Сыроварение

ЙОГУРТ и ДРУГИЕ КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

Тамим А. Й. Робинсон Р. К.  Йогурт и аналогичные кисломолочные продукты: научные основы и технологии

Перевод с англ. Под науч. ред. д-ра техн. наук, проф. Л. А. Забодаловой

В не имеющей аналогов книге приведены новейшие данные по технологии производства разных типов йогурта (с нарушенным и ненарушенным сгутском, ароматизированного, замороженного, сухого, с фруктами, био-йогурта и т. п.). Большое внимание уделено биохимическим и микробиологическим основам производства кисломолочных продуктов. Описаны типы заквасок и их особенности, а также применяемое оборудование. Отдельная глава посвящена проблемам оценки качества готового продукта. Каждая глава сопровождается уникальной библиографией по кисломолочным продуктам (более 2000 названий).

Информация содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

Содержание Предисловие ко второму изданию.............................................................................................................1* Предисловие к первомодзданию ...............................................................................................................11 Предисловие к русскому изданию .............................................................................................................12 1 ИСТОРИЧЕСКИЙ Э К С К У Р С .....................................................................................................13 1.1 Введение.................................................................................................................................................. 13 1.2 Эволюция технологии........................................................................................................................ 14 1.3 Разнообразие ферментированного молока.................................................................................. 15 1.4 Стереотипы потребления йогурта...................................................................................................18 1.5 Способы получения и классификация йогуртов........................................................................20 1.6 Литература.............................................................................................................................................. 22 2 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ............................................................................................................. 23 2.1 Введение.................................................................................................................................................. 23 2.2 Предварительная обработка молочной основы...........................................................................25 2.2.1 Молоко как сырье.................................................................................................................................. 25 2.2.2 Первичная обработка молока....................................................................................................... 28 2.2.3 Приемка и хранение молока......................................................................................................... 29 2.3 Нормализация молока по содержанию жира...............................................................................29 2.4 Нормализация молока по содержанию сухого обезжиренного молочного остатка........32 2.4.1 Традиционная технология............................................................................................................ 33 2.4.2 Добавление сухого молока.......................................-...................................................................34 2.4.3 Добавление сухой пахты...............„.............................................................................................. 36 2.4.4 Добавление сухой сыворотки и/или концентратов....................................................................... сывороточных белков..........................................„........................................................... *...........36 2.4.5 Добавление сухого казеина.......................................................................................................... 38 2.4.6 Способ концентрирования выпариванием под вакуумом (ВВ)............................................... 40 2.4.7 Способ концентрирования при помощи мембранной фильтрации......................................... 41 2.4.8 Добавление немолочных белков................................. ................-.............................................. 44 2.5 Добавление стабилизаторов/эмульгаторов................................................................................. 49 2.5.1 Общие сведения.......................................... ......... „.......................................................................49 2.5.2 Различные свойства и условия применения............................................................................... 51 2.6 Добавление подсластителей..............................................................................................................56 2.6.1 Введение.„............ ................................................................ ............ ....................... * ...... ........ 56 2.6.2 Виды углеводных подсластителей................ ...................................................................... ........ 59 2.7 Добавление различных веществ............................... ...................................................61 2.7.1 Пенициллиназа..................................................................... *.............................................. «..„.„..61 2.7.2 Консерванты.... ....................... ........ ....... .— ....... ............. .....................................................65 2.7.3 Минеральные вещества, витамины и/или жирные кислоты................................... ................ 68 2.8 Гомогенизация.................... ..................................................................................... 70 2.8.1 Влияние на составляющие молока................................................. ...... ......................... ...........70 2.8.2 Некоторые аспекты обработки................................... а................................................................ 73 2.9 Тепловая обработка........................................................................... ........................77 2.9.1 Разрушение патогенных и других микроорганизмов................................................................ 79 2.9.2 Действие стимулирующих или ингибирующих факторов у................. .....................................79 2.9.3 Изменение физико-химических свойств молока............. Ц ,..................................................... 83 2.9.4 Влияние обработки на физические свойства геля............... I...................................................89 6 Содержание 2.10 Процесс ферментирования молока................................................................................................... 94 2.10.1 Введение................................................ ............................................................................................94 2.10.2 Микроорганизмы закваски...............................................................................................................95 2.10.3 Образование геля.................................................................... ...................................................... . 97 2.11 Охлаждение...............................................................................................................................................101 2.11.1 Одностадийное охлаждение............................................................................................................ 101 2.11.2 Двухстадийное охлаждение...........................................................................................................101 2.12 Добавление фруктов, вкусовых веществ и красителей............................................................ 102 2.12.1 Фрукты..».................................................................................................................. ........................104 2.12.2 Вкусовые добавки............................................................................................................................ 106 2.12.3 Красители............................................................................................................... ..........................107 2.13 Упаковка..................................................................................................................................................... 110 2.13.1 Введение............................................................................................................................................ 110 2.13.2 Функции упаковки.................................................................................................. .........................111 2.13.3 Типы упаковочных материалов...................................... ..................................................,Ц........114 2.13.4 Сравнительное изучение проницаемости упаковок для йогурта...... ......................................118 2.13.5 Миграция мономеров и других соединений...............................................................................119 2.13.6 Упаковка, препятствующая подделке............................................................................................120 2.13.7 Крышки из алюминиевой фольги....... .................................................. .......................................121 2.13.8 Стерилизация упаковочных материалов....................................................................................123 2.13.9 Внешний (транспортировочный) контейнер........................................................ ......................125 2.14 Холодильное хранение, транспортировка и продаж а............................................................... 126 2.14.1 Холодильные камеры....................................................................................................... .............. 127 2.14.2 Транспортировка.......................................................................................................... .................... 128 2.14.3 Розничная торговля и потребитель............................................................................................... 129 2.15 Заключение................................................................................................................................................ 129 2.16 Литература.................................................................................................................................................129 3 П РО И ЗВО ДСТВЕН Н О Е О БО РУ Д О ВА Н И Е......................................................................... 150 3.1 Домашнее приготовление или мелкое производство................................................................ 150 3.1.1 Приготовление йогурта .................................. ....................................... .................................. ......152 3.1.2 Упаковка........................................................................................................................ ....................153 3.2 Производство на малом предприятии.............................................................................................156 3.2.1 Универсальный резервуар с ручным управлением................................................................ ....156 3.2.2 Универсальные резервуары........................................ .................................................................... 156 3.2.3 Мини-молокозавод....................... ......... .........................................................................................159 3.2.4 Упаковочные машины для малых предприятий.......................................................................... 160 3.3 Крупное промышленное производство......:...................................................................................164 3.3.1 Получение молока, транспортировка и хранение........................................................... ........... 166 3.3.2 Нормализация молока по жирности.......................................................................... ................... 166 3.3.3 Повышение концентрации СВ молока........................................................................................ 171 3.3.4 Гомогенизация.................................................................................................................................. 186 3.3.5 Тепловая обработка..........................................................................................................................1 до 3.3.6 Ферментация/сквашивание молока..............................................................................................202 3.3.7 Охлаждение............................................................................................................... .......................209 3.3.8 Насосы............................................................................................................. .................................214 3.3.9 Различные фитинги......................................................................................................................... 224 3.3.10 Устройства для транспортировки фруктов и смешивания их с йогуртом...............................228 3.3.11 Фасовочные автоматы......................................................................................................................236 33.12 Различные погрузо-разгрузочные операции, охлаждение и холодильное хранение............251 3.4 Механизация производства йогурта и проектирование предприятия............................. 252 3.5 Непрерывное производство йогурта................................................................................................255 3.5.1 История вопроса................................................................................................................................255 3.5.2 Процесс согласно рекомендациям N 120......................................................... ............................. 258 Содержание 7 3.5.3 Новейшие разработки................................................................................................................. 259 3.6 Системы автоматического управления технологическим процессом......................... 261 3.6.1 Уровни автоматизации................................................................................................................ 262 3.6.2 Участок 1 ................................................................ ......................................................................263 3.6.3 Участок 2 ....................................................................................................................................... 265 3.6.4 Участок 3 ....................................................................................................................................... 266 3.6.5 Участок 4 .......................................................................................................................................266 3.6.6 Участок 5 .......................................................................................................................................267 3.6.7 Участок 6 .«7^4*.............................................................................................................................. 270 3.6.8 Управленческая информационная система............................................................................... 271 3.6.9 Архитектура системы.................................................................................................................. 272 3.6.10 Безопасность системы............................................................................................................ . 272 3.7 Конструкция зданий, обслуживание и технические службы......................................275 3.7.1 Общие основы.............................................................................................................................. 275 3.7.2 Расположение молочного производства................................................................................... 275 3.7.3 Деление молочного производства на зоны риска ..................................................................... 277 3.7.4 Проектирование и строительство зданий для молочного производства............................... 277 3.8 Заключение............................................................................................................... 280 3.9 Литература................................................................................................................280 4 САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ, М ОЙКА И ДЕЗИ Н Ф ЕКЦ И Я О БО РУДО ВАН И Я............................................................ 285 4.1 Основные задачи санитарной обработки.................................................................................... 285 4.2 Основные принципы санитарной обработки............................................................................ 286 4.3 Факторы, определяющие выбор и эффективность моющего средства..............................290 4.3.1 Типы и ассортимент моющих средств, используемых при промышленном изготовлении йогуртов........................................................................................290 4.3.2 Типы загрязнений ............................. ..........................................................................................294 4.3.3 Жесткость воды и ее качество.....................................................................................................294 4.3.4 Другие факторы............................................................................................................................297 4.4 Способы мойки................................................................................................................................... 297 4.4.1 Ручная м о й к а ............................................................................................................................. 298 4.4.2 Безразборная мойка (С1Р)..........................................................................................................299 4.4.3 Другие способы мойки.................................................................. ............................................. 305 4.5 Факторы, влияющие на эффективность мойки........................................................................306 4.5.1 Тип загрязнения...........................................................................................................................306 4.5.2 Принятый метод мойки................................... ........................................................................... 306 4.5.3 Продолжительность контакта.....................................................................................................306 4.5.4 Концентрация моющих растворов..............................................................................................306 4.5.5 Температура.................................................................................-...............................................307 4.5.6 Скорость потока...........................................................................................................................307 4.5.7 Промывка кислым раствором........................ ............................................................................ 309 4.5.8 Зависимость систем мойки от применяемой на предприятии технологии...........................309 4.5.9 Химический состав моющего средства...................................................................................... 310 4.6 Особые приемы мойки и дезинфекции оборудования и приспособлений для производства йогурта...............................................................................................................318 Некоторые аспекты дезинфекции............................................................................................................326 4.7. Основы процесса дезинфекции......................................................................................................... 326 4.8. Методы санитарной обработки оборудования на заключительном этапе........................327 4.8.1 Термообработка................................................................................................................. ........327 4.8.2 Химические вещества.................................................................................................................. 329 4.8.3 Фильтрование................................................... ..................Д ......................................................333 4.8.4 Применение ультрафиолетового излучения........................■„....................................................333 4.8.5 Распыление и фумигация....................... ........................... ..................... ................................334 4.9 Кинетика и способы уничтожения вредных микроорганизмов.......................................... 336 4.10 Методы определения санитарно-гигиенического состояния производственного участка..................................................................................................................338 4.10.1 Органолептический контроль........................................................................................................339 4.10.2 Химический контроль—.................................................................................................................340 4.10.3 Бактериологический контроль ...................................................................................................... 340 Очистка сточных вод.........................................................................................................................................341 4.11 О сновы ........................................................................................................................................................ 341 4.12 Природа загрязнений............................................................................................................................. 342 4.13 Способы очистки сточных в о д ...........................................................................................................343 4.14 Литература................................................................................................................................................. 346 5 П РО И ЗВО ДСТВО ЙОГУРТА И РО ДСТВЕН Н Ы Х П РО ДУКТО В: ТРАДИЦИИ И НОВЫ Е РА ЗР А Б О Т К И ....................................................................................350 5.1 В ведение............. ....................................................................................................................................... 350 5.2 Стандартный промышленный йогурт..............................................................................................351 5.3 Йогурт из молока различных животных........................................................................................ 353 5.3.1 Йогурт из козьего молока............................................... ............................................................... 354 5.3.2 Йогурт из овечьего молока............................................................................................................. 356 5.3.3 Йогурт из молока буйволиц..........................| ...............................................................................358 5.3.4 Йогурт из молока верблюдиц......................................................................................................... 360 5.4 Йогурт длительного хранения (подвергнутый тепловой обработке).................................361 5.4.1 Технология........................................................... „...........................................................................362 5.4.2 Влияние термообработки на свойства продукта......................................................................... 364 5.5. Питьевой йогурт.......................................................................................................................................... 365 5.5.1. История вопроса................................................................................................................................. 365 5.5.2 Особенности технологического процесса.....................................................................................365 5.5.3 Другие напитки на основе йогурта................ ................................................................................368 5.5.4 Газированный йогурт....................................................................................................................... 368 5.6 Йогурт с гидролизованной лактозой................................................................................................369 5.7 Концентрированный или фильтрованный (процеженный) йогурт................................... 371 5.7.1 Введение. Возможные наименования................ .......................................................................... 371 5.7.2 Способы производства................................................................................................................. 373 5.7.3 Влияние различных факторов на свойства продукта................................................................. 379 5.7.4 Микроструктура............................................................................................................................... 380 5.7.5 Родственные йогурту продукты ........................................................................................................385 5.8 Замороженный йогурт........................................*,..................................................................................389 5.8.1 История возникновения, стандарты и маркетинг....................... „..............................................389 5.8.2 Технология............. ..................................................................... .....................................................390 5.8.3 Родственные замороженному йогурту продукты........................................................................393 5.9 Сухой йогурт.............................................................................................. .............................................. 394 5.9.1 Введение........................................... ..................... ......... ............................................................... 394 5.9.2 Способы производства.....................................................................................................................395 5.9.3 Кишк и родственные ему продукты.............................................................................................. 398 5.10 Биойогурт............ ...................................................................................................................................... 404 5.11 Йогурт с заменителями ж ира........................................................................................................ . 407 5.12 Йогурт с растительным м аслом .........................................................................................................410 5.13 Йогурт, полученный с помощью химических коагулянтов....................................................412 5.14 Йогурт из соевого молока.....................................................................................................................413 5.15 Прочие йогуртоподобные продукты, продукты на основе йогурта......................................416 5.16 Дальнейшие перспективы и выводы................................................................................................417 5.17 Литература....................................................................... ......................................................................... 418 8 Содержание Содержание 9 6 М ИКРОБИОЛОГИЯ ЙОГУРТА И БИ О ЗАКВАСО К..................................................... 438 6.1 Введение..................................................................................................................... ..........................438 6.1.1 История вопроса и классификация............................................................................................439 6.1.2 Модификация стартерных культур закваски............................................................................445 6.1.3 Возможные генетические модификации................................................................................... 446 6.2 Характеристики роста микроорганизмов................................................................................... 447 6.2.1 Молоко как среда культивирования микроорганизмов.......................................................... 448 6.2.2 Ассоциативный рост....................................................................................................................449 6.3 Факторы, обусловливающие замедленный рост культур закваски................................... 452 6.3.1 Вещества, присутствующие в натуральном молоке в природных условиях......................... 453 6.3.2 Влияние температуры сквашивания и дозы закваски............................................................. 454 6.3.3 Маститное молоко и содержание соматических клеток.......................................................... 454 6.3.4 Перекись водорода (Н 202).........................................................................................................455 6.3.5 Остаточное присутствие антибиотиков..................................................................................... 456 6.3.6 Остаточное содержание моющих и дезинфицирующих средств............................................460 6.3.7 Загрязнения из окружающей среды...........................................................................................461 6.3.8 Бактериофаги............................................................................. ..................................................462 6.3.9 Бактериоцины.............................................................. ................................................................ 469 6.3.10 Прочие факторы................................................................. ........................................................ 469 6.4 Заключение...........................................................................................................................................473 6.5 Литература............................................................................................................................................474 7 БИОХИМ ИЯ ФЕРМЕНТАЦИИ (Б Р О Ж Е Н И Я ).............................................. ................484 7.1 Введение................................................................................................................................................484 7.2 Углеводный обмен.......................................................................... ................................................... 485 7.2.1 Гомоферментативное молочнокислое брожение...................................................................... 485 7.2.2 Гетероферментативное молочнокислое брожение....................................................................487 7.2.3 Лактазная активность...................................................................................................................488 7.2.4 Образование молочной кислоты................................................................................................ 489 7.2.5 Образование экзополисахаридов (ЭПС).................................................................................. 492 7.2.6 Образование вкусовых веществ.......................................................................... ......................495 7.3 Метаболизм белк9в ........................................................................................................................... 503 7.3.1 Строение молекулы белка молока..............................................................................................503 7.3.2 Протеолитические ферменты..................................................................................................... 504 7.3.3 Протеолиз под действием микроорганизмов йогурта.................................................................... и биопродуктов.........................................................................................................................................505 7.3.4 Продукты протеолиза.................................................................................................................. 512 7.4 Метаболизм липидов/жиров.................................................................. 1......................................516 7.4.1 Введение........................................................................................................................................516 7.4.2 Изменения содержания свободных и этерифицированных жирных кислот........................ 518 7.4.3 Изменения содержания летучих жирных кислот..................................................................... 519 7.5 Метаболизм витаминов.....................................................................................................................521 7.5.1 Общие основы.............................................................................................................................. 521 7.5.2 Биосинтез фолиевой кислоты.................................................................................................... 524 7.5.3 Биосинтез ниацина.................................................................. ................................ ....................525 7.5.4 Биосинтез витамина В6 ...............................................................................................................526 7.6 Прочие изменения............................................................................................................................. 526 7.7 Литература............................................................................................................................................ 529 8 ПРОИЗВОДСТВО ЗАКВАСКИ И СПОСОБЫ ЕЕ К О Н С Е РВ И РО В А Н И Я........ 540 8.1 Введение...................................................................................... .........................................................540 8.2 Способы сохранения закваски.............................................. д,.......................................................541 8.2.1 Жидкие закваски................................................................. X...................... ................................543 8.2.2 Сухие закваски................................ ..................................... ...................... ................................544 8.2.3 Замороженные закваски.........................................................\............................... ................... 550 10 Содержание 8.3 Технология производства клеточной биомассы.......................................................................... 554 8.3.1 Характеристики культивирования................................................................ .............................555 8.3.2 Концентрация клеточной биомассы..............................................Щ...........-............................— 555 8.4 Производственные системы для получения закваски.............................................................. 559 8.4.1 Вводные замечания..................................................................................... -......-.........-................559 8.4.2 Традиционные методы............................................................................-........ -.......................— 560 8.4.3 Механически защищенные системы.............................. .............................................................. 561 8.4.4 Системы управления уровнем кислотности................................................................................ 566 8.4.5 Среды, устойчивые к бактериофагам и среды, их подавляющие (СУБ/СПБ)......................567 8.5 Заключение................................................................................................................................................ 567 8.6 Литература................................................................................................................................................. 568 9 ПИЩ ЕВАЯ ЦЕННОСТЬ Й О Г У Р Т О В...................................................................................... 572 9.1 Введение..................................................................................................................................................... 572 9.2 Углеводы.....................................................................................................................................................573 9.2.1 Доступные (усваиваемые) углеводы.............................................................-.................. .......... 573 9.2.2 Недоступные (неусваиваемые) углеводы.............................. ........................................... .......... 576 9.3. Белки............................................................................- .................................................................................577 9.4 Л ипиды .......................................................................................................................................................578 9.5 Витамины и минеральные вещества.................................................................................................579 9.6 Йогурт и здоровье человека.................................................................................................................580 9.6.1 Лечебные свойства йогурта............................................................«......................................... ....581 9.6.2 Лечебные свойства биойогурта................................................................................. .................... 582 9.7 Заключение................................................................................................................................................ 586 9.8 Литература.................................................................................................................................................588 10 КО НТРОЛЬ КАЧЕСТВА В П РО И ЗВО Д С ТВЕ Й О ГУ РТ А ..............................................592 10.1 Введение.......................................................................................................................................... ...........592 10.2 Принципы Н А С С Р................................................................................................................................. 594 10.2.1 Введение........ .......... .......................................................................... ..................................... .........594 10.2.2 Внедрение системы НАССР............................................................................................ ..............595 10.3 Мониторинг действующего оборудования................................................................................... 600 10.4 Контроль сырья и вспомогательных материалов....................................................................... 602 10.4.1 Молоко............................................................................ ................ -.................................................602 10.4.2 Сухое молоко.....................................................................................................................................604 10.4.3 Заквасочные культуры для стандартного йогурта..............................................У.......................606 10.4.4 Закваски для биойогуртов....................................................................................................... — 611 10.5 Оценка качества продуктов, предназначенных для торговой с е т и ......................................611 10.5.1 Анализ химического состава......................................................................... ............................. .—612 10.5.2 Контроль физических свойств...........................................*.........................................—........... 615 10.5.3 Микробиологический контроль.........................................................................-................. ........625 10.5.4 Оценка органолептических показателей.......................................................................................633 10.6 Заключение................................................................................................................................................640 10.7 Литература.................................................... ........................................................................................ 640 Приложение I. Способы выражения титруемой кислотности и ее значения, соотнесенные с процентным содержанием молочной кислоты............................................. 650 Предметный указатель 653