Основные биотехнологические процессы, протекающие при производстве ферментативных молочных продуктов
- сбраживание лактозы
- коагуляция казеина (образование сгустка)
- синерезис сгустка
Сбраживание лактозы – в молоко вводят закваски и создают условия для развития используемых штаммов м/о, т.е. они должны образовывать молочную кислоту.
Молочнокислое брожение идёт гомоферментативным путём (через гликолиз). В итоге из 1 молекулы лактозы образуется 4 молекулы молочной кислоты. Максимально возможная теоретическая кислотность 580 ºТ.
В первую очередь лактоза расщепляется глюкозу и галактозу.
С12Н22О11 – С6Н12О6 +С6Н12О6
Метаболизм глюкозы происходит по гликолизу и в результате образуется ПВК, далее молочная кислота.
Расщепление лактозы происходит внутриклеточно, глюкоза усваивается, а галактозу высвобождается во внешнюю среду. Молочная кислота большое влияние оказывает на коагуляцию казеина.
Если идёт гетероферментативное брожение (пентозофосфатный путь), то в результате образуется молочная кислота, а также углекислый газ, уксусная кислота и т.д. Сбраживание лактозы может пойти и по спиртовому пути, этот процесс осуществляют молочные дрожжи
Гетероферментативные молочнокислые бактерии рода Bifidumbacterium строгие анаэробы. Они расщепляют глюкозу по уравнению
2 С6Н12О6 – 2 СН3СНОНСООН + 3 СН3СООН
Они сбраживают глюкозу по пентозо-фосфатному пути.
В молоке из существующей лактозы теоретически может образоваться 2,2% этилового спирта, реально – меньше (от 0,1 до 1).
Спиртовое брожение в молочных продуктах проводят молочные дрожжи, содержащиеся в кефирных грибках.
СН3СОСООН – СН3СОН + СО2- СН3СН2ОН
8. Сущность процесса коагуляции белка молока и образования сгустка. Коагуляция казеина
Казеин присутствует в виде казеинкальцийфосфатного комплекса, который находится в молоке в виде мицелл, имеющих отрицательный заряд – каждая мицелла окружена гидратной оболочкой. Коагуляцию казеина вызывает образующаяся при молочнокислом брожении лактозы молочная кислота. По мере по мере накопления молочной кислоты одновременно происходит её диссациация. Накапливаются ионы водорода, которые способствуют снижению заряда казеиновых мицелл, т.е. карбоксильных групп и кислотных групп фосфорной кислоты. В результате
СОО¯ 
СООН; РО4²¯ 
РО4Н2
Молекула теряет гидратную оболочку и достигается равновесие положительных и отрицательных зарядов – изоэлектрическая точка (рН 4,6-4,7), это приводит к тому, что казеин выпадает в осадок. Образуется сгусток, сначала он мягкий и слабый, нежный, его необходимо охладить, при этом происходит физическое созревание продукта. Сгусток уплотняется, т.е между мицеллами образуются связи. Образование молочной кислоты замедляется, так как понижается МКБ.
7. Факторы, влияющие на интенсивность сквашивания молока
- состав и свойства молока. Большое влияние оказывает содержание сухих веществ в молоке. Чем их больше, тем больше в молоке витаминов, азотистых веществ и других факторов роста, так как условия развития МКБ будут лучше.
- сезонное состояние молока. Весеннее несквашивание молока вызвано тем, что молозеве и стародойном молоке меньше факторов роста и много иммунных тел. Наиболее чувствительны к снижению факторов роста ароматобразующие бактерии.
- в составе молока могут присутствовать ингибирующие вещества (антибиотики), которые тормозят развитие МКБ.
- развитие бактериофага
Технологические факторы
- температура пастеризации, чем выше температура пастеризации, тем больше гарантия того, что будут разрушены все ингибирующие вещества. В молоке при высокой температуре пастеризации образуются свободные сульфгидридные группы, они снижают окислительно-восстановительный потенциал среды и способность к высокому развитию МКБ.
- температура сквашивания. Для разных м/о – разная температура сквашивания. Так как наиболее наиболее интенсивное развитие происходит при оптимальной температуре развития м/о, входящих в состав заквасок. Например, для ряженки 42-43 ºС, для кефира 20 ºС. Нужно подбирать температуру благоприятную для каждого штамма.
- количество и качество закваски. Её количество меньше влияет на интенсивность сквашивания, при увеличении количества закваски большее кислотообразование наблюдается только в первые 2 часа, затем выравнивается. Качество закваски влияет в большей степени. М/о должны быть в активном состоянии, если в технологический процесс направляется неохлаждённая закваска, то процесс сквашивания удлиняется, её закваску охладить то процесс укорачивается.