Биотехнологическая схема производства творога

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пензенская Государственная Технологическая Академия»

РЕФЕРАТ

на тему: «Биотехнологическая схема производства творога»

Пенза 2012

1. Пищевая ценность и химический состав творога

2. Технология производства продукта

2.1 Сырье

2.2 Производство творога

2.3 Новые направления в производстве творога Список литературы

Творог — белковый кисломолочный продукт, приготовленный сквашиванием пастеризованного цельного или обезжиренного молока с удалением части сыворотки.

Творог имеет высокую пищевую ценность, так как содержит большое количество жира и белка (14−18%). Особенно творог богат незаменимыми аминокислотами: триптофаном, метионином и лизином, поэтому рекомендуется при заболеваниях печени и сердца. Наличие в твороге лецитина и холина позволяет использовать его для лечения атеросклероза.

Творог содержит большое количество минеральных веществ (кальция, фосфора, железа, магния), причем соотношение кальция и фосфора способствует их наиболее легкому усвоению.

Согласно современным представлениям науки о питании, творог как белковый продукт имеет большое значение для сбалансированного питания людей.

На прилавках торговых предприятий присутствует творог нежирный, крестьянский, полужирный, жирный. При проведении маркетинговых исследований нами установлено, что наиболее покупаемым является творог массовой долей жира 9% (полужирный). Поэтому, вопрос о его качестве является актуальным.

1. Пищевая ценность и химический состав творога

Кисломолочные продукты имеют большое значение в питании человека благодаря лечебным и диетическим свойствам, приятному вкусу, легкой усвояемости. Кисломолочные продукты обладают полезными бактериостатическими и антибиотическими средствами. Они, обусловливают создание в кишечнике кислой среды, которая препятствует развитию патогенной и гнилостной микрофлоры.

Кисломолочные продукты давно признаны диетическими, благодаря высокой усвояемости, стимулированию секретной функции желудка, поджелудочной железы, кишечника. В желудке они створаживаются, образуя рыхлый сгусток или хлопья, легкодоступные действию пищеварительных ферментов.

Творог рекомендуется больным туберкулезом и страдающим малокровием. Он полезен при заболеваниях сердца и почек, сопровождающихся отеками, так как кальций способствует выведению жидкости из организма.

Обезжиренный творог рекомендуется при ожирении, болезнях печени, атеросклерозе, гипертонической болезни, инфаркте миокарда. При подагре и других заболеваниях, когда белки мяса и рыбы противопоказаны, их заменяют белком творога.

Особенно полезен ацидофильно-дрожжевой творог, который обогащается дрожжами и чистой культурой ацидофильной палочки. Такой творог полезно давать ослабленным детям, при желудочно-кишечных заболеваниях, малокровии и туберкулезе

Употребление творога и творожных изделий способствует правильному обмену веществ в организме, поддержанию на определенном уровне осмотического давления.

Творог по характеру биохимических процессов относится к продукту, получаемому гомоферментативным брожением. Оно вызывается ферментами молочнокислых бактерий. В первой стадии под действием фермента лактазы молочный сахар присоединяет частицу воды и распадается на две гексозы: галактозу и глюкозу. Далее из гексоз образуется пировиноградная кислота, которая восстанавливается при участии лактокодегидразы с образованием молочной кислоты, действуя на белки, в частности на казеин, вызывая их коагуляцию (свертывание).

Молочнокислое брожение протекает в анаэробных условиях, но может происходить и в аэробных, так как молочнокислые бактерии являются факультативными.

Кисломолочные продукты усваиваются быстрее, чем натуральное молоко, так как лактоза и белки в них частично гидролизованы. Содержание витаминов группы В в них выше, чем в молоке, так как микрофлора закваски способна их синтезировать [4, 25].

Творог — ценный пищевой продукт. В нем содержаться белки, жиры, ароматические вещества, молочная кислота, все незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные вещества [5, 29].

Таблица 1 — Химический состав творога разной жирности [6]

Таблица 2 — Химический состав и пищевая ценность творога [7]

Белки вообще и молочные в особенности играют незаменимую роль в жизнедеятельности человека. Они входят в состав всех клеток организма, содержатся в ферментах, гормонах, иммунных телах. Творог и изделия из него очень питательны, так как содержат много белков и жира. Белки творога частично связаны с солями фосфора и кальция. Это способствует лучшему их перевариванию в желудке и кишечнике. Белки творога являются полноценными (сывороточные белки и казеин) и хорошо усваиваются организмом человека.

Молочный белок является важным защитным фактором, так как он, обладая амфотерными свойствами, связывает пары кислот и щелочей, нейтрализует ядовитые тяжелые металлы и другие, вредные для здоровья вещества. Степень чистой утилизации молочного белка в организме человека составляет 75%.

Казеин — основной белок молока, составляющий 80−82% общего количества молочных белков. По сравнению с другими белками он характеризуется наименьшей степенью дисперсности. Частицы казеина содержат в соединении с кальциевыми солями два основных компонента — кальциевую соль казеина (казеинат кальция) и фосфат кальция, образуя казеинаткальцийфосфатный комплекс. Казеин придает белый цвет продукту. При свертывании казеина сычужным ферментом образуется плотный, сладкий сгусток.

В состав белка входят все незаменимые аминокислоты (они не синтезируются в организме человека и должны поступать вместе с пищей в готовом виде), особенно богат творог триптофаном, метионином и лизином, поэтому рекомендуется при заболевании печени и сердца.

В твороге отмечают высокое содержание лецитина, который выводит из организма избыток холестерина. Наличие в твороге лецитина и холина позволяет использовать его для лечения атеросклероза.

Пищевая ценность молочных белков повышается благодаря связям белковых молекул с витаминами, особенно витаминами группы В, минеральными веществами — Са, К и Na, а также липидами, улучшающими усвоение отдельных аминокислот организмом.

Белки обладают также лечебным действием, так как способствуют образованию гемоглобина и увеличивают количество эритроцитов в крови, улучшая соотношение между эритроцитами и другими компонентами крови.

Жиры, как и белки, являются важнейшими компонентами творога. Они благоприятно сбалансированы по составу. На их долю приходится в среднем 33% калорийности (энергетической ценности) пищевого рациона. При полном распаде 1 грамма жира высвобождается 37,7 кДж, что в 2,3 раза превышает калорийность белков и углеводов. Но жиры являются не только поставщиками энергии, они выполняют и другие функции (пластическую, защитную). Физиологическое значение жиров обусловлено тем, что они являются структурной частью клеток, в том числе и нервной ткани. Биологическая ценность жиров различна и определяется наличием в них фосфатидов, жирорастворимых витаминов и составом образующих их жирных кислот.

Молочный жир является наиболее энергетически ценным компонентом молока, кроме того, он обуславливает определенный вкус и консистенцию молочных продуктов, их высокую пищевую ценность. Он имеет низкую температуру плавления и высокую степень дисперсности и поэтому хорошо всасывается и усваивается.

В молочном жире преобладают олеиновая, пальмитиновая, миристиновая и стеариновая кислоты. Наличие незаменимых жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) повышает биологическую ценность молочного жира.

Жир, входящий в состав творога, также очень важен для рационального питания людей. Он восполняет энергетические затраты организма и входит в состав многих структурных частей тела человека. По содержанию жира творог подразделяют на жирный (18%), полужирный (9%), нежирный, Крестьянский (5%), а также мягкий диетический жирностью 5,5; 11; 12%, нежирный и плодово-ягодный (4%).

Углеводы являются главным источником энергии. И определяют в основном калорийность пищи. Углеводы входят в состав клеток и тканей нашего организма постоянно расходуются на энергетические цели. Углеводы тесно связаны с обменом жира в нашем организме. При усиленной затрате энергии и недостаточном поступлении углеводов из жира образуются сахара. Чаще наблюдается обратное — новообразование в организме жира за счёт избыточного поступления углеводов в пищу.

Лактоза является источником энергии, необходимой для работы сердца, печени, почек, входит в состав клеток, коферментов, витаминов, участвует в синтезе белков и жиров, имеет важное значение для внутриклеточного обмена. Разлагаясь в кишечнике до молочной кислоты, лактоза способствует жизнедеятельности микрофлоры, тормозящей развитие гнилостных процессов. Кроме того, её компонент галактоза необходим для построения нервной и мозговой тканей человека. Степень усвоения молочного сахара в организме человека составляет 98%. В ее присутствии организм лучше усваивает кальций, что предупреждает развитие рахита у детей.

Молочный сахар по сравнению со свекловичным меньше подвергается сбраживанию в кишечном тракте, что повышает его пищевую ценность.

Минеральные вещества (калий, кальций, натрий, фосфор, железо и др.) необходимы для нормального течения в организме основных жизненных процессов, и в которых чрезвычайно нуждается детский организм. Минеральные вещества, находящиеся в твороге участвуют в костеобразовании, питании нервной системы и образовании гемоглобина крови. Минеральные вещества участвуют в биологических процессах, происходящих в организме, имеют свою специфическую активность и могут считаться истинными биоэлементами. Функции минеральных веществ разносторонни. Кальций, фосфор, магний обеспечивают построение и нормальное состояние тканей скелета. Натрий, калий поддерживают нормальную осмотическую среду клеток в крови.

Особая роль принадлежит кальцию и фосфору. Кальций в организме человека участвует в формировании костной и других тканей, способствует свертыванию крови, влияет на липидный обмен, активирует многие ферменты, регулирует мышечную и нервную деятельность, а также проницаемость клеточных мембран. С кальцием связаны величина мицелл казеина, свертывание молока и образование сычужного сгустка.

Фосфор входит в состав белка всех клеток организма, в соединении с АТФ (аденозинтрифосфорной кислотой) создает внутренний источник мускульной энергии, является составной частью нервной ткани и клеток мозга. Для правильного питания важно не только содержание фосфора, но и соотношение его с кальцием. Оптимальным считается соотношение кальция и фосфора 1:1,5.

Натрий — участвует в создании необходимой стабильности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена, деятельности нервной и мышечной ткани, активации пищеварительных ферментов.

Калий играет большую роль во внутриклеточном обмене, в регуляции водно-солевого обмена, осмотического давления, нормализует работу мышц, в частности сердца, способствует выведению жидкости из организма, активирует ряд ферментов.

Микроэлементы вязаны с белками и оболочками жировых шариков. Они характеризуют пищевую ценность, входят в состав многих ферментов, являются необходимыми для развития микроорганизмов, вносимых в молоко, в составе заквасок при производстве творога. Железо выполняет роль переносчика кислорода, а недостаток приводит к анемии. Очень важной функцией железа является его активное участие в окислительных процессах, обеспечивающих организм энергией. Суточная потребность в железе составляет 15 мг.

Витамины не образуются в организме человека и поэтому относятся к незаменимым факторам питания. Это биологически активные вещества, регулирующие обмен веществ и разносторонне влияющие на организм человека.

Они необходимы для нормального течения биохимических реакций, усвоения пищевых веществ, роста и восстановления клеток и тканей организма. Их наличие не только повышает биологическую ценность, но и оказывает положительное влияние на его технологические свойства, в частности в присутствии витаминов хорошо развиваются ароматобразующие бактерии в кисломолочных продуктах.

Значительный дефицит определённых витаминов в рационе питания вызывает авитаминозы-заболевания с тяжёлыми проявлениями.

Различают жирорастворимые (преобладают в молочном жире — сливках) и водорастворимые витамины (преобладают в обезжиренном молоке). Водорастворимые витамины группы В входят в состав многих ферментов. Для повышения пищевой и биологической ценности молочных продуктов была предложена их витаминизация. В частности кисломолочные продукты обогащают за счёт использования определённых штаммов микроорганизмов, в результате жизнедеятельности которых образуются некоторые витамины, например, витамины группы В.

Витамин, А — фактор роста, сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям и регулятор зрения. Он поступает из организма животных, где образуется из желтого пигмента каротина (провитамина А), содержащегося в кормах. Витамин, А в отсутствии кислорода сравнительно устойчив и не разрушается при нагревании до 100єC и выше.

При производстве кисломолочных продуктов возрастает на 10−33% за счет превращения каротина в витамин А.

Витамин В1 — тиамин. Регулятор деятельности нервной системы, углеводного и жирового обменов, составная часть фермента карбоксилазы. Большая часть тиамина синтезируется бактериями, находящимися в рубце желудка животного и только незначительная часть его переходит из кормов. Тепловая обработка молока снижает содержание витамина В1 на 10−35%. При выработке кисломолочных продуктов наблюдается его увеличение за счет синтеза микрофлорой заквасок, используемых в данном производстве. Суточная потребность организма в нём 2 мг.

Витамин В2 — рибофлавин. Положительно влияет на состояние нервной системы, кожи и слизистых оболочек. Устойчив к действию кислот, разрушается в щелочах. При пастеризации не значительно разрушается (снижается его содержание на 15%), а хранение на свету приводит к существенным потерям. В кисломолочных продуктах его обычно больше на 5%. Суточная потребность в нём 2 мг.

Витамин РР — никотиновая кислота. Суточная норма-150 мг. Этот витамин отличается устойчивостью (не разрушается при хранении).

Калорийность большинства молочнокислых продуктов выше, чем молока, за счет концентрации при производстве белков, жира, введения различных добавок — белковых, жировых, углеводных. Творог обладает относительно высокой калорийностью (1 кг жирного творога составляет около 2500 ккал).

2. Технология производства продукта

Творог может производиться двумя возможными способами традиционным и раздельным. Технологические схемы производства творога традиционным и раздельным способами изображено на рисунке.

Рисунок 1 — Технологическая схема производства творога: а — производство творога традиционным способом, б — производство творога раздельным способом: 1 — емкость для молока; 2,7 — бачки; 3,8 — насосы, 4 — сепаратор-молокоочиститель; 5 — пластинчатая пастеризационно-охладительная установка, 6 — сепаратор-сливкоотделитель; 9 — охладитель для сливок; 10 — пастеризационная ванна; 11 — творожная ванна для производства творога; 12 — ванна для самопрессования творога; 13 — охладитель для творога; 14 — вальцовка; - смеситель Раздельный способ производства творога включает следующие стадии: прием и подготовка сырья, приготовление нежирного творога с применением кислотно-сычужной коагуляции белков, смешивание нежирного творога со сливками, упаковка и маркировка готового продукта — творога. Недостатком раздельного способа производства творога является трудоемкость и использование большого количества оборудования. Традиционный способ производства творога состоит из следующих стадий: прием и подготовка сырья, сепарирование, нормализация, пастеризация, сквашивание молока, разрезание сгустка, отделение сыворотки, разлив сгустка, охлаждение, фасовка, хранение творога.

2.1 Сырье

Для изготовления творога применяют:

— основное сырье: молоко коровье не ниже второго сорта, молоко цельное сухое высшего сорта, молоко сухое обезжиренное, сливки сухие, масло сливочное несоленое, вода питьевая.

— дополнительное сырье: фермент сычужный, пепсин пищевой говяжий, пепсин пищевой свиной, препараты ферментные, кальций хлористый кристаллический фармакопейный, кальций хлористый двуводный, концентрат бактериальный сухой мезофильных молочнокислых стрептококков КМС-сух, концентрат бактериальный сухой КМТС-сух, закваски (МСТ, МСТ — «Каунасская», ТС, МТТ).

Сырье, применяемое для изготовления творога, по показателям безопасности должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078−2001[12].

Вырабатывают творог из сырого, пастеризованного, цельного, нормализованного или обезжиренного молока. Молоко натуральное коровье по органолептическим и физико-химическим показателям должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 52 054;2003 (Таблица 3).

Таблица 3 — Физико-химические показатели молока-сырья

Микробиологические показатели молока должны удовлетворять требованиям промышленной стерильности для стерилизованного молока.

По показателям безопасности молоко должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078−01 (Таблица 4).

Таблица 4- Показатели безопасности молока-сырья

2.2 Производство творога

Творог в зависимости от состава закваски получают двумя способами:

— кислотно-сычужный способ (в качестве закваски используют смесь чистой культуры молочнокислых бактерий и сычужного фермента с добавлением хлористого кальция с целью ускорения образования сгустка и отделения сыворотки). Кислотно-сычужный метод коагуляции присущ производству классического и жирного творога. Технико-экономические показатели производства и качество сгустка значительно лучше, чем при кислотном методе: сгусток имеет более прочную структуру; применение сычужного фермента сокращает потери жира; длительность сквашивания сокращается на 2 ч.

В процессе пастеризации в молоке уменьшается содержание растворимого кальция. Недостаток кальция в молоке ведет к образованию дряблого сгустка, что отрицательно влияет на дальнейший технологический процесс. Для восполнения недостающего количества кальция его добавляют в молоко в виде растворимой соли хлористого кальция. Сычужный фермент добавляют к молоку с целью ускорения получения молочного сгустка. При этом происходит его уплотнение, а при разрезке улучшается отделение сыворотки от сгустка. Применение сычужного фермента значительно сокращает потери жира и белка по сравнению с чисто кислотным методом получения творога.

— раздельный способ — разновидность кислотно-сычужного, при котором к нежирному творогу добавляют необходимое количество 50−65% пастеризованных сливок до требуемой жирности творога.

— кислотный способ (в качестве закваски используют только чистую культуру молочнокислых бактерий). Этим способом вырабатывают, в основном, творог из обезжиренного молока.

При выработке творога независимо от способа производства его, можно выделить две основные группы технологических процессов.

В первую группу технологических процессов, входят процессы, предшествующие образованию сгустка. Эта группа процессов характерна для производства почти всех молочных продуктов.

Вторая группа технологических процессов, включает процессы, специфические для производства творога, начиная с заквашивания молока бактериальной закваской, затем образование сгустка (сквашивание) и обработка сгустка и далее.

Массовую долю жира в нормализованной смеси устанавливают по массовой доле белка в перерабатываемом молоке.

Температура сквашивания 26−32єС способствует получению творога в стандартной кислотности и влажности.

Классический творог разной жирности может производиться обоими методами, но чем выше жирность творога, тем предпочтительнее сычужно-кислотная коагуляция. Кроме того, с точки зрения органолептических показателей творог, получаемый кислотно-сычужным сквашиванием, приобретает более нежный и приятный вкус.

2.3 Новые направления в производстве творога

Современный метод производства творога ООО «Фильтропор Групп» предлагает новую технологию производства творога на основе ультрафильтрации сквашенного цельного или восстановленного, обезжиренного или нормализованного молок.

Творог, изготовленный с применением процесса ультрафильтрации, отличается от традиционных продуктов своей структурой и более кремовой консистенцией. Его вкусовые качества намного лучше, чем в твороге, изготовленном традиционным способом с одинаковым содержанием жира.

Важным достоинством новой технологии является то, что при получении творога из обезжиренного молока за счёт повышенного содержания белков его вкусовые и питательные качества выше даже по сравнению с творогом, полученным традиционным способом из нормализованного по жиру молока. Из-за сохранения сывороточных белков выход продукции увеличивается в среднем на 15%. При традиционных методах получения творога с сывороткой уходят сывороточные белки, которые относятся к биологически активным продуктам, а также часть казеиновых белков. Новая технология получения творога, основанная на ультрафильтрации сквашенного молока, обеспечивает полное выделение казеиновых белков.

творог казеин производство ультрафильтрация

1. ГОСТ Р 52 096; 2003 Творог. Технические условия. — М.: Госстандарт России, 2003. — 7 с.

2. СанПиН 2.3.2. 1078 — 01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. — М.: ПРИОР, 2002.

3. Алексеева Н. Ю., Аристова В. П. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности. — М.: Агропромиздат, 1986. — 239 с.

4. Барабанщиков Н. В. Молочное дело. М.: Колос, 1983. — 414 с.

5. Дмитриченко М., Пилипенко Т. Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов.- СПб.: Питер, 2004. — 352 с.

6. Дубцов Г. Г. Товароведение пищевых продуктов: Учебник. М., 2001.

7. Касторных М. С., Кузьмина В. А. Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов. М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 288 с.

8. Кругляков Г. Н., Круглякова Г. В. Товароведение мясных и яичных товаров. Товароведение молочных товаров и пищевых концентратов: Учебник. М.: Издательско-книготорговый центр «Маркетинг», 2001.

9. Кругляков Г. Н., Круглякова Г. В. Коммерческое товароведение продовольственных товаров. М.: ИТК «Дашков и К°», 2002. — 496 с.

10. Крусь Г. Н., А. Г. Храмцов. Технология молока и молочных продуктов. М.: Колос, 2008. — 455 с.

11. Кунижев С. М., Шуваев В. А., Новые технологии в производстве молочных продуктов, М.: ДеЛи Принт, 2004.

12. Липатов И. Н. Производство творога: Учебник. М. 1980.

13. Новикова А. М., Голубкина Т. С. Товароведение и организация торговли продовольственными товарами. — М: Профобриздат, 2001. — 480 с.