IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2012
КЕФИРНЫЙ ПРОДУКТ, ОБОГАЩЕННЫЙ ЛАКТУЛОЗОЙ
В настоящее время в мире ясно наблюдается развитие сегмента так называемых обогащенных продуктов питания, что по праву можно считать одной из наиболее актуальных тенденций на рынке молочной продукции. К производству все новых и новых продуктов, обогащенных полезными элементами, производителей подталкивает увеличение потребителей — приверженцев здорового питания. Повышенное внимание к здоровому питанию в развитых странах в последнее десятилетие стимулировало бурный рост производства и потребления функциональных продуктов. Функциональные продукты считаются современными, инновационными, модными. Они воспринимаются как неотъемлемая часть и логическое продолжение современного стиля жизни. Регулярное употребление в пищу функциональных продуктов, безусловно, постепенно станет привычным для рациона многих россиян, ведущих здоровый образ жизни [4].
Роль питания в формировании здорового образа жизни и первичной профилактики большинства заболеваний человека не вызывает сомнений, особенно актуальной эта проблема является в настоящий момент, когда при формировании пищевого рациона большинство населения используют продукты быстрого приготовления, консервированные и рафинированные (высокоочищенные) продукты. Эти особенности современного пищевого рациона приводят к развитию так называемых болезней «цивилизованного образа жизни» — ожирению, сахарному диабету, атеросклерозу, увеличивают рост онкологической заболеваемости [1].
Российские специалисты по функциональному питанию считают, что в нашей стране этот рынок уже начал свой взлет и рост его составляет не менее 25-30% в год, обгоняя при этом рост всего молочного рынка России более чем в 3 раза. С 2000 года по 2002 год доля подобных продуктов увеличилась с 2% до 6%, а к началу 2004 года составил чуть менее 10%. В этой ситуации многие руководители предприятий молочной отрасли выделяют в отдельное перспективное направление выпуск продуктов функционального назначения.
На российском рынке функциональные молочные продукты представлены традиционными кисломолочными продуктами, продуктами, обогащенными функциональными ингредиентами.
За последние несколько лет кисломолочные продукты, содержащие достаточно высокие количества пребиотических веществ получили невероятную популярность и считаются функциональными пищевыми продуктами, пригодными для оздоровительно-лечебных целей. В настоящее время они рассматриваются в качестве основы здорового питания человека, способствуя сохранению здоровья, предупреждению ряда заболеваний и увеличению продолжительности жизни. Следует вывод, что рынок продуктов функционального питания стремительно формируется в России, а потому сегмент функциональных пищевых продуктов динамично развивается и является очень перспективным [5].
Целью исследования является разработка кефирного продукта, относящегося к сегменту функциональных пищевых продуктов, посредством обогащения продукта пребиотическим веществом — лактулозой, а так же внесения клюквенного наполнителя с целью улучшения вкусовых свойств продукта.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
- — изучить рынок молочных продуктов российских и зарубежных производителей, специализирующихся на выпуске обогащенной кисломолочной продукции;
- — обосновать актуальность кисломолочного продукта, с учётом его полезных свойств на организм человека;
- — обосновать актуальность пребиотического вещества, с учётом технологических и полезных свойств на вырабатываемый продукт и здоровье человека;
- — обосновать актуальность внесения ягодного наполнителя, с целью улучшения вкусовых свойств продукта;
- — выработать пробный образец продукта для исследования влияния пребиотика (лактулоза) и клюквенного наполнителя на органолептические свойства;
- — отработать рецептуру и технологию планируемого продукта.
Одним наиболее полезным продуктом из группы кисломолочных продуктов является кефир. Кефир обладает всеми полезными свойствами кисломолочных напитков и относится к диетическим кисломолочным продуктам. Название кефира произошло от слова «кеф», что в переводе с кавказских наречий означает «здоровье». Ведь именно с Кавказа пришел к нам этот полезный напиток.
О пользе кефира можно судить по сравнению его с молоком. Молоко усваивается организмом человека за час всего на 32 %, а кефир, за то же время усваивается практически полностью. Кефир полезен и для детей, и для взрослых. Он обеспечивает потребности организма в полноценном кальции, необходимом для работы нервной, костной и сердечно-сосудистой системы, а также в белке. Более того, в кефире кальций содержится в оптимальном соотношении с разными элементами и с фосфором, которые способствуют лучшему его усвоению. Любой здоровый человек имеет в своем организме полезные бактерии, но с возрастом их количество неуклонно снижается. Кефир — самый надежный источник их пополнения.
Кефир, обогащенный пребиотиками, приносит огромную пользу организму. Пребиотики не перевариваются под действием пищеварительных ферментов и доходят до толстого кишечника в практически неизменном виде, улучшая его перистальтику. В кишечнике же пребиотики становятся пищей для содержащихся там полезных бифидо- или лактобактерий, обеспечивая им активный рост. При регулярном употреблении пребиотиков в течение двух недель численность полезной микрофлоры может увеличиться до 10 раз и составить до 80% общей массы содержащихся в кишечнике бактерий, что, в свою очередь, приведет к уменьшению численности патогенной микрофлоры.
Кефир, обогащённый пребиотиками, близок по своему положительному воздействию на организм к продуктам, содержащим живые бактерии, но при этом имеет преимущества. Пребиотики обладают высокой стабильностью по сравнению с живыми бактериями, которые могут погибать в процессе производства и хранения пищевого продукта, а также при попадании в пищеварительный тракт. Пребиотики не могут быть отторгнуты организмом как чужеродные микроорганизмы, так как «работают» непосредственно в кишечнике, обеспечивая рост именно собственной микрофлоры конкретного организма [1].
Включение пребиотиков в продукты питания очень технологично и, как правило, не требуют каких-либо специальных технологических режимов, что выгодно отличает пребиотики от пробиотиков. Пребиотики химически инертны и не меняют своих свойств в широком диапазоне температур и рН, а так же при контакте с другими ингредиентами, они легко транспортируемы и неприхотливы в хранение. В настоящее время наиболее перспективным веществом, стимулирующим развитие бифидо- и лактобактерий, можно считать лактулозу.
Лактулоза состоит всего из двух остатков простых сахаров, соединенных одной β-связью, будет легче ферментирована и быстрее усвоена микрофлорой, чем сложные фруктоолигосахариды. Более того в 1 г лактулозы, опять же в силу простоты её конфигурации, «полезных» β-связей будет больше, чем в длинноцепочных полимерах. Лактулоза — это своего рода рафинированный (эталонный) пребиотик, в составе которого нет ничего лишнего с точки зрения его стимулирующего воздействия на кисломолочную микрофлору [6]. Основные свойства кефирного продукта обогащенные лактулозой:
- — Стимуляция жизнедеятельности бифидобактерий и увеличение их численности.
- — Подавление патогенной и условно-патогенной микрофлоры.
- — Подавление токсичных метаболитов и вредных ферментов.
- — Увеличение адсорбции минералов и укрепление костей.
- — Стимулирование функции печени через подавление токсичных метаболитов, в основном аммиака.
- — Активизация иммунной системы.
- — Антиканцерогенный эффект, связанный с активизацией иммунной системы клетками бифидобактерий, компонентами клеточных стенок и межклеточными компонентами.
В настоящие время данный пребиотик используется в молочной промышленности для производства функциональных пищевых продуктов, посредством внесения в продукт концентрированного сиропа лактулозы «Лактусан». Состав и свойства концентрата лактулозы «Лактусан» (ТУ 9229-004-43576397-01) приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Состав и свойства концентрата «Лактусан»
Внешний вид и консистенция
Однородная, вязкая жидкость
Сладкий, чистый, без посторонних привкусов и запахов.
Источник
Технология производства кефира
В России кефир вырабатывался еще в 1866-1867 годы кустарным способом на грибках, привезенных с Кавказа в сухом виде. Кефирные грибки оживляли в кипяченом охлажденном обезжиренном молоке и использовали для приготовления заквасок. Молоко для кефира подогревали до 16-23 °С и добавляли закваску, непосредственно слитую с грибков. После получения сгустка бутыли взбалтывали для ускорения процесса образования напитка и выдерживали в помещении при температуре +14-16 °С в течение суток, а иногда и более продолжительное время.
По той же технологии вырабатывали кефир на городских молочных заводах, при этом применяли пастеризацию молока и розлив напитка в бутыли с герметичной укупоркой.
В результате длительности технологического процесса и трудоемкости многих операций выпуск кефира был ограничен и спрос населения на него не удовлетворялся, поэтому в 30-х годах ХХ в. технологию кефира изменили: его стали выпускать ускоренным способом, получившим впоследствии наименование термостатного.
Молоко, идущее на выработку кефира, стали сквашивать при высоких температурах в термостатах без встряхивания и соответствующего накопления продуктов дрожжевого брожения. В результате изменения технологии вместо мягкого по консистенции полужидкого напитка с характерным освежающим вкусом заводы стали выпускать продукт с плотным сгустком, по вкусу похожим на простоквашу.
В результате ряда научно-исследовательских работ был разработан резервуарный способ производства кефира, являющийся в настоящее время общепризнанным и широко внедренным в молочную промышленность.
Сырье
Технологический процесс производства кефира резервуарным методом состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации и охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревание сгустка, фасования.
Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 °Т, плотностью не менее 1,0278 кг/куб. м, с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Один из простейших способов нормализации по жиру – нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока) при тщательном перемешивании смеси.
Тепловая обработка и гомогенизация
Пастеризация молока производится с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Наиболее распространенный способ в производстве кисломолочных продуктов – кратковременная пастеризация при температуре 85-87 °С с выдержкой в течение 5-10 мин. или при 90-92 °С с выдержкой 2-3 мин. с последующим охлаждением до температуры заквашивания. Режим пастеризации должен обеспечить получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, что препятствует отделению сыворотки при хранении.
Гомогенизация – это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются размеры жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия и гомогенизированное молоко не отстаивается. В настоящее время применяют двухступенчатую гомогенизацию, исключающую слипание частичек жировых шариков на выходе из клапанной щели гомогенизирующей головки. Гомогенизация проводится при температуре 60-65 °С и давлении 15-17,5 МПа (125-175 атм). После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания.
Заквашивание и сквашивание молока
При производстве кефира обычно применяют закваску, приготовленную на кефирных грибках. Основными представителями их являются молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, в том числе ароматобразующие и молочные дрожжи типа Torula. Случайная микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы Coli и прочих.
Для приготовления кефирной закваски сухие кефирные зерна выдерживают в теплой воде (25-30 °С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.
Для выработки кефира с характерным вкусом и прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 °С в течение 12-24 часов. Закваску, масса которой обычно составляет 5% массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 °С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 0Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток.
Охлаждение и созревание
После сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 мин. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 °С сгусток оставляют в покое.
Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 часов. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.
Перемешивание и розлив
По истечении времени созревания перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин.
Упаковку и маркировку производят в соответствии с требованиями стандарта на этот продукт. С целью улучшения консистенции готового продукта упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией. При достижении кефиром требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 °С технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.
Требования к готовому продукту
В соответствии с требованиями РТУ кефир должен удовлетворять следующим требованиям
Источник