Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНЕНОГО ТВОРОГА

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочно-белкового биопродукта для потребителей различных возрастных групп.

Известен способ производства молочно-белкового биопродукта - домашнего сыра [патент РФ 2289933, МПК А23С 19/02, опубл. 27.12.2006]. Способ заключается в том, что после подогрева молоко сепарируют для получения сливок с массовой долей жира 10% и обезжиренного молока. Затем сливки пастеризуют, охлаждают до температуры заквашивания и гомогенизируют. После чего вносят закваску, состоящую из чистых культур бифидобактерий или бифидобактерий и молочнокислых бактерий, сквашивают и охлаждают. Обезжиренное молоко смешивают с соевым компонентом. Затем эту смесь пастеризуют, охлаждают до температуры заквашивания и заквашивают поликомпонентной закваской, состоящей из молочнокислых и бифидобактерий. Вносят хлористый кальций, сычужный порошок или пепсин, перемешивают и оставляют в покое для сквашивания. Затем осуществляют обработку сгустка, зерно подогревают, промывают его водой, охлаждают. После обсушки зерно смешивают со сквашенными сливками и солью. Данный способ производства домашнего сыра позволяет повысить пищевую и биологическую ценность продукта, увеличить в два раза срок его хранения, повысить профилактические, диетические и органолептические свойства домашнего сыра, увеличить выход готового продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ производства зерненого творога, предусматривающий подогрев молока, сепарирование молока для получения сливок с массовой долей жира 10% и обезжиренного молока, гомогенизацию и пастеризацию сливок, охлаждение их до температуры заквашивания, заквашивание их закваской термофильного молочнокислого стрептококка и бифидобактерий, перемешивание и сквашивание, охлаждение, смешивание обезжиренного молока с белковым компонентом (молочным протеином) для достижения определенного содержания сухих веществ, заквашивание молочнокислыми бактериями, внесение хлористого кальция, раствора сычужного фермента, перемешивание, сквашивание, обработку сгустка, подогрев зерна, промывание и охлаждение зерна, обсушивание зерна и смешивание обезжиренного зерна со сквашенными сливками и солью [патент РФ 2407348, МПК А23С 19/076, опубл. 27.12.2010].

Однако полученные продукты по вышеперечисленным изобретениям имеют следующие недостатки: недостаточно высокую пищевую и биологическую ценность, невысокие антиоксидантные свойства, не содержит в своем составе микрофлоры, обладающей иммуностимулирующими и антимутагенными свойствами и способностью к снижению геннотоксического действия ряда химических соединений и УФ-лучей, а также к микробиологическому синтезу витамина В₁₂.

Техническим результатом изобретения является повышение пищевой и биологической ценности, антиоксидантных, пробиотических, пребиотических и функциональных свойств, а также увеличение срока его годности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения зерненого творога, предусматривающем подогрев молока, сепарирование молока для получения сливок с массовой долей жира 10% и обезжиренного молока, гомогенизацию и пастеризацию сливок, охлаждение сливок, пастеризацию смеси обезжиренного молока, смешанного с белковым компонентом растительного происхождения, заквашивание смеси, внесение хлористого кальция, сычужного порошка или пепсина, перемешивание, сквашивание, обработку сгустка, подогрев зерна, промывание и охлаждение зерна, обсушку зерна и смешивание обезжиренного зерна со сквашенными

сливками и солью, сливки охлаждают до температуры заквашивания, вносят закваску, сквашивают и охлаждают, согласно заявляемому изобретению в качестве закваски для сливок вносят бактериальный концентрат, состоящий из чистых культур пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudenreichii subsp.shermanii и/или Propionibacterium freudeureichii subsp.globosum или Propionibacterium freudenreichii subsp.shermanii и селенита натрия, взятого в количестве 5-15 мкг/мл, причем в зависимости от активности бактериального концентрата и от принятых на предприятии режимов сквашивания сливок вводят бактериальный концентрат в количестве 1-8% по отношению к массе сливок, непосредственным внесением в смесь, а в качестве белкового компонента растительного происхождения используют амарантовую муку для смешивания с обезжиренным молоком, обезжиренное молоко смешивают с амарантовой мукой в количестве 2-9% от массы обезжиренного молока, смесь пастеризуют и охлаждают до температуры заквашивания и заквашивают, в качестве закваски для смеси обезжиренного молока и амарантовой муки можно использовать бактериальный концентрат, состоящий из комбинации культур молочнокислых бактерий видов Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc lactis и мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus plantarum или Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris и мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus plantarum, при этом после обсушки обезжиренное творожное зерно со сквашенными сливками смешивают с йодированной натуральной пищевой морской солью.

Пропионовокислые бактерии указанного вида обладают уникальными биохимическими свойствами. Экспериментально установлено, что они обладают иммуностимулирующими и антимутагенными свойствами и способностью к снижению геннотоксического действия ряда химических соединений и УФ-лучей, а также к микробиологическому синтезу витамина В₁₂. Установлено, что положительная роль пропионовокислых бактерий как

пробиотиков обусловлена образованием ими пропионовой кислоты, минорных органических кислот, бактериоцинов и ферментов. Пропионовокислые бактерии синтезируют большое количество витамина B₁₂, который регулирует основные обменные процессы в организме, способствует повышению иммунного статуса организма, улучшает общее самочувствие за счет активизации белкового, углеводного и жирового обмена, улучшает качество крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот. Витамин В₁₂ способствует профилактике желудочно-кишечных заболеваний, дисбактериоза, анемии, заболеваний нервной системы.

Селен является структурным компонентом важных ферментов организма - антиоксидантных и гормонсинтезирующих. Благодаря селену запускаются многие ферменты, которые принимают участие в углеводном, белковом, липидном, энергетическом обмене, он также направляет работу ионов йода, меди, железа, играет достаточно существенную роль в процессах репродукции клеток.

Данный микроэлемент активно участвует в работе иммунной системы, он контролирует реакции организма на появления воспалительного очага, активизирует регенерационные процессы тканей.

Селен принимает участие в процессах роста, воспроизводства, развития молодого организма, защищает от многих разрушающих факторов, старения, а также обеспечивает необходимый уровень иммунитета, который нужен для защиты от образования аллергий, инфекций, опухолей, аутоиммунных процессов. Участие этого микроэлемента является обязательным фактором для запуска процессов выведения и нейтрализации ксенобиотиков из организма, среди которых соли тяжелых металлов (мышьяка, кадмия, свинца, ртути), которые накапливаются в организме и вызывают необратимые модификации клеток, а также интоксикацию всего организма.

Установлено, что амарантовая мука является не только ценным биологически активным пищевым продуктом, но также оказывает общеукрепляющее и оздоравливающее действие на организм человека благодаря комплексу различных лечебно-профилактических свойств. Регулярное употребление в пищу амарантовой муки, способствующей укреплению иммунитета, эффективно очищающей организм человека от токсинов, шлаков, радионуклидов и солей тяжелых металлов. Основным биологически активным компонентом амарантовой муки является сквален - природный ациклический тритерпен с шестью двойными ненасыщенными связями, который по результатам медицинских исследований признан важнейшим биологически активным компонентом в продуктах питания, выполняющим в организме человека роль регулятора обмена липидов и стероидов. Сквален обладает антиоксидантными свойствами, высокой способностью предотвращать развитие перекисного окисления липидов, активировать клеточный и гуморальный иммунитет, что особенно важно для больных сахарным диабетом. Сквален регулирует обменные процессы в организме, нормализует уровень холестерина, защищает клетки от токсинов, обладает регенеративным эффектом, обладает выраженным антиоксидантным и иммуномодулирующим действием. Поступая в организм человека, сквален насыщает клетки кислородом, сдерживая тем самым рост и распространение злокачественных образований. Кроме этого сквален способен повышать силы иммунной системы организма в несколько раз, обеспечивая тем самым его устойчивость к различным заболеваниям. Присутствующий в амарантовой муке витамин Е находится в особо активной, токотриенольной форме, антиоксидантная активность которой более чем в 45 раз выше, чем у стандартной, наиболее часто встречающейся в природе токоферольной формы витамина Е. Амарантовая мука является источником фитостеролов - «растительных гормонов», обладающих иммуностимулирующими, противовоспалительными и бактерицидными свойствами. Таким образом, регулярное употребление в пищу продуктов с использованием амарантовой муки полезно людям, страдающим частой головной болью, бессонницей, заболеваниями нервной системы, воспалительными заболеваниями почек и других органов

мочевыводящей системы, заболеваниями полости рта, геморроем, туберкулезом, заболеваниями костей и суставов, заболеваниями органов зрения.

Для амаранта характерно низкое значение сахаров и высокое белков. Из макроэлементов преимущественно идет накопление К (1,2%), Са (2,5%), Р (0,2%), из микроэлементов Si (0,8%) и Mg (1,1%). Также отмечены значимые концентрации таких биогенных элементов, как бора, железа, марганца, титана, цинка, содержание клетчатки - 14%, протеина - 18%, сахара - 18%. Амарантовая мука содержит также пектин, который способствует выведению тяжелых металлов. В семенах амаранта содержатся дефицитные для других зернобобовых растений аминокислоты - лизин и метионин.

Наиболее оптимальное содержание амарантовой муки в молочно-растительной смеси составляет 2-9% от обезжиренного молока. Экспериментально установлено, что внесение более 9% приводит к ухудшению органолептических показателей творожного продукта, а менее 2% - не дает желаемого положительного эффекта.

Благодаря молочнокислым культурам Leuconostoc lactis и Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, входящим в состав бактериального концентрата для заквашивания смеси обезжиренного молока с амарантовой мукой, продукт обогащается микроорганизмами, способными вырабатывать бактериоцины - специфические белки, подавляющие жизнедеятельность клеток условно-патогенных микроорганизмов.

Морская йодированная соль способствует профилактике йоддефицитных заболеваний (эндемии) йода - эндемического зоба - увеличения щитовидной железы, связанного с дефицитом йода в среде обитания. Йодная эндемия является одной из причин развития умственной отсталости. Йод, необходимый для биосинтеза гормонов щитовидной железы: тироксина (Т₄) и трийодтиронина (Т₃). Следует отметить, что йод и селен являются синергистами, они усиливают эффект и степень усвоения друг друга.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Цельное молоко подогревают до температуры 34-40°C и направляют в сепаратор-сливкоотделитель для получения сливок с массовой долей жира 10% и обезжиренного молока. Затем сливки гомогенизируют при давлении 10-15 МПа, пастеризуют при температуре 92±2°C с выдержкой 15-20 секунд, охлаждают до температуры 35±1°C, направляют в ванну, где их заквашивают бактериальным концентратом чистых культур пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudeureichii subsp. shermanii. Бактериальный концентрат в зависимости от его активности и от принятых на предприятии режимов сквашивания молока вводят в количестве 3% по отношению к массе сливок непосредственным внесением в сливки. Бактериальный концентрат вносят при температуре 35±1°C. После заквашивания сливки перемешивают в течение 10-15 минут, затем оставляют в покое для сквашивания при температуре 35±1°C. Окончание сквашивания определяют по образовавшемуся сгустку и по нарастающей кислотности, которая должна быть в пределах 65±5°Т. Сквашенные сливки охлаждают до температуры 4±2°C и хранят при температуре 4±2°C не более 18 часов.

Обезжиренное молоко смешивают с амарантовой мукой, количество которой составляет 2% от обезжиренного молока, перемешивают, молочно-растительную смесь нагревают до 35-45°C, очищают на центробежных молокоочистителях, полученную смесь пастеризуют при температуре 80±2°C с выдержкой 20-30 секунд, затем охлаждают до температуры заквашивания 34±2°C и направляют в сыродельные ванны, где его немедленно заквашивают бактериальным концентратом, состоящим из молочнокислых бактерий: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc lactis и мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus plantarum, обладающим направленным антагонистическим действием на бактерии группы кишечной палочки, в количестве 8% по отношению к массе обезжиренного молока.

После внесения бактериального концентрата в смесь добавляют 30-40%-ный раствор хлористого кальция, приготовленный из расчета 400 г

безводной соли на 1000 кг смеси. После внесения хлористого кальция в смесь вводят раствор сычужного порошка или пепсин других молокосвертывающих ферментов из расчета 0,5-1,0 г активностью 100000 единиц на 1000 кг смеси.

Бактериальный концентрат, растворы хлористого кальция и фермента вносят при тщательном перемешивании в смеси. Перемешивание смеси после внесения фермента осуществляют в течение 30-40 минут с интервалом 10-15 минут, затем оставляют в покое для сквашивания. Сквашивание смеси заканчивается через 5-12 часов в зависимости от активности закваски и от принятых на предприятии режимов сквашивания. Кислотность сыворотки в конце сквашивания должна быть в пределах 46-48°Т при условии содержания массовой доли сухих веществ в смеси до 9,5% и 49-55°Т при массовой доле сухих веществ более 9,5%. Показатель pH сгустка в конце сквашивания 4,6-4,9. Готовый сгусток разрезают проволочными ножами на кубики размером 10,0×10,0×10,0 мм или 12,0×12,0×12,0 мм. Разрезанный сгусток оставляют в покое на 20-30 минут для выделения сыворотки. Затем к сгустку в ванну добавляют питьевую воду с температурой 45±2°C для снижения кислотности сыворотки до 36-40°Т. Масса воды, добавляемая в ванну, должна составлять 10-15% от массы содержимого в ванне. После добавления воды в ванну зерно осторожно перемешивают и подогревают путем ввода в межстеночное пространство рубашки ванны горячей воды. Подогревание ведут до температуры 38±2°C с таким расчетом, чтобы температура массы повышалась не более чем на 1°C за каждые 10 минут. Дальнейшее нагревание до температуры 48-55°C ведут быстрее, повышая температуру на 1°C за каждые 2 минуты. Кислотность сыворотки не должна повышаться более чем на 3°Т. При достижении температуры 48-55°C зерно вымешивают в течение 30-60 минут.

По окончании отваривания из рубашки ванны удаляют горячую воду и подают холодную. Промывание зерна ведут в две стадии: 1 - воду температурой 16±2°C добавляют в зерно в количестве 40-50% от начальной

массы заквашиваемой смеси, перемешивают в течение 15-20 минут, после чего воду удаляют; 2 - воду температурой не более 8°C добавляют в количестве 30-40% от начальной массы заквашиваемой смеси. После окончания промывки зерна воду из ванной удаляют, а зерно обсушивают.

Воду отделяют от зерна путем сдвигания зерна к стенкам ванны так, чтобы в середине образовался желоб для свободного отекания сыворотки. Содержание влаги в готовом зерне должно быть не более 80%.

Согласно рецептуре сквашенные сливки смешивают с творожным зерном и морской йодированной солью в смесителе до равномерного распределения компонентов по всей массе. Морскую йодированную соль перед добавлением к зерну просеивают. Перемешивают зерненый творог в смесителе при вращении мешалки со скоростью 8-10 об/мин до равномерного распределения компонентов по всей массе зерна.

Зерненый творог направляют на расфасовку. После расфасовки охлаждают в холодильных камерах до температуры 4±2°C.

Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1, за исключением того, что для заквашивания сливок используют, бактериальный концентрат пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudeureichii subsp.shermanii и Propionibacterium freudeureichii subsp.globosum в количестве 5% по отношению к массе сливок. В качестве белкового компонента растительного происхождения используют 4% амарантовой муки для смешивания с обезжиренным молоком. Эту смесь заквашивают бактериальным концентратом Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp.diacetylactis, Leuconostoc lactis и мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus plantarum в количестве 5% по отношению к массе обезжиренного молока.

Пример 3. Осуществляется аналогично примеру 1, за исключением того, что для заквашивания сливок используют пропионовокислые бактерии вида Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii и селенита натрия, взятый в количестве 5-15 мкг/мл. В качестве белкового компонента растительного происхождения используют 8% амарантовой муки для смешивания с обезжиренным молоком. Эту смесь заквашивают бактериальным концентратом Lactococcus lactis subsp.lactis, Lactococcus lactis subsp.diacetylactis, Leuconostoc lactis и мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus plantarum, в количестве 3% по отношению к массе обезжиренного молока.

Рецептура на зерненый творог 2%-ной жирности (в кг на 1000 кг продукта с учетом потерь при смешивании обезжиренного зерна со сквашенными сливками и морской йодированной солью, приведена в таблице 1.

Органолептические показатели зерненого творога приведены в таблице 2.

Микробиологические показатели зерненого творога приведены в таблице 3.

Выбранное 10-процентное содержание жирности сливок обусловлено повышением диетических свойств зерненого творога. Кроме того, данное содержание жирности сливок позволяет сделать зерненый творог более доступным для покупателя. Опытным путем установлено, что сливки с массовой долей жира 10% содержат 10⁹ клеток пропионовокислых бактерий в 1 см³, а сливки с массовой долей жира 20% - 10⁸ пропионовокислых бактерий в 1 см³. Заквашенные пропионовокислыми бактериями сливки с массовой долей жира 10% позволяют улучшить органолептические показатели готового продукта, такие как структура и консистенция, запах, вкус и аромат, а также обогатить зерненый творог биологически активным веществом - витамином B₁₂.

Введение пробиотических микроорганизмов позволяет повысить функциональные, диетические и органолептические свойства зерненого творога. Молочнокислые и пропионовокислые бактерии играют важную роль в стабилизации микробиального фона в желудочно-кишечном тракте человека, обладают антибиотической активностью. Учитывая, что молочнокислые и пропионовокислые бактерии оказывают ингибирующее действие на бактерии группы кишечной палочки, использование их в производстве зерненого творога позволяет повысить его санитарно-эпидемиологическую безопасность и, как следствие, увеличить сроки хранения в два раза. К тому же они являются продуцентами аминокислот, органических кислот, витаминов, что повышает профилактические свойства продукта.

Использование амарантовой муки придает биопродукту пребиотические свойства. В готовом продукте повышается содержание белка (состоящего более чем на 30% из незаменимых аминокислот), жиров (50% из которых приходится на долю полиненасыщенной жирной кислоты Омега-6) и пищевых волокон (клетчатки). В состав продукта входят: витамины Е, В1, В2, В4, D, макро- и микроэлементы, железо, калий, кальций, фосфор, магний, медь, биологически активные вещества: сквален, фитостеролы,

фосфолипиды, определяющие разнообразные лечебно-профилактические свойства амарантовой муки. Вещества, входящие в состав амарантовой муки, активно участвуют в биохимических реакциях, нормальное протекание которых обеспечивает особенно здоровье нервной системы.

Данный способ производства зерненого творога позволяет не только повысить пищевую и биологическую ценность и улучшить органолептические показатели зерненого творога, но и придает ему профилактические, пребиотические и диетические свойства.

Предлагаемый биопродукт может быть изготовлен как на мини-заводах, так и на предприятиях молочной промышленности сменной мощности. Производство биопродукта по рассматриваемому способу может осуществляться на том же технологическом оборудовании, что и традиционные продукты.

Предложенный способ получения зерненого творога апробирован в условиях научно-производственной лаборатории «Прикладная биотехнология» Омского государственного технического университета.