Резюме

Млякото и киселото мляко са важни елементи от човешката диета, поради високата им хранителна стойност и привлекателните им сензорни свойства. По време на преработката на млякото (хомогенизация, пастьоризация) и по-нататъшното производство на кисело мляко (ферментация) настъпват физикохимични промени, които засягат вкуса и структурата на тези продукти, докато развитието на стандартизирани процеси допринася за развитието на желаните текстурни и вкусови характеристики. Процесите, които се извършват по време на преработката на мляко и производството на кисело мляко с конвенционални индустриални методи, както и с иновативни методи, предложени понастоящем (ултрависоко налягане, ултразвук, микрофлуидизация, импулсни електрически полета), и тяхното въздействие върху текстурата и вкуса на крайния продукт конвенционални или пробиотични/пребиотични продукти ще бъдат представени в този преглед.

мляко

1. Въведение - История на киселото мляко

Млякото и млечните продукти се консумират от опитомяването на бозайниците; смята се, че киселото мляко и подобни ферментирали млечни продукти произхождат от Близкия изток. Оригиналното производство на ферментирали млечни продукти, получено от необходимостта да се удължи срока на годност на млякото, вместо да се унищожава [1] Производството на кисело мляко първоначално се основава на знания и емпирични процеси без стандартни процедури или проучване на стъпките, които се случват по време на целия процес. Едва след края на 20-ти век, когато киселото мляко се превръща в печеливша търговска стока, производството му се индустриализира и процесите се стандартизират. През последните 20 години интересът към производството на кисело мляко се увеличи значително по научни и търговски причини. Научните открития предполагат нови млечни продукти, които са в полза на човешкото здраве (пробиотични култури, обогатяване с биоактивни съединения), както и с подобрени сензорни, особено текстурни характеристики. По този начин потребителското търсене на кисело мляко и подобни ферментирали млечни продукти се е увеличило.

2. Стандартизиран производствен процес на кисело мляко

Производството на кисело мляко започва с доенето на бозайниците, включва няколко процеса, завършващи с опаковането на крайния продукт, кисело мляко. Целта на тази работа е да представи процесите, които протичат в млечната индустрия; няма да бъдат включени допълнителни подробности за доенето и транспортирането на млякото, въпреки че тези критични етапи засягат качеството и безопасността на крайния продукт. Киселото мляко се произвежда главно от говеждо мляко, въпреки че млякото от други бозайници се използва и за производството на кисело мляко. Киселото мляко, получено от мляко от видове, различни от говеда, има тенденция да варира в няколко сензорни и физикохимични характеристики, поради разликите в състава на млякото. Например, киселото мляко, получено от мляко с високо съдържание на мазнини (например овче, козе и биволско) има по-кремообразна текстура в сравнение с това, получено от мляко с по-ниско съдържание на мазнини (например говедо, кобила и задник). Следователно видовете млекодайни бозайници влияят значително върху характеристиките на произведеното кисело мляко [3].

2.1. Първоначално третиране на млякото

2.4. Топлинна обработка

маса 1

Влияние на различните техники на термична обработка върху свойствата на млякото и киселото мляко, влияещи върху вкуса и текстурата.

Лечение на мляко Лечение Описание Ефект върху млякото Ефект върху киселото мляко
ТермализацияНагряване при 60–69 ° C, за 20–30 sСмърт на бактерии, които не са устойчиви на топлина.Няма съществен ефект.
Инактивиране на няколко ензима [4].Характеристики, засегнати от по-нататъшната обработка [4].
Ниска пастьоризацияНагряване при 63–65 ° C за 20 минути/при 72–75 ° C за 15–20 s (HTST)Смърт на повечето патогени, вегетативни бактерии, дрожди и плесени.Леко увеличение на вискозитета и твърдостта [1].
Денатурирани няколко ензима, денатурация на няколко суроватъчни протеина [4].
Висока пастьоризацияНагряване при 85 ° C за 20–30 мин./При 90–95 ° C за 5 минСмърт на повечето вегетативни микроорганизми, с изключение на спори.Голямо увеличение на вискозитета и твърдостта [1].
Деактивиране на повечето ензими.
Денатурация на повечето суроватъчни протеини.
Разработване на „сготвен“ вкус [4,18].
СтерилизацияНагряване при 110 ° C за 30 минути/при 130 ° C за 40 sУнищожаване на всички микроорганизми.Включване на суроватъчни протеини в казеиновата матрица. Много голямо увеличение на вискозитета и твърдостта [1,4].
Деактивиране на повечето ензими.
Денатурация на суроватъчни протеини и агрегиране на казеини (казеинови мицели) и MFG.
Отслабване на интензивността на вкуса.
Потъмняване на цветовете [4,18].
Ултра термична обработка (UHT)Нагряване при 145 ° C за 1-2 секундиУнищожаване на всички микроорганизми.Средно увеличение на вискозитета и твърдостта [1].
Леко влошаване на вкуса.
Денатурация на суроватъчни протеини (β-лактоглобулин, серумен албумин, няколко имуноглобулини)
Развитие на неприятен вкус.
Потъмняване на цветовете [4,18].

Патогените, които могат да растат в млякото, поради лоши хигиенни практики или хардуерен недостатък по време на етапите на преработка, включват Mycobacterium tuberculosis, Coxiella burnetii, Staphylococcusaureus, Salmonella species, Listeria monocytogenes и Campylobacter jejuni. Тези микроорганизми се унищожават чрез дори мека термична обработка, гарантираща, че преработеното мляко е безопасно за консумация. Твърдението, че млякото е безопасно след лека топлинна обработка, може да звучи несериозно, но повечето устойчиви на висока температура патогени или не се срещат в млякото (напр. Bacillus anthracis), или са повече от други местни микроорганизми (напр. Clostridium perfringens), или причиняват разваляне, преди количеството им да е достатъчно, за да причини здравословни проблеми (напр. Bacillus cereus).

В допълнение към намаляването или пълното унищожаване на микробиологичното натоварване, топлинната обработка причинява отделяне на CO2 и O2, увеличаване на количеството на неразтворим колоиден калциев фосфат, намаляване на калциевите катиони и принуждава лактозната изомеризация, разграждане и реакция на Maillard, като по този начин влияе рН на млякото и вкуса. И накрая за киселото мляко, най-важните промени по време на топлинната обработка на млякото се отнасят до млечните протеини; реакциите на млечните протеини по време на топлинна обработка оказват сериозно влияние върху образуването на извара от кисело мляко и ще бъдат описани по-подробно [4].

2.5. Процес на ферментация

Концентрацията на млечна киселина в млякото по време на ферментацията се увеличава, рН намалява, поради което карбоксилните групи се дисоциират, серин фосфатът се йонизира и отрицателният заряд между казеиновите мицели се увеличава. Присъствието на калциев фосфат обаче неутрализира този отрицателен заряд, като поддържа електростатичното отблъскване до ниво, при което доминиращите атрактивни сили между протеиновите молекули. Благодарение на тези атрактивни сили, казеиновите мицели се агрегират и в крайна сметка коагулират в мрежа от малки вериги; това е отговорно за увеличаването на вискозитета и образуването на коагулума на киселото мляко [3,19,21,22].

Процесът на млечна ферментация на киселото мляко може да бъде описан адекватно чрез развитието на рН и вискозитета по отношение на времето; моделът, който изразява еволюцията на pH по време на ферментацията, е модифицираният модел на Gompertz на de Brabandere и de Baerdemaeker (1999) (уравнение (1)) [23]:

pH0, pH∞ = съответно начална и крайна стойност на pH; μpH (min -1) = максимална скорост на намаляване на pH; λpH (min) = продължителност на фазата на изоставане в рН. Освен това моделът, който описва еволюцията на вискозитета по време на ферментацията, е модифицираният модел на Gomperz на Soukoulis, et al. (2007) (Уравнение (2)) [7]: