достигается одновременным действием всех используемых культур микроорганизмов. Введение бифидо- и пропионовокислых бактерий в состав микрофлоры продукта оказывает антагонистическое действие на вредную кишечную микрофлору, повышает иммунный статус организма и его устойчивость к желудочно-кишечным инфекциям, а также способствует синтезу органических кислот, антибиотических веществ, витаминов [1-5].
В данном решении производства масла получается продукт с повышенной пищевой и биологической ценностью, т.к. используемый бакконцентрат, содержащий бифидобактерии, придает продукту новые качественные свойства. Бифидобактерии являются естественной бактериальной средой кишечника человека. Употребление продуктов, обогащенных бифидобактериями, способствует поддержанию и нормализации естественной микрофлоры кишечника, что ведет к оздоровлению человека. Молочные продукты с бифидобактериями характеризуются высокими диетическими и пробиотическими свойствами, так как содержат ряд биологически активных соединений - свободных аминокислот, летучих жирных кислот, ферментов, антибиотических веществ, макро- и микроэлементов.
Бифидобактерии обладают выраженным микробным антагонизмом, сдерживают рост и размножение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Благодаря этим свойствам бифидобактерии полученное масло обладает повышенной стойкостью продукта при хранении. Бифидобактерии активно участвуют в пищеварении, сбраживают углеводы, усиливают гидролиз белков, растворяют клетчатку, стимулируют перистальтику кишечника, являются естественным сорбентом, обладают антиаллергическим действием.
Использование бифидобактерии в сочетании с ацидофильной и ароматообразующей культурой, состоящей из штаммов Lactobacillus acidophilus и Streptococcus diacetilactis, обеспечивает значительно большую эффективность, чем каждая культура в отдельности.
Соотношение штаммов бакконцентратов в выбранных пределах обеспечивает единство питательных, вкусовых и пробиотических свойств готового продукта, повышения диетической ценности.
Введение предложенных бакконцентратов в состав кислосливочного масла в указанных соотношениях позволяет улучшить вкусовые характеристики сливочного масла одновременно с приданием продукту функциональных свойств, а также улучшить упругопластическую характеристику масла и повысить его стабильность при хранении.
В качестве пищевой добавки используется растительное масло [3, 4, 5]. Растительное масло является натуральным природным комплексом веществ сбалансированного биохимического состава, основными компонентами которого (более 40%) являются сложные эфиры глицерина с линолевой и линоленовой кислотами. Кроме того, в растительном масле содержатся жирорастворимые витамины группы Е, обладающие антиокислительной активностью, а также провитамин А, Р - в виде фосфатидного концентрата кефалина. Растительное масло повышает устойчивость к инфекционным заболеваниям, нормализует работу печени, щитовидной железы, снижает уровень холестерина в крови, способствует защите от радиоактивного и рентгеновского облучения. Растительное масло в составе сливочного улучшает связанность структуры масла и его упругопластические характеристики. Кроме того, растительное масло является достаточно дешевым и доступным продуктом.
Полученное кислосливочное масло предназначается для профилактики полигиповитаминозов, нормализации обмена веществ, снижения заболеваемости в зонах с неблагополучной экологией, областях, пострадавших в связи с аварией на Чернобыльской АЭС, в крупных промышленных регионах; обогащение продукта бифидобактериями улучшает работу пищеварительной системы, подавляет условно-патогенную и гнилостную микрофлору в кишечнике, предотвращает развитие дисбактериоза, повышает иммунную защиту организма, способствует синтезу органических кислот, антибиотических веществ, витаминов [5].
ПРИМЕР 1
Для получения кислосливочного масла, по известному варианту: 373,6 кг сливок с содержанием жира 35% пастеризуют при температуре 90°С с выдержкой 10 минут. Охлаждение сливок, их физическое созревание, подогрев до температуры сбивания и сбивание в маслоизготовителе периодического или непрерывного действия производят по общепринятым параметрам производства кислосливочного масла. В полученный пласт масла (200 кг) в процессе его механической обработки вводят 5 кг закваски бифидобактерий, 5 кг закваски чистых культур Streptococcus diacetilactis вместе с 8 кг растительного масла. Смесь тщательно перемешивают при температуре 30-32°С в течение 5-10 мин. Готовый продукт охлаждают и фасуют.
Для получения кислосливочного масла по предложенному варианту: 373,6 кг сливок с содержанием жира 35% пастеризуют при температуре 90°С с выдержкой 10 минут. Охлаждение сливок, их физическое созревание, подогрев до температуры сбивания и сбивание в маслоизготовителе периодического или непрерывного действия производят по общепринятым параметрам производства кислосливочного масла. В полученный пласт масла (200 кг) в процессе его механической обработки вводят бактериальный концентрат, который содержит культуры Bifidobacterium longum В 379 М, Lactobacillus acidophilus 97, Streptococcus diacetilactis, Propionibacterium shermanii 12AE. Бакконцентрат вносят в соотношении 2:1:1:1, в количестве 8 кг вместе с 6 кг подсолнечного масла. Смесь тщательно перемешивают при температуре 30-32°С в течение 5-10 мин. Готовый продукт охлаждают и фасуют.
По окончании процесса охлаждения отбирают образцы масла и анализируют. Основные характеристики полученного сливочного масла представлены в таблицах 1-3.
ПРИМЕР 2
Для получения кислосливочного масла по известному варианту: в полученный пласт масла по примеру 1 вводят 7 кг закваски бифидобактерий, 7 кг закваски чистых культур Streptococcus diacetilactis вместе с 8 кг растительного масла. Смесь тщательно перемешивают при температуре 30-32°С в течение 5-10 мин. Готовый продукт охлаждают и фасуют.
Для получения сливочного масла по предложенному варианту: в полученный пласт масла по примеру 1 вводят бактериальный концентрат, который содержит культуры Bifidobacterium longum В 379 М, Lactobacillus acidophilus 97, Streptococcus diacetilactis, Propionibacterium shermanii 12AE. Бакконцентрат вносят в соотношении 2:1:1:1, в количестве 10 кг вместе с 6 кг льняного масла. Смесь тщательно перемешивают при температуре 30-32°С в течение 5-10 мин. Готовый продукт охлаждают и фасуют.
Конкретные соотношения компонентов, используемых при производстве масла, были установлены экспериментальным путем. В период хранения как при отрицательных (от -3 до -5°С), так и при положительных (от 5 до 8°С) температурах количество клеток бифидобактерий в течение 45 дней хранения оставалось постоянным.
Таблица 1
Органолептические показатели масла
Наименование показателя
Характеристика вариантов
Известного
Предлагаемого
Вкус и запах
Чистый, без посторонних привкусов и запахов, сливочный, с привкусом пастеризации, характерный для данного вида масла
Чистый, без посторонних привкусов и запахов, сливочный, с хорошо выраженным привкусом пастеризации, характерный для данного вида масла
Консистенция и внешний вид
Пластичная однородная по всей массе. Поверхность масла на разрезе сухая на вид или с наличием одиночных мельчайших капелек влаги
Плотная, гомогенная. Однородная, пластичная. Поверхность масла на разрезе сухая на вид
Цвет
Цвет светло-желтый, однородный по всей массе
Цвет светло-желтый, однородный по всей массе
Таблица 2
Физико-химические показатели масла
Наименование показателя
Характеристика вариантов
Известного
Предлагаемого
Массовая доля жира, %
72,5
72,5
Массовая доля воды, %
25
25
Массовая доля СОМО, %
2,5
2,5
Кислотность, °Т
21
21
Таблица 3
Микробиологические показатели масла
Наименование показателя
Характеристика вариантов
Известного
Предлагаемого
Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 г масла, КОЕ
1,2·10<sup>5</sup>
1.1·10<sup>5</sup>
Бактерии группы кишечных палочек (коли-формы) в 0,01 г масла
Не обнаружены
Патогенные микроорганизмы в 25 г масла, в том числе сальмонелл
Не обнаружены
Staphylococcus aureus в 1 г масла
Не обнаружены
L.monocytogenes, КОЕ в 25 г
Не обнаружены
Количество редуцирующих бактерий
Бифидобактерии, КОЕ/г
4·10<sup>6</sup>
5·10<sup>8</sup>
Микроорганизмы ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus, КОЕ/г
2·10<sup>6</sup>
4·10<sup>9</sup>
Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, КОЕ/г
2·10<sup>6</sup>
5·10<sup>8</sup>
Источники информации
1. Пищевая химия / Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др.; Под ред. Нечаева А.Л. Изд. 2-е. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 640 с.
2. Спиричев В.Б. Витамины, витаминоподобные и минеральные вещества. - М.: МУФЭР, 2004. - 232 с.
3. Тутельян В.А., Спиричев В.Б. и др. Микронутриенты в питании здорового и больного человека. - М.: Колос, 2002. - 424 с.
4. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевых продуктов. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.
5. Соколовский В.П., Вольфсон Г.Г. Пищевая и лечебная ценность молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 79 с.
6. ГОСТ 37-91. Масло коровье. Технические условия. - М.: Госкомиздат. - 16 с.
7. Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т 2. Масло коровье и комбинированное. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 336 с.
8. Производство сливочного масла. Справочник / Под ред. Ф.А.Вышемирского. - М.: Агропромиздат, 1988. - 304 с.
9. Сборник технологических инструкций по производству сливочного и топленого масла / Под ред. Ф.А.Вышемирского. - Углич: НПО «Углич», 1994. - 364 с.
10. Авторское свидетельство SU 1460780 А1, кл. А23С 15/02, 1987.
11. Патент РФ №2064270, А23С 15/02, 1996.
12. Патент RU 2222953, кл. А23С 9/12, 23/00, 2002.
13. Сорокина Н.П. и др. Ассортимент бактериальных концентратов и заквасок для сыров и других молочных продуктов. - Углич.: ОНО «Экспериментальная биофабрика», 2005. - 29 с.