Актуальність виробництва дитячих молочних продуктів

Режими теплової обробки, що використовуються при виробництві дитячих молочних продуктів, регламентовані нормативно-технічною документацією і диференціюються в залежності від виду оброблюваного продукту. При виробництві сухих продуктів пастеризацію молочно-білково-вуглеводних сумішей здійснюють при 74±2°С і витримці 15-20 с, молочно-жирової емульсії - при 74±2°С. Стерилізацію нормалізованої вітамінізованої суміші перед згущенням проводять при 110±2°С з витримкою 30-60 с. 
В залежності від апаратурного оформлення процесу виробництва рідких стерилізованих сумішей використовують три технологічні схеми: однократної стерилізація в потоці і асептичний розлив; одноразова стерилізація в тарі і дворазова стерилізація. При розфасовці продукту в паперові пакети суміш пастеризують при температурі 85±2°С з витримкою 15-20 с; стерилізують у потоці при 136±2°С - 2-5 с. При розфасовці в скляну тару застосовують: пастеризацію суміші при 85±2°С з витримкою 15-20 с або стерилізацію при 136±2°С з витримкою 15-20 с і стерилізацію продукту в пляшечках в автоклаві при 110±5°С - 15 хв.

З точки зору отримання високоякісного біологічно повноцінного продукту перевагу слід віддати стерилізації в потоці з асептичним розливом. 
При виробництві кисломолочних продуктів для дитячого харчування необхідно застосовувати також досить високі режими теплової обробки: пастеризацію при 90°С з витримкою 2-3 хв або стерилізацію при 135°С - 2-5 с. Ці прийоми дозволяють забезпечити бактеріальну чистоту молока або суміші перед заквашуванням і отримати готовий продукт з титром кишкової палички понад 3 мл.

Нормалізація. Мета нормалізації при виробництві дитячих молочних продуктів - отримання готового продукту стандартного складу. Нормалізацію здійснюють комплексно - по жиру, білку, вуглеводів та інших компонентів. Її можна проводити до або після теплової обробки. З точки зору забезпечення високих санітарно-гігієнічних показників краще перший варіант. 
Емульгування і гомогенізація молочно-жирових сумішей. Мета цих операцій - диспергування жиру коров'ячого молока до ступеня дисперсності, близькою до жиру жіночого молока. Дослідження показали, що диспергування складного жирового компонента, що складається з молочного жиру, рослинних олій і свинячого жиру, необхідно проводити в два етапи. Спочатку проводять грубе диспергування жиру в емульсорі і отримують жирові кульки розміром 20-30 мкм, потім - тонке до отримання дрібнодисперсного емульсії (розмір жирових кульок 2-5 мкм) на двоступінчастому гомогенізаторі. Друга ступінь гомогенізації при більш низькому тиску забезпечує одержання стабільної емульсії за рахунок руйнування скупчень жирових кульок, що виникли після гомогенізації на першій ступені.

Підвищення масової частки жиру в емульсії знижує її стабільність, так як в системі не вистачає оболонкового речовини для покриття знов утворених жирових кульок. Враховуючи це, при виробництві продуктів дитячого харчування необхідно використовувати емульгатори (казеїнат натрію, казецит або моногліцерид дистильований), які разом з фосфатидами плазми молока беруть участь в утворенні оболонок жирових кульок, забезпечуючи стабільність емульсії.

Згущення суміші. При виробництві сухих молочних продуктів дитячого харчування цю операцію проводять перед сушінням. Мета її - часткове зневоднення, що сприяє зниженню енергозатрат при сушінні і підвищення якості готового продукту. Згущення (концентрування сухих речовин за рахунок часткового видалення вологи) проводять у вакуум-випарних апаратах циркуляційного або плівкового типу.

При виборі режиму згущення і обладнання для його проведення необхідно враховувати наступні можливі зміни складових частин молока або суміші. Під час згущення можливо диспергування жирової фази зі збільшенням кількості дрібних (менше 2 мкм) жирових кульок. Це призводить до зменшення вмісту в згущеному продукті дестабілізованого жиру. Збільшення тривалості процесу згущення може викликати укрупнення жирових кульок і часткову дестабілізацію жирової емульсії. Наявність у згущеному молоці або суміші великої кількості великих (понад 8 мкм) жирових кульок призводить до виділення вільного жиру на поверхні частинок в процесі сушки, що знижує якість готового продукту.

Білки і лактоза також зазнають фізико-хімічні зміни при згущенні. Відбувається укрупнення міцел казеїну внаслідок зміни структури казеїнат-кальційфосфатного комплексу за рахунок збільшення концентрації солей кальцію, утворюються комплекси χ-казеїну з сироватковими білками. Збільшується концентрація лактози при переході її розчину в стан, близьке до насиченого, що при охолодженні згущеного молока або суміші може викликати кристалізацію частини лактози. В процесі згущення концентруються мінеральні речовини молока, змінюється співвідношення між катіонами і аніонами, частина фосфорнокислих солей кальцію переходить в нерозчинне стан. 
У зв'язку з цим при виробництві сухих дитячих молочних продуктів доцільно використовувати вакуум-випарні установки плівкового типу. У них процес згущення нетривалий, що дозволяє знизити теплове вплив на білки молока, отже, зменшити їх денатурацію і виключити пригорання. Все це сприяє одержанню суміші, яка добре відновлюється.

При використанні трьох-корпусній вакуум-випарної установки плівкового типу рекомендують такі температурні режими: в 1-му корпусі – 72-74°С, у 2-му – 60-72°С, в 3-му – 46-48°С. Для чотирьох-корпусній установки відповідно в 1-му корпусі 74-80°С, у 2-му - 68-73°С, в 3-м і 4-м - 42-52°С. У вакуум-установках випарювання циркуляційного типу температура кипіння для двокорпусний установки повинна бути: в 1-му корпусі – 68-70°С, у 2-му – 50-52°С.

З метою зниження дестабілізації жирової емульсії при виробництві сухих дитячих молочних продуктів використовують поділ молока, згущення знежиреної його частини і подальше змішування з пастеризованими вершками в останньому корпусі вакуум-випарної установки

Сушіння. Це процес видалення вологи з згущеного молока або суміші. В результаті зневоднення створюються несприятливі умови для розвитку мікрофлори, сповільнюються ферментативні і мікробіологічні процеси в сухому продукті і забезпечується тривалий термін його зберігання без шкоди для якості.

При виробництві дитячих молочних продуктів широко використовують теплову конвективне сушіння на прямоточних розпилювальних установках. Процес сушіння двоетапний: спочатку у розпилювальній сушильній камері, потім в віброапараті.

Теплоносієм і поглиначем вологи служить попередньо очищений-ний гарячий повітря. Згущена молочна суміш розпилюється тонким шаром, надходячи в сушильну камеру, де швидко висушується гарячим повітрям до найдрібніших частинок. В процесі сушіння волога випаровується з поверхні матеріалу, на її місце внаслідок дифузії надходить волога з внутрішніх шарів, яка потім теж випаровується. Процес йде тим інтенсивніше, чим менше розмір висушених частинок.

При сушінні необхідно забезпечити недовге перебування молока або суміші в зоні високої температури, щоб виключити або звести до мінімуму такі небажані процеси, як перерозподіл фракцій білків, а також виділення вільного жиру, знижує розчинність продукту і його органолептичні показники. Необхідно також враховувати можливість руйнування вітамінів.

Температура суміші, що подається на сушку, повинна бути не нижче 40°С. З метою інтенсифікації процесу сушіння температуру підвищують до 90°С. Припустимо витримувати нагріте згущене молоко або суміш перед сушкою не більше 20-30 хв при цій температурі. Сухий продукт повинен бути охолоджений відразу після виходу з сушильної камери. Ці фактори треба враховувати при виборі режиму сушіння молочних продуктів. В залежності від виду вироблюваного продукту при сушінні молока або суміші рекомендується дотримувати наступні параметри: початкова температура суміші 55-90°С при масової частці сухої речовини 40-49%, температура гарячого повітря на вході в сушильну камеру 145-175°С, на виході з неї – 75-100°С, температура продукту в зоні сушіння 60-65°С, на виході з сушильної камери - 35±2°С, після досушування - не вище 20°С.

Досушують суміш в трьох-секційному вібро-апараті (інстантайзорі). У перших двох секціях частинки продукту досушують у зваженому стані (в киплячому шарі) до температури 20-40°С, у третій секції - охолоджуються до 10-12°С.

Сквашування молока або суміші. Цю операцію проводять за допомогою спеціально підібраних штамів молочнокислих бактерій. Сквашування - специфічна операція при виробництві рідких, сухих і пастоподібних кисломолочних продуктів. Ці продукти за хімічним складом мало відрізняються від аналогічних прісних продуктів, але володіють високою антибіотичною активністю і меншою сенсибілізуючою дією внаслідок часткового розщеплення казеїну з утворенням вільних амінокислот. Кисломолочні продукти містять життєздатні клітини бактерій, корисні для організму людини і володіють антагоністичною активністю по відношенню до умовно-патогенних мікроорганізмів. Ці бактерії стимулюють секреторну діяльність шлунку, покращують процеси травлення, легко засвоюються за рахунок комплексу біологічно активних речовин (ферментів, молочної і оцтової кислот, вітамінів, антибіотичних речовин), які накопичуються в результаті життєдіяльності молочнокислих бактерій закваски.

Якість закваски, яка використовується при виробництві кисломолочних продуктів, у значній мірі визначає і якість отриманого продукту. У зв'язку з цим підбору штамів для заквасок, вивчення їх властивостей і процесу приготування заквасок приділяється велика увага. При виробництві дитячих молочних продуктів використовують, як правило, багато штамові (два і більше штамів) закваски, що дозволяють цілеспрямовано вести процес молочнокислого бродіння (збільшити активність кислото-утворення, поліпшити смак, аромат або консистенцію за рахунок введення до складу закваски штаму, що володіє тим чи іншим властивістю). Крім того, багато штамові закваски більш стійкі до несприятливих умовах.

Виділенням чистих культур молочнокислих бактерій для заквасок займаються в спеціальних лабораторіях. При цьому використовуються нативні штами молочнокислих бактерій, виділені з сирого молока, сиру, рослин, квітів, овочів, фруктів і інших природних джерел, а також їх мутанти. Біфідобактерії (рід Bifidobacterium), а останнім часом і молочнокислі палички (рід Lactobacillus) виділяють із кишечнику здорових дорослих людей, а також немовлят, що знаходяться на грудному вигодовуванні.

У нашій країні в якості виробничих штамів при виробленні лікувально-дієтичних продуктів для дітей раннього віку використовують види B. bifidum й B. longum, фізіологічні для організму немовляти. З молочнокислих бактерій найбільш широко використовують ацидофільну паличку (L. acidophilus). 
При відборі штамів молочнокислих бактерій і біфідобактерій в склад заквасок дитячих молочних продуктів необхідно враховувати їх технологічні властивості: активність (швидкість зсідання молока і динаміку кислото утворення), стабільність властивостей протягом тривалого часу використання закваски, стійкість до сезонних змін молока, бактеріофагів і інгібіторів росту, здатність до утворення згустку певного смаку і консистенції. Важливі також специфічні властивості: фізіологічність види, особливості метаболізму (здатність продукувати молочну кислоту L(+)- або D(-) - форми, антагоністична активність по відношенню до умовно-патогенних і патогенних мікроорганізмів, антибіотична активність та ін.). Крім того, необхідно враховувати такі властивості, як здатність синтезувати вітаміни, незамінні амінокислоти, лізоцим. При виробництві сухих кисломолочних продуктів дитячого і дієтичного харчування відбирають термостійкі штами. Для цього їх багаторазово висушують на розпилювальних сушильних установках при температурі повітря на вході 165-175°С і на виході 65-75°С. Зберігають сухі культури протягом 6-10 міс при 4-6°С і кімнатній температурі. Кількість життєздатних клітин в 1 г сухого порошку має бути не менше 107.

Розроблена технологічна схема одержання сухих кисломолочних продуктів для дитячого і дієтичного харчування, за якою передбачається сквашування не всієї нормалізованої суміші, а її частини, подальше розчинення всіх компонентів в решті нормалізованої суміші, згущення її на вакуум-випарної установки і змішування обох частин перед сушінням. Така схема забезпечує отримання сухого адаптованого продукту з числом живих клітин лакто- і біфідобактерій від 105 до 108 в 1 р.

При виробництві дитячого кефіру використовують грибкову кефірну закваску. Її готують на пастеризованому знежиреному або незбираному молоці. Склад мікрофлори грибкової кефірної закваски наступний: мезофільні молочнокислі стрептококи, молочнокислі палички, аромато-утворюючі молочнокислі бактерії, дріжджі, оцтовокислі бактерії. У грибкової закваски для дитячого кефіру зміст оцтовокислих бактерій і дріжджів знижений в порівнянні з закваскою для звичайного кефіру. Це досягається шляхом зниження температури культивування і тривалості витримки грибків після перемішування. Титр кишкової палички грибкової повинен бути більше 10 мл. 
Для виробництва дитячого сиру застосовують закваску, до складу якої входять гомо - і гетероферментативні мезофільні молочнокислі стрептококи Streptococcuslactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str. acetoinicus з переважанням культури Str. cremoris. Така закваска забезпечує отримання згустку ніжною, пастоподібної консистенції.

Відібрані чисті культури надходять на підприємства у вигляді сухих і рідких заквасок, сухого та замороженого бактеріального концентрату, а також кефірних грибків.

При приготуванні рідких і сухих заквасок на чистих культурах або з окремих штамів на підприємствах рекомендується використовувати безпересадочний спосіб (рис.2).

 

 

 

                                У Виробництво

           У виробництво

 

Рис.2 – Приготування закваски безпересадочним способом.

Виробничу закваску на стерилізованому або пастеризованому молоці можна приготувати з сухого або замороженого бактеріального концентрату. Закваски, приготовані на стерилізованому молоці, більш активні, у них відсутній стороння мікрофлора.

Виробничу закваску використовують при отриманні сухих і рідких кисломолочних продуктів (ацидофільних сумішей, «Бифилина», «Бифидолакта») і дитячого сиру.

При виробленні дитячого кефіру зазвичай використовують грибкову закваску, приготовлену у відповідності з технологічною інструкцією. Як виняток, допускається застосовувати виробничу кефірну закваску [4].