Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕФИРА

Мидуница Ю.С. 1
1 ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»
Исследования посвящены усовершенствованию технологии производства кефира. В настоящее время кефир является наиболее востребованным кисломолочным продуктом. Кефир – это основной продукт питания для детей. Он входит в состав различных диет. Обладает высокой пищевой ценностью. В его состав входит уникальный набор микроорганизмов: дрожжи, молочнокислые мезофильные и ароматобразующие стрептококки, молочнокислые мезофильные и термофильные палочки, уксуснокислые бактерии. В настоящее время ведутся постоянные поиски усовершенствования технологии производства кефира. В качестве активирующего воздействия предлагается использование обработанной закваски. Активация производится электромагнитным полем с частотой 2,45 ГГц. При этом происходят сложные физико-химические процессы: стимулируются диффузионные и осмотические процессы жизнедеятельности микроорганизмов. Установлено снижение на 12 % продолжительности времени производства кефира с использованием обработанной закваски. Доказано улучшение органолептических показателей и увеличение на 24 ч срока хранения. Проведенные исследования доказывают возможность оптимизации процесса производства кефира.
кефир
кефирные грибки
микроволновое воздействие
оптимизация технологии производства
1. Еникеев Р.Р. Количество в кефире полисахарида, производимого молочнокислыми бактериями / Р.Р. Еникеев, Д.Н. Бобошко // Молочная промышленность. – 2010. – № 7. – С. 64–65.
2. Лечебные свойства кефира и живого йогурта [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://supercook.ru/zz140-02.html (дата обращения 27.10.13).
3. Патент РФ № 2005110810/13, 13.04.2005. Текеев А.А. Способ производства кефира // Патент России № 2279807.2006. Бюл. № 20.
4. Патент РФ № 2010145435/10, 08.11.2010. Поторко И.Ю., Ботвинникова В.В., Каменина И.В. Способ производства кефира // Патент № 2444901, 2012. Бюл. № 8.
5. Патент РФ № 2010116681/10, 28.04.2010. Кириева Т.В., Бронникова В.В., Снурницина М.К. Способ ускоренного производства кефира // Патент России № 2460307.2012.
6. Патент РФ № 2004125189/13, 17.08.2004. Марченко В.В., Луценко А.М., Сотников В.А. Способ производства кисломолочных продуктов, способ обработки молока для него, линия производства кисломолочных продуктов и устройство обработки молока для линии // Патент России № 2271671.2006.
7. Польза кефира для организма человека [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.azbukadiet.ru/2013/03/26/polza-kefira-dlya-organizma.html (дата обращения 26.10.2013).
8. Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Г.Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, 2006. – 616 с.

Кефир является наиболее распространенным кисломолочным продуктом, который вырабатывается из коровьего пастеризованного молока. Отличительная особенность состава кефира – это уникальный набор бактерий и грибков. При его производстве используется сложная микробиологическая система, состоящая из симбиотической закваски, т.е из кефирного грибка. В состав кефирных зерен входят дрожжи, сбраживающие и несбраживающие лактозу, молочнокислые мезофильные и ароматобразующие стрептококки, молочнокислые мезофильные и термофильные палочки, уксуснокислые бактерии. Именно они обеспечивают физиологическую ценность и вкусовые достоинства этого продукта. Эти микроорганизмы распределены в определенном порядке в углеводосодержащем материале, входят в состав зерна, имеют вид комочков плотного, упругого вещества. Кефир является одним из основных востребованных и ценных продуктов питания для детей, т.к оказывает пробиотическое воздействие на микрофлору кишечника при детском дисбактериозе, а так же обогащает организм детей кальцием, который необходим ребенку в период наиболее интенсивного роста [2]. Такое физиологическое воздействие кефира объясняется наличием особого полисахарида – кефирана (продукт жизнедеятельности бактерии вида L. Kefiranotaciens), который обнаружен японскими учеными [1]. Он легко усваивается и вообще улучшает процессы пищеварения, способствуя усвоению и других продуктов.

Кефир полезен человеку в любое время суток, но особенно перед сном, т.к молочные бактерии, содержащиеся в кефире, богаты аминокислотой триптофаном – главным продуктом для спокойного сна, в связи с тем, что расслабляет, успокаивает нервную и мышечную систему человека. В связи с большим многообразием перечисленных полезных свойств кефир входит в список под названием «Самые полезные продукты в мире», который утвердило агентство министерства здравоохранения и социальных служб США [7].

Известно, что в настоящее время традиционной сырьевой составляющей для получения кефира является индивидуальная микробиологическая закваска, обеспечивающая ему необходимый вкус, запах, консистенцию. Существует специальная технология приготовления материнской закваски активных кефирных грибков, заключающаяся в том, что сухие заквасочные препараты заливают пастеризованным молоком и сквашивают в течение 18–24 часов. Полученный при этом сгусток (материнская закваска) отделяют от кефирных грибков. Для приобретения выраженного вкуса и аромата будущего кефира, за счет развития ароматобразующих бактерий и дрожжей, материнскую закваску дополнительно выдерживают при температуре 10–12 °С в течение 12–24 часов. Основной дальнейший процесс созревания кефира происходит в резервуаре при температуре 12–16 °С в течение 9–13 часов [8]. Из представленной технологии следует, что процессы приготовления закваски и созревания кефира (образование сгустка) являются длительными. Поэтому проблема сокращения продолжительности процесса производства кефира в настоящее время является актуальной. Что объясняет проведение постоянных поисков усовершенствования технологии производства этого кисломолочного напитка.

pic_16.tif

Рис. 1. Схема строения отдельного звена кефирана

Для увеличения активности микробиологической закваски описаны методы различного воздействия: изменение состава питательной среды, добавка ферментов, изменение рН и температуры, различные виды физико-химических воздействий [3, 4, 5, 6]. Нами в качестве активирующего воздействия предлагается использование закваски, подвергнутой микроволновой обработке с частотой микроволн 2,45 ГГц. Это направление с использованием микроволн на биологические системы в настоящее время является перспективным, что объясняется малым расходом энергии, отсутствием дополнительных веществ при проведении обработки, малым временем воздействия и др. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона с низкой энергией на различные биологические объекты (от одноклеточных организмов до тканей и органов человека) и модельные системы уже несколько десятилетий интенсивно изучается учеными всего мира. Установлено, что микроволновое воздействие производит стимулирование жизнедеятельности микроорганизмов.

Исходя из этого, целью работы является определение особенностей технологических процессов производства кефира с использованием микробиологической закваски, предварительно обработанной микроволнами с частотой 2,45 ГГц.

Объекты и методы исследований

Проведены исследования по получению кефира на основе обработанной и необработанной закваски. Результаты исследований представлены в виде графиков.

Необработанные молочнокислые грибки.

Методика эксперимента. Для приготовления закваски использовались стандартные сухие кефирные грибки, которые перед экспериментом «оживлялись» по методике Н.С. Королевой.

На рис. 2 представлена кривая кислотообразования сгустка с использованием необработанной закваски.

Из рис. 2 следует, что необходимая кислотность в 100 °Т достигалась через 8 ч.

Молочнокислые грибки, обработанные микроволнами.

Методика эксперимента. Исследуемая навеска оживленных кефирных грибков как в опыте 1 подвергалась микроволновому воздействию при установленной мощности 80 Вт. На рис. 3 представлена кривая кислотообразования сгустка с использованием обработанной закваски.

Из рис. 3 следует, что необходимая кислотность в 100 °Т достигалась за 7 ч, т.е сокращение времени производства кефира на 1 ч (12 %).

Кроме того установлено, что время хранения полученного кефира, выработанного на основе активированной закваски, увеличилось. Графически это можно проследить на рис. 4.

Из рис. 4 следует, что время хранения кефира с обработанной закваской увеличилось на 24 ч. Сравнительный анализ результатов исследований представлен в таблице.

pic_17.wmf

Рис. 2. Динамика кислотообразования сгустка с использованием необработанной закваски

pic_18.wmf

Рис. 3. Динамика кислотообразования сгустка с использованием обработанной закваски

pic_19.wmf

Рис. 4. Динамика хранения образцов кефира: А – с использованием обработанной закваски; Б – с использованием необработанной закваски

Сравнительные результаты исследований

Вид закваски

Время приготовления, ч

Кислотность при состоянии биологического равновесия, °Т

Органолептические показатели

Время хранения, сут

вкус

цвет

запах

Кефир с использованием необлученной закваски

8

100

Чистый, кисломолочный без посторонних привкусов

Бел.

Слабовыраженный кисломолочный

5

Кефир с использованием облученной закваски

7

100

Чистый, кисломолочный без посторонних привкусов

Бел.

Выраженный кисломолочный, яблочный

6

Из таблицы следует, что при производстве кефира с использованием облученной закваски наблюдается улучшение органолептических показателей: более тонкий и приятный вкус и легкий запах (яблочный аромат, характерный для этилацетата). Увеличена продолжительность хранения кефира на активированной закваске по сравнению со стандартным его образцом на 24 ч (14 %). Поэтому налицо проявление положительного влияния на технологию производства кефира с использованием микробиологической закваски, активированной микроволнами. Получен более качественный продукт (органолептические показатели, увеличенный срок хранения) при меньших временных затратах.

Результаты исследования и их обсуждение

Наблюдаемые положительные эффекты можно объяснить, опираясь на работы по микроволнам, которые были проведены в 90-е годы 20-го века отечественными учеными М.В. Куриком, Н.Д. Девятковым и работниками их школ. Они доказали, что наблюдаемые положительные эффекты воздействия слабых полей на клеточные системы объясняются кооперативными процессами, основанными на резонансных взаимодействиях биологических макромолекул и молекул среды с внешним электромагнитным полем. Ими установлено, что основными клеточными резонаторами в биологических объектах являются белковые молекулы мембран. Они под действием внешнего поля могут совершать сотни колебаний в секунду, в результате чего ускоряются внутриклеточные процессы и меняется механизм транспорта продуктов питания в клетку и вывод продуктов жизнедеятельности из клетки. Сделано предположение, что в состоянии резонанса ускоряется диффузионный перенос веществ, для проведения которого требуется дополнительная внешняя энергия. Ими установлено и дополнительное положительное действие молекул среды (воды) на биологические клетки, которое объясняется внешними колебаниями молекул воды. При этом возможно раскрытие пор мембраны на полное сечение. Это способствует ускорению в них процессов обмена веществ.

Выводы

1. Определено влияние облученной и необлученной закваски на процесс выработки кефира. Установлено, что продолжительность технологического цикла производства кефира с использованием облученной закваски сокращается на 12 %.

2. Доказано улучшение органолептических показателей при использовании облученной закваски.

3. Установлено увеличение продолжительности хранения кефира на 24 часа.

В целом проведенные исследования позволяют предположить, что внедрение в производство найденных приемов увеличит выход качественного продукта при минимальных затратах на его производство.

Рецензенты:

Ульрих Е.В., д.т.н., профессор кафедры «Обогащение полезных ископаемых», ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», г. Кемерово;

Попов А.М., д.т.н., профессор кафедры «Прикладная механика», ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», г. Кемерово.

Работа поступила в редакцию 19.12.2013.


Библиографическая ссылка

Мидуница Ю.С. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕФИРА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 11-5. – С. 885-889;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33219 (дата обращения: 07.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074