Производство кисло - молочных продуктов

1.3 Биологические и  физико-химические основы получения  целевых продуктов

Различают кисломолочные  продукты, получаемые только с использованием гомоферментативного брожения и накоплением только молочной кислоты и продукты, получаемые при гетероферментативном брожении, когда накапливается молочная кислота, этиловый спирт и углекислый газ.

При изготовлении кисломолочных  продуктов для восполнения желаемой микрофлоры в пастеризованном молоке используют закваски, которые готовят  на чистых культурах соответствующих микроорганизмов. В процессе сквашивания происходят биохимические и физико-химические изменения практически всех составных частей молока.

Для молочнокислого брожения в молоко вносят молочнокислые бактерии в  виде закваски и создают условия  для их развития, в процессе которого они выделяют ферменты. Под воздействием фермента лактазы расщепляется молекула лактозы (дисахарид):

С₁₂Н₂₂О₁₁  С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

   Лактоза         Глюкоза        Галактоза

В результате дальнейших ферментативных превращений составляющие лактозы расщепляются до молочной кислоты, т.е. в окончательном виде

        +н₂о

С₁₂Н₂₂О₁₁  4С₃Н₆О₃

         Лактоза          Молочная кислота

Параллельно с молочным брожением, как правило, протекают  побочные процессы, которые обуславливают накопление продуктов распада лактозы – летучих кислот, спиртов и диацетила (ароматическое вещество). Брожение прекращается, когда микроорганизмы расщепляют лишь незначительную часть лактозы (около 20%), поскольку образующая молочная кислота губительно действует на их дальнейшее развитие.

При внесении в молоко вместе с кисломолочной закваской  дрожжей протекает спиртовое брожение, которое в общем виде можно представить следующим уравнением:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = 4С₂Н₅ОН + 4СО₂

     _{Лактоза                                Этиловый спирт     Углекислота}

Спиртовому брожению также подвергается и незначительная часть лактозы.

Другие виды брожения (маслянокислое, уксуснокислое и пропионовокислое), если они протекают в молоке, вызывают пороки продукта.

Молочная кислота, образующаяся при молочнокислом брожении, отщепляет кальций от казеинового комплекса молока, заменяя его водородом. В результате количество электрических зарядов на частицах казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК) уменьшается. По достижении рН 4,6-4,7 белковые частицы теряют свой заряд; при спокойном состоянии агрегируют, образуя сгусток:

NH₂-R-(COO)₂Ca + 2C₃H₆O₃ NH₂-R-(COOH)₂ + (C₃H₆O₃)₂Ca

_{ККФК                 Молочная кислота                Казеии (сгусток)     Молочнокислый кальций}

Из гомоферментативных молочнокислых стрептококков для микробиологической переработки молока интерес представляют виды Str. lactis и Str. cremoris, из молочнокислых палочек - Lb. acidophilus, Lb. lactis, Lb. casei, Lb. piantarus, Lb. bulgaricus, Lb. helveticus.