Способ получения кисломолочных продуктов (варианты)

 

Область использования: в молочной промышленности, в частности при производстве кисломолочной продукции. Сущность изобретения: в охлажденное после термической обработки молоко вносят биомассу бифидобактерий с развитием клеток бифидобактерий до внесения в молоко кефирной закваски или молочнокислых культур, при этом на каждой стадии технологического процесса используют конкретные параметры, обеспечивающие получение оптимального результата. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве кисломолочной продукции.

Известно изобретение (авт. св. СССР N 1680031, кл. A 23 C 9/12, 1987), в котором способ производства кефира, включающего процессы нормализации, гомогенизации, внесения лимонно-кислых солей натрия и калия, термообработки, охлаждения до температуры заквашивания, внесения кефирных грибков, сквашивания, охлаждения с последующей выдержкой и разливом.

Однако полученный таким образом кефир обладает недостаточно высокими лечебно-профилактическими свойствами.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является способ получения кефира с проведением процессов гомогенизации, термической обработки, охлаждения до температуры заквашивания, охлаждения и разлива, в котором одновременно с кефирной закваской или в процессе сквашивания в термически обработанное и охлажденное до температуры 22-28^oC молоко вносят биомассу бифидобактерий в отношении -3 lg N_k/N_б 5, а сквашивание ведут до кислотности 60-70^oT (патент РФ N 2011352, МКМ⁵ A 23 C 9/127, 1994).

Недостаток данного технического решения заключается в том, что внесение бифидобактерий и кефирной закваски одновременно в молоко и проведение процесса сквашивания при 22-28^oC приводит к тому, что идет активное размножение молочнокислой микрофлоры, содержащейся в кефирной закваске, в результате снижается pH среды (pH 4,6). Как известно, при снижении pH при соответствующей температуре практически приостанавливается развитие бифидобактерий, т. е. они остаются в том же количестве, что и были внесены. Такой же результат достигается, если бифидобактерии вносятся в процессе сквашивания, т. е. после развития в молоке ранее внесенной молочнокислой микрофлоры.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является получение более широкого ассортимента кисломолочных продуктов, повышение их биологической ценности и лечебно-профилактических свойств, выражающиеся в увеличении аминокислот и витаминов группы B.

Указанный технический результат достигается двумя вариантами заявленных способов, которые взаимосвязаны единым изобретательским замыслом, заключающимся в том, что в процессе сквашивания варьируют операциями охлаждения и последовательностью внесения элементов закваски.

Достижение технологического результата может быть осуществлено с помощью одного из вариантов способа получения кисломолочных продуктов, включающего процессы очистки, нормализации, гомогенизации, термической обработки, охлаждения до температуры заквашивания, сквашивания, охлаждения и разлива, в котором процесс очистки осуществляют таким образом, что количество m₁ любых посторонних примесей уменьшают по отношению к общей массе m₂ перерабатываемого молока до значения в пределах 1,0 (m₁ + m₂):m₂ 1,05; в процессе нормализации доводят жирность молока путем изменения количества жира m₃ от общего количества m₂ обезжиренного молока в пределах 1,01 (m₃+m₂):m₂ 1,05; гомогенизируют молоко до достижения минимальных размеров r₁ конгломератов нерастворимых в воде компонентов молока, преимущественно жировых шариков, от их максимальных размеров r₂ в пределах 10 r₂/r₁ 100, а массу m₅ конгломератов с максимальным размером по отношению к общей массе m₄ конгломератов с минимальным размером выбирают в пределах 0,005 m₅/m₄ 0,03; термообработку молока производят при температуре в диапазоне t, достигающей t=140^oC, выбираемой в пределах 0,61 t/t 1,0; процесс сквашивания молока осуществляют путем охлаждения молока до температуры t₁ по отношению к максимальной температуре t в пределах 0,25 t₁/t 0,27, внесением в охлажденное молоко при постоянном или периодическом перемешивании биомассы бифидобактерий, например, в виде жидкого концентрата или регидративной сухой или замороженной массы, в которой удельное количество микробных тел бифидобактерий составляет N'б=10¹⁰-10¹¹, выдерживанием его в течение T₁=0,53 ч, а затем доведением смеси до температуры t₂, выбираемую по отношению к t в пределах 0,16 t₂/t 0,19.

После охлаждения смеси до t₂ в нее вносят основную закваску в виде кефирной закваски или молочнокислых бактерий, удельное количество микробных тел в которой составляет N'k=10⁸-10⁹, после чего выдерживают его в течение T₂, при этом общее время сквашивания T₁+T₂ выбирают в пределах 4 T₁+T₂ 10 ч до достижения кислотности 50-110^oT.

Перед разливом готового кисломолочного продукта его охлаждают до t₃= 62^oC.

Технический результат достигается также применением изобретения по способу получения кисломолочных продуктов, включающего процессы очистки, нормализации, гомогенизации, термической обработки, охлаждения до температуры заквашивания, сквашивания, охлаждения и разлива, в котором процесс очистки осуществляют таким образом, что количество m₁ любых посторонних примесей уменьшают по отношению к общей массе m₂ перерабатываемого молока до значения в пределах 1,0 (m₁+m₂):m₂ 1,05; в процессе нормализации доводят жирность молока путем изменения количества жира m₃ от общего количества m₂ обезжиренного молока в пределах 1,0 (m₃+m₂):m₂ 1,05, гомогенизируют молоко до достижения минимального размеров r₁ конгломератов нерастворимых в воде компонентов молока, преимущественно жировых шариков, от их максимальных размеров r₂ в пределах 10 r₁/r₁ 100, а массу m₅ конгломератов с максимальным размером выбирают по отношению к общей массе m₄ конгломератов с минимальным размером в пределах 0,005 m₅/m₄ 0,03; термообработку молока производят при температуре в диапазоне t, с максимальной достигающей t=140^oC, выбираемой в пределах 0,61 t/t 1,0. Для активизации биомассы охлаждают молоко массой m₆ по отношению к общей массе обработанного молока m₂, которое выбирают в пределах 0,002 m₆/m₂ 0,2 до температуры t₄ по отношению к t в пределах 0,25 t₄/t 0,28, вносят в охлажденное молоко биомассу бифидобактерий, например, в виде жидкого концентрата или регидративной сухой или замороженной массы с удельным количеством микробных тел 10¹⁰ N"б 10¹² с одновременным перемешиванием, и выдерживают период T₃, который выбирают в пределах 1 T₃ 3 ч, получая активизированную биомассу бифидобактерий с N_б=10₈-10¹⁰. При этом основную часть молока массой m₂ доводят до температуры t₅ по отношению t, которую выбирают в пределах 0,157 t₅/t 0,2, после чего вносят в молоко активизированную биомассу бифидобактерий массой m₆ и одновременно добавляют с перемешиванием кефирную закваску или молочнокислые бактерии с удельным количеством микробных тел 10⁸ N"_k 10⁹, полученную смесь выдерживают в течение T₄, причем общее время сквашивания T₃+T₄ выбирают в пределах 4 T₃+T₄ 10 ч до достижения кислотности 50-110^oT.

Перед розливом готового кисломолочного продукта его охлаждают до t₆= 62^oC.

Для лучшего понимания технологического процесса получения кисломолочных продуктов предлагается схемное изображение на фиг.1 и 2, отражающее последовательность выполнения каждого из вариантов осуществления способа.

На фиг. 1 изображена схема последовательного выполнения способа получения кисломолочных продуктов, в котором в молоко сначала вносится биомасса бифидобактерий с выдерживанием смеси и только после этого закваска; на фиг. 2 схема последовательного выполнения способа получения кисломолочных продуктов, в котором в небольшом количестве молока активизируется биомасса бифидобактерий и после определенного периода выдерживания она вносится в основную массу молока одновременно с кефирной закваской и/или молочнокислыми бактериями.

Способ получения кисломолочных продуктов по варианту I (фиг. 1) осуществляется в следующей последовательности: очистка 1; нормализация 2; гомогенизация 3; термическая обработка 4; процесс сквашивания 5, который включает в себя охлаждение до температуры t₁ 5.1; внесение биомассы бифидобактерий 5.2; выдержка 5.3; доведение смеси до температуры t₂ заквашивания 5.4; внесение кефирной закваски или молочнокислых бактерий 5.5; выдерживание полученной смеси до полного сквашивания 5.6; охлаждение готового продукта 6; разлив 7.

Способ получения кисломолочных продуктов по варианту II (фиг. 2) осуществляется в следующей последовательности: очистка 1; нормализация 2; гомогенизация 3; термическая обработка 4; процесс сквашивания 5, который включает этап активизации биомассы 5.1 и этап непосредственного сквашивания 5.2. Причем на первом этапе 5.1 производят отбор части молока массой m₆ 5.1.1, охлаждение ее до температуры активизации биомассы 5.1.2, внесение в отобранную часть молока биомассы бифидобактерий 5.1.3, перемешивание 5.1.4 и выдерживание до получения активизированной биомассы бифидобактерий 5.1.5.

На втором этапе 5.2 проводят доведение основной массы молока до температуры сквашивания 5.2.1, внесение в молоко одновременно активизированной биомассы дифидобактерий и кефирной закваски и/или молочнокислых бактерий 5.2.2, перемешивание 5.2.3, выдерживание до получения готового продукта 5.2.4, после чего осуществляют охлаждение готового продукта 6 и разлив 7.

Для того, чтобы кисломолочные продукты обладали лечебно-профилактическими действиями, они должны содержать в каждом миллилитре готового кисломолочного продукта 10⁶-10⁸ жизнеспособных клеток бифидобактерий. Чтобы обеспечить это необходимо создать условия и разработать такой технологический процесс, который бы обеспечил развитие клеток бифидобактерий до внесения в молоко кефирной закваски или молочнокислых микробов, тормозящих развитие бифидобактерий.

Осуществление способа получения кисломолочных продуктов в соответствии с технологией (фиг. 1) производится следующим образом.

С помощью центробежных сепараторов или сетчатых фильтров проводят процесс очищения молока массой m₂ от посторонних примесей, уменьшая их количество по отношению к общей массе m₂ в пределах 1 (m₁+m₂):m₂ 1,05. После этого молоко нормализуют 2, доводя массу m₃ до пределов, которые определяются формулой 1,01 (m₃+m₂):m₃ 1,05, затем молоко гомогенизируют 3, чтобы в нем соотношение конгломератов, представляющих собой преимущественно жировые компоненты массой m₅ с максимальным размером r₂ по отношению к общей массе m₄ конгломератов с минимальным размером r₁ выбирают в пределах 0,005 m₅/m₄ 0,003, причем термообработку 4 молока производят при температуре, выбираемой в пределах 85-140^oC. Дальнейший процесс сквашивания 5 молока осуществляют следующим образом. Охлаждают 5.1 обработанное молоко массой m₂ до температуры 0,25 t₁/t₃ 0,27, вносят 5.2 в охлажденное молоко при постоянном или периодическом перемешивании биомассу бифидобактерий массой m₆=0,1-0,2% от общей массы m₂ молока, например, в виде жидкого концентрата или регидративной сухой или замороженной массы, в которой удельное количество микробных тел бифидобактерий составляет N'_б=10¹⁰-10¹¹. В целях активизации роста бифидобактерии при их внесении в молоко могут добавляться различные стимуляторы их роста, что увеличивает в конечных продуктах количество бифидобактерий и соответственно улучшает их лечебно-профилактические свойства. После чего выдерживают 5.3 смесь в течение T₁=0,5-3,0 ч при этой температуре. Затем смесь охлаждают 5.4 до температуры 0,16 t₂/t 0,18; вносят 5.5 в нее кефирную закваску или молочнокислые бактерии m₇=0,1-0,2 от общей массы m₂ с удельным количеством микробных тел N'_k=10⁸-10⁹.

Во время внесения биомассы бифидобактерий и кефирной закваски производят постоянное или периодическое перемешивание смеси. Затем смесь выдерживают 5.6 в течение времени T₂, которое вместе с T₁ составляет 6-8 ч до полного сквашивания и получения сгустка кислотностью 50-110^oT. После чего готовый продукт охлаждают 6 до температуры 62^oC и отправляют на розлив 7.

Способ получения кисломолочных продуктов по второму варианту (фиг. 2) осуществляется следующим образом.

Процессы очистки 1, нормализации 2, гомогенизации 3, термообработки 4 идут в той же последовательности и в тех же пределах значений технологического режима, которые указаны в первом способе. Дальнейший процесс выполняют в два этапа. На первом 5.1 этап активизации биомассы выбирают 5.11 массу m₆ молока по отношению к общей массе обработанного молока m₂ в пределах 0,002 m₆/m₂ 0,2, охлаждают 5.1.2 отобранное молоко до температуры t₄ по отношению к t в пределах 0,25 t₄/t 0,28, вносят 5.1.3 в охлажденное молоко биомассу бифидобактерий, например, в виде жидкого концентрата или регидратированной сухой или замороженной массы с удельным количеством микробных тел N"_б= 10¹⁰-10¹² с одновременным перемешиванием и выдерживают 5.1.4 при заданной температуре период 1 T₃ 3 ч с целью получения активизированной биомассы бифидобактерий с N_б=10⁸-10¹⁰, таким образом гарантируя N и T получения конечного продукта с высокими характеристиками.

На втором этапе 5.2 этап непосредственного сквашивания охлаждают 5.2.1 основную массу m₂ обработанного молока до температуры t₅, которую выбирают по отношению к t в пределах 0,157 t₅/t 0,2, после чего вносят 5.2.2 в него активизированную биомассу бифидобактерий m₇=0,002-0,05 от массы m₂ и одновременно в молоко добавляют с перемешиваем 5.2.3 кефирную закваску или молочнокислые бактерии массой m₈=0,002-0,05 от массы m₂ с удельным количеством микробных тел 10⁸ N"_k 10⁹, после чего полученную смесь выдерживают 5.2.4 в течение времени T₄ и выбирают с таким учетом, что T₃+T₄ берут от 4 до 10 ч до достижения кислотности 50-110^oT.

После этого готовую кисломолочную продукцию охлаждают 6 до t₆=62^oC и разливают 7.

На втором этапе 5.2 процесс может осуществляться и другим путем. Так, активизированную биомассу бифидобактерий массой m₇ перемешивают с кефирной закваской массой m₈, а затем полученную смесь вносят в охлажденное до температуры t₅ молоко, дальнейшие операции осуществляют по вышеописанной технологии.

Приведем примеры практического осуществления каждого варианта способа получения кисломолочного продукта.

Пример 1. Очищают 970 кг молока от примесей, масса которого составила 35 кг, и нормализуют, доводя жирность до 2% гомогенизируют молоко, доводя массу конгломератов с максимальным размером жировых шариков к общей массе конгломератов с минимальным размером 0,008 мм и проводят термообработку молока при температуре 135^oC (с выдержкой 4 с), дальнейший процесс начинают с охлаждения молока до температуры 36^oC и последующим внесением 2 кг замороженного бактериального концентрата бифидобактерий с количеством клеток N_б=10¹⁰ в 1 см³ при периодическом перемешивании смеси, после чего выдерживают полученную смесь при заданной температуре в течение 1 ч.

Затем температуру молока доводят до температуры сквашивания 26^oC и вносят кефирную закваску в количестве 30 кг с перемешиванием смеси при внесении, после чего выдерживают ее для осуществления сквашивания в течение 6 ч, в результате получают кисломолочный продукт с кислотностью 75^oT, который охлаждают до температуры 6^oC и направляют на розлив.

Пример 2. Очищают 970 кг молока от примесей, масса которых составила 22 кг, и нормализуют его, доведя массу конгломератов с максимальным размером жировых шариков к общей массе конгломератов с минимальным размером, равной 0,01 мм, проводят термообработку молока при температуре 95^oC с выдержкой, равной 18 мин.

Из общей массы термообработанного молока отобрали 30 кг, довели до температуры 37^oC, внесли в него 2 кг биомассы бифидобактерий в виде жидкого концентрата с удельным количеством микробных тел N"_б=10₁₀ с одновременными перемешиванием, полученную смесь выдержали в течение T₃=2 ч, получив таким образом 32 кг активизированной биомассы бифидобактерий с удельным количеством микробных тел N_б=10⁹.

Затем основную массу молока (918 кг) охладили до t=24^oC и внесли в него 32 кг активизированной биомассы бифидобактерий с одновременным внесением при периодическом или постоянном перемешивании молочнокислых бактерий с удельным количеством микробных тел N"_k=10⁹ в количестве 20 кг. После этого полученную смесь выдержали в течение 6 ч и получили готовый кисломолочный продукт массой 970 кг, кислотностью 80^oT, который охладили до t=7^oC и направили на розлив. При этом содержание в нем бифидобактерий составило 10⁷ в 1 см³.

Пример 3. Очищают 970 кг молока от примесей, масса которых составила 18 кг, нормализуют его, доведя массу конгломератов с максимальным размером жировых шариков к общей массе конгломератов с минимальным размером, равной 0,099 мм, проводят термообработку молока при температуре 102^oC с выдержкой в 9 мин. Дальнейший процесс начинают с того, что термообработанное молоко массой 25 кг охлаждают до температуры 36^oC и вносят в него 2 кг биомассы бифидобактерий в виде жидкого концентрата с удельным количеством удельных тел N_б= 10¹¹ с одновременным перемешиванием смеси, полученную смесь выдерживают T₃=2,5 ч, получив таким образом активизированную биомассу бифидобактерий в количестве 27 кг с удельным количеством микробных тел N_б=10¹⁰. На втором этапе сквашивание осуществляют путем охлаждения основной массы 927 кг термообработанного молока до температуры 23^oC, затем перемешивают 27 кг активизированной биомассы бифидобактерий с 30 кг молочнокислых бактерий с удельным количеством микробных тел N_k=10⁹, полученную смесь вносят в охлажденное молоко, после этого выдерживают смесь в течение 5,5 ч и получают готовый кисломолочный продукт с кислотностью 82^oT. Готовый продукт охлаждают до температуры t=6^oC и направляют на разлив. Содержание в нем микробных тел бифидобактерий составило 10⁸ в 1 см³.

Как показали результаты исследования, указанный технологический результат достигается только при взаимосвязанном использовании всей совокупности существенных признаков заявленных объектов. Это подтверждается, в частности другими примерами их практической реализации, при описании которых нецелесообразно повторять в каждом примере общую для них информацию, отраженную в формуле и описании изобретения. Целесообразно привести при описании примеров практического выполнения заявленных объектов только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которую целесообразно для удобства сопоставления изложить в виде таблицы. Для сопоставления возможностей достижения указанного технического результата в каждом из примеров оказалось целесообразным использовать параметр , характеризующий получение более широкого ассортимента кисломолочных продуктов и повышение их лечебно-профилактических свойств, в процессе экспериментального осуществления примеров заявляемого технического решения и прототипа.

Рассмотрим примеры проведенных исследований, отраженных в таблице по варианту I. Нижние и верхние значения заявляемых пределов (пример 1 и 2) были получены на основании статистической обработки экспериментальных данных, преимущественно исходя из условия приближения параметра к единице (₁ = 1,01, ₂ = 1,03), а также с учетом других известных обстоятельств, накладывающих ограничения на заявляемые пределы. В оптимальном примере 3 практической реализации заявляемого объекта было достигнуто наиболее высокое значение параметра (₃ = 6,7). При входе за нижние (пример 5) и верхние (пример 6) значения заявляемых пределов указанный технический результат, как следует из таблицы, не достигается (₅ = 0,99, ₆ = 0,97). В произвольном примере 4 при использовании значений существенных параметров внутри заявляемых пределов было получено промежуточное значение технического результата (₄ = 5,4). При рассмотрении варианта II соответствующие нижние и верхние значения заявленных пределов оказались равными ₁ = 0,02, ₂ = 1,01, наиболее высокое значение параметра ₃ = 7,1, при выходе за нижние и верхние пределы ₅ = 0,96, ₆ = 0,98, а в произвольном примере 4 ₄ = 6,5. Достижение указанного технического результата обеспечило дополнительные преимущества использования заявляемого объекта, заключающегося в обеспечении более высокого уровня технологии изготовления кисломолочных продуктов.

Формула изобретения

1. Способ получения кисломолочных продуктов, включающий процессы очистки, нормализации, гомогенизации, термической обработки, охлаждения до температуры заквашивания, сквашивания, охлаждения и розлива, отличающийся тем, что процесс очистки осуществляют таким образом, что количество m₁ любых посторонних примесей уменьшают по отношению к общей массе m₂ перерабатываемого молока до значения в пределах 1,0 (m₁ + m₂) m₂ 1,05, в процессе нормализации доводят жирность молока путем изменения количества жира m₃ от общего количества m₂ обезжиренного молока в пределах 1,01 (m₃ + m₂) m₂ 1,05, гомогенизируют молоко до достижения минимальных размеров r₁ конгломератов нерастворимых в воде компонентов молока, преимущественно жировых шариков, от их максимальных размеров r₂ в пределах 10 r₂ / r₁ 100, а массу m₅ конгломератов с максимальным размером по отношению к общей массе m₄ конгломератов с минимальным размером выбирают в пределах 0,005 m₅ / m₄ 0,03, термообработку молока производят при температуре в диапазоне t, достигающей t 140^oС, выбираемой в пределах 0,61 t/t 1,0, охлаждают молоко до температуры t₁ по отношению к максимальной температуре t в пределах 0,25 t₁ / t 0,27, вносят в охлажденное молоко при постоянном или периодическом перемешивании биомассу бифидобактерий в виде жидкого концентрата или регидративной сухой или замороженной массы, в которой удельное количество микробных тел бифидобактерий составляет выдерживают его в течение Т₁ 0,5 3,0 ч, а затем доводят смесь до температуры t₂, выбираемой по отношению к t в пределах 0,16 t₂ / t 0,19, охлаждают смесь до t₂, в нее вносят основную закваску в виде кефирной закваски или молочнокислых бактерий, удельное количество микробных тел в которой составляет выдерживают его в течение Т₂, при этом общее время сквашивания Т₁ + Т₂ выбирают в пределах 4 Т₁ + Т₂ 10 ч до достижения кислотности 50 110^oТ.

2. Способ получения кисломолочных продуктов, включающий процессы очистки, нормализации, гомогенизации, термической обработки, охлаждения до температуры заквашивания, сквашивания, охлаждения и розлива, отличающийся тем, что процесс очистки осуществляют таким образом, что количество m₁ любых посторонних примесей уменьшают по отношению к общей массе m₂ перерабатываемого молока до значения в пределах 1,0 (m₁ + m₂) m₂ 1,05, в процессе нормализации доводят жирность молока путем изменения количества жира m₃ от общего количества m₂ обезжиренного молока в пределах 1,0 (m₃ + m₂) m₂ 1,05, гомогенизируют молоко до достижения минимальных размеров r₁ конгломератов нерастворимых в воде компонентов молока, преимущественно жировых шариков, от их максимальных размеров r₂ в пределах 10 r₂ / r₁ 100, а массу m₅ конгломератов с максимальным размером выбирают по отношению к общей массе m₄ конгломератов с минимальным размером в пределах 0,005 m₅ / m₄ 0,03, термообработку молока производят при температуре в диапазоне t с максимально достигающей t 140^oС, выбираемой в пределах 0,61 t/t 1,0, охлаждают молоко массой m₆ по отношению к общей массе обработанного молока m₂, которое выбирают в пределах 0,002 m₆ / m₂ 0,2 до температуры t₄ по отношению к t в пределах 0,25 t₄ / t 0,28, вносят в охлажденное молоко биомассу бифидобактерий в виде жидкого концентрата или регидративной сухой или замороженной массы с удельным количеством микробных тел с одновременным перемешиванием и выдерживают период Т₃, который выбирают в пределах 1 Т₃ 3 ч, получая активизированную биомассу бифидобактерий с N_б 10⁸ 10¹⁰ при этом основную часть молока массой m₂ доводят до температуры t₅ по отношению к t, которую выбирают в пределах 0,157 t₅ / t 0,2, вносят в молоко активизированную биомассу бифидобактерий массой m₆ и одновременно добавляют с перемешиванием кефирную закваску или молочнокислые бактерии с удельным количеством микробных тел полученную смесь выдерживают в течение Т₄, причем общее время сквашивания Т₃ + Т₄ выбирают в пределах 4 Т₃ + Т₄ 10 ч до достижения кислотности 50 110^oТ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4