О консистенции кисломолочных продуктов. Часть IV

      С целью совершенствования резервуарного способа производства кисломолочных напитков путем направленного улучшения и повышения стабильности консистенции готовых продуктов на протяжении увеличенного срока хранения за счет использования стабилизирующих добавок решались следующие задачи:

• определялись основные параметры технологического процесса, влияющие на структурно-механические характеристики (СМХ) кисломолочных напитков, вырабатываемых со стабилизаторами-гидроколлоидами;

•   устанавливались основные закономерности и обосновывались аналитические зависимости, адекватно описывающие выявленную взаимосвязь;

•  определялись закономерности изменения структуры кисломолочных напитков со стабилизирующими добавками в процессе хранения;

• оптимизировались рецептуры и разрабатывались технологические режимы производства кисломолочных напитков, обеспечивающие высокое качество их консистенции, стабильное в течение увеличенного срока хранения.

В качестве стабилизаторов консистенции КМН, вырабатываемых резервуарным способом, применяли следующие пищевые гидроколлоиды: гелеобразователь - желатин марки П-7 (РФ); загуститель – крахмал картофельный модифицированный фосфатный (РФ); смеси гелеобразователей и загустителей; лигомм АYS 63 - смесь желатина, низкометоксилированного пектина Е440 (фирма SKW, Франция), гриндстэд SВ 251 - смесь желатина, пектина Е440, модифицированного крахмала Е1422, нативного крахмала (фирма «Даниско культур», Дания), палсгаард 5805 – смесь желатина, модифицированного крахмала, моно-, диглицеридов Е471 (фирма «Палсгаард индустри», Дания), турризин РМ - смесь желатина, модифицированного крахмала Е1422, каррагинана Е407, агар-агара Е406 (фирма «БК Джулини Хеми ГмбХ Ко», Германия), хамульсион SМ – смесь желатина, гуаровой камеди Е412, хамульсион КАВВ - смесь желатина, гуаровой камеди Е412, модифицированного крахмала (фирма «Г.К.Ханн и Ко», Германия). Выбор данной группы гидроколлоидов обусловлен следующими причинами. Желатин и модифицированный крахмал наиболее дешевы и распространены на мировом рынке (около 50 % продаж). Они входят в состав практически любой стабилизирующей системы и представляют интерес в сравнении с многокомпонентными стабилизирующими смесями. Ряд других стабилизаторов, предлагаемых различными фирмами, давно зарекомендовавшими себя на мировом рынке гидроколлоидов, представляют собой специально подобранные для стабилизации кисломолочных напитков смеси двух, трех и более компонентов, наиболее распространенных, составленных в различных сочетаниях, стандартизированных по гелеоб-разующей способности. На основании литературных данных и предварительных исследований выбран диапазон дозы в молочной смеси каждой стабилизирующей добавки.

      Сравнительную оценку влияния дозы различных стабилизаторов, оценку основных параметров технологического процесса и продолжительности хранения на структурно-механические, микробиологические, органолептические, физико-химические характеристики (СМХ), влагоудерживающую способность готового продукта проводили на примере кисломолочного напитка «базового» химического состава. Исследования вели в соответствии со стандартизованными, а также прописными методиками.

      Основные результаты исследований представлены в таблицах 1-8.

      Данные сравнительного анализа величины приращения кислотности (y, °Т) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них, в процессе сквашивания представлены в табл. 1.

      Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микро-организмов (y, КОЕ/см' продукта) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них, представлены в табл. 2.

      Данные сравнительного анализа количества молочнокислых микро-организмов (у, КОЕ/см³ продукта) в образцах кисломолочного напитка, выработанных со стабилизаторами и без них, по истечению 21 суток хранения представлены в табл. 3.

      Данные сравнительного анализа значений эффективной вязкости при единичной скорости сдвига (В₀) кисло-молочных напитков, вырабатываемых со стабилизирующими добавками, при температуре розлива 40±10 °С представлены в табл. 4.

      Обозначения, приведенные в таблицах 1, 2, 3, 4:

      у - среднеарифметические значения анализируемых показателей (у_к) в сравниваемых образцах

где т - число повторностей, k = 1 ÷ т - номер повторности опыта); Δу - разность средних значений анализируемых показателей (y₁,y₂) в сравниваемых образцах (Δу = у₁ – у₂); F_on  - критерий оценки однородности дисперсий Фишера

где S²(y_ki) - оценка дисперсии единичного результата при числе степеней свободы

i - номер сравниваемых образцов (I, II); F_m(0,95,2,2) = 19,0 - табличное значение критерия Фишера при уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы сравниваемых дисперсий fI, fII = 2; t_on - опытное значение критерия Стьюдента

где S²(у_k) - средневзвешенная оценка дисперсии единичного результата [S²(y_k)] = [S²(y_kI)f_I + S²(y_kII)f_II]/[ f_I  + f_II]; t_m= (0,95,4) = 2,78 - табличное значение критерия Стьюдента при уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы средневзвешенной оценки дисперсии единичного результата f=f_I+f_II = 4.

      Критерии   органолептической оценки консистенции кисломолочных напитков, вырабатываемых со стабилизирующими добавками (шкала балльной органолептической оценки), приведены в табл. 5.

       «Эталонные» значения коэффициента эффективной вязкости (В₀) кисломолочных напитков с различной массовой долей жира, вырабатываемых со стабилизаторами, приведены в табл. 6.

      На рисунке показана шкала соответствия коэффициента эффективной вязкости КСМ балльной органолептической оценке его консистенции.

      В табл. 7 отражены среднестатистические характеристики образцов кисломолочного напитка «базового» химического состава, выработанных со стабилизаторами, получивших лучшие органолептические оценки консистенции в первый и последний день хранения при температуре продукта 4-6, 11-13, 17-19 °С.

      «Эталонные» значения величин СМХ кисломолочных напитков, рекомендуемые расчетные величины давления гомогенизации нормализованных смесей и дозы стабилизирующих добавок приведены в табл. 8.

      Как видно из данных таблиц 1-3, вид и доза стабилизирующих добавок не оказывают существенного влияния на основную микрофлору кисломолочных напитков в процессе их сквашивания и хранения. Характер и степень изменений органолептических показателей, значений сдвиговых СМХ и величины влагоудерживающей способности КМН, происходящих в процессе хранения, зависят только от вида и дозы присутствующего стабилизатора при прочих равных условиях (см. табл. 7).

      Внесение определенных доз стабилизирующих добавок, обладающих необходимыми функциональными свойствами, способствует предотвращению снижения значений сдвиговых СМХ и влагоудерживаюшей способности готового продукта при повышении кислотности молочно-белкового сгустка даже выше критического значения (95 °Т). Интенсивное охлаждение продукта перед розливом целесообразно проводить до температуры не ниже 25 °С (см. табл. 4).

      В результате экспериментальных исследований влияния величины дозы различных видов стабилизирующих добавок и давления гомогенизации нормализованной смеси на сдвиговые СМХ кисломолочных напитков определены описывающие взаимосвязь этих факторов эмпирические зависимости, анализ которых позволил выявить эффект синергизма. Аналитически получено уравнение для расчета рациональных величин давления (значительно меньших по сравнению с результатами теоретического гидродинамического моделирования процесса гомогенизации), обеспечивающих 93-95 % от максимально возможного приращения величин сдвиговых СМХ кисломолочных напитков при гомогенизации нормализованной смеси со стабилизирующими добавками. Полученное уравнение позволило определить рациональные величины рабочего давления гомогенизации нормализованных смесей со стабилизирующими добавками: с массовой долей жира 1,5-2,5 % - 15,5±1 МПа; 3,5 % - 18±1,5 МПа; 6 % - 20±0,5 МПа; 10%-25±1МПа.

      В результате проведенных исследований получена аналитическая зависимость, позволяющая определить минимальные дозы стабилизирующих добавок, обеспечивающие стабильность величин сдвиговых СМХ кисломолочных напитков в зависимости от требуемой (от 7 до 21 сут) продолжительности хранения при незначительных изменениях в сенсорном восприятии их консистенции.

      Разработаны балльная градация сенсорной оценки консистенции кисломолочных напитков по наиболее характерным органолептическим признакам и шкала ее соответствия фиксированным диапазонам изменений их СМХ (см. табл. 5, рисунок). Выбраны «эталонные» значения величин коэффициента эффективной вязкости при единичной скорости сдвига для высококачественных кисломолочных напитков при температуре 12 °С, при которой в наиболее полной мере проявляются вкусовые и текстурные признаки продукта, вырабатываемого со стабилизирующими добавками (см. табл. 6).

      Получена комплексная математическая зависимость коэффициента эффективной вязкости (В₀) кисломолочных напитков от их химического состава, температуры и дозы внесенного стабилизатора. Исходя из полученной зависимости и «эталонных» значений В₀, приведенных в табл. 6, рассчитаны рекомендуемые дозы стабилизаторов для КМН различного химического состава (с массовой до-лей жира от О до 10%, СОМО-8,1 и 9,5 %), обладающих необходимыми функциональными свойствами, обеспечивающих заданное качество и стабильность консистенции продукта в хранении, отобранных из всех исследованных (см. табл. 8). В этой таблице также показаны рекомендуемые величины давления гомогенизации нормализованных смесей с отобранными стабилизирующими добавками.