Микрофлораны инактивациялаудың физикалық және химиялық тәсілдері (СРС)

Сүттегі бактерияларды жою үшін ультрафиолет сәулелерімен, иондаушы сәулелермен сәулелеу және бактериофугирлеу сияқты физикалық тәсілдер қолданылады.

Химиялық тәсілдерге негізінен сорбин қышқылымен және оның тұздарымен ингибирлеу тәсілі қолданылады.

Бұл мақсатта басқа да химиялық қосылыстар қолданылады.

1 Ашытқылар мен бактериялық концентраттар

2 Сүтқышқылды бактериялардың таза культураларын алу

3 Ашытқы дайындау

Ашытқы – сүтқышқылды бактериялардың арнайы құрастырылған комбинациялары болып табылады. Сүт өмімдерін өндіру үшін қолданылатын таза культуралардан дайындалған ашытқылардың құрамына сүтқышқылды бактериялардың мынадай түрледі кіреді:

- сүтқышқылды стрептококктар,

- сүтқышқылды таяқшалар,

- бифидобактериялар,

- пропионқышқылды бактериялар,

- саңырауқұлақ культуралары,

- кефир ашытқысы.

Бактериялық концентраттар – кәдүмгі ашытқылардың құрамына кіретін микроағзалардың жоғары концентрациялы суспензиялары болып табылады. Олардың 1 грамындағы микробтар саны 150-ден 300 млрд. жасушалар құрайды. Ашытқыдағы микроб жасушаларының саны 0,5 – 1,5 млн.

Бакконцентраттарды қолдану мынадай артықшылық береді:

- аналық, аралық және өндірістік ашытқы дайындамауға, яғни уақыт үнемдеуге және ашытқы белсенділігін жоғалтпауға мүмкіндік береді;

- штаммдар арасындағы қажетті тепе-теңдіктің бұзылмауын қамтамасыз етеді;

- штаммдар комбинациясын күнделікті өзгертуге, штаммдарды жоғары түрділіктеп ауыстырып отыруға мүмкіндік береді және бактериофаг орын алмауын қамтамасыз етеді;

- ашытқымен байланысты өнімнің хош иісінің ақауларының болмауын қамтамасыз етеді;

- арнайы аромат түзетін культуралар концентратын қолдану арқылы өімнің хош иісін жақсарту;

- психротрафты микрофлораның өсіп-өнуін бәсеңдететін ашытқы концентратын қосу арқылы шикі сүтті сақтау уақытын арттыруға мүмкіндік береді.

Жалпылып айтқанда бактериялық концентратарды дайындау және қолдану ашытқы өндіруді сүт зауыттарынан ашытқы өндіретін ірі мамандандырылған кәсіпорындарға аударуға апарып соғады. Екінші жағынан, бұл кейбір проблемаларды туындатады:

- концентраттардың үлкен партияларын сүт зауытында сақтау үшін суытқыш қондырғылар қою қажеттілігі;

- тасымалдау проблемасы және сүт зауытарының ашытқы шығарушы кәсіпорындардан тәуелділігі;

- сүтті ашытатын ферменттерге сұраныстың жоғарылауы.

Сүтқышқылды бактерияларды селекциялау бірқатар кезеңдерден құралады:

- сүтқышқылды бактериялары бар үлгілер таңдап алу және оларды сүтқышқылды микрофлорамен байыту;

- байытудан кейін культураны көректік ортаға себу және оны термостаттау;

- бактриялар колонияларын стерилденген майсыз сүтке бөліп алу және бөліп алынған штаммдарды зерттеу. Зерттеу нәтижесінде колониядағы культураның сүтқышқылды бактериялардың қай түріне жататыны және олардың өндріс үшін құндылығы анықталады.

Әр түрлі көздерден алынған үлгілерді сүтқышқылды бактериялармен байытады стерилденген майсыз сүт қосып 2-3 қайтара пассерлеу арқылы. Байытылған үлгілерді Петри чашкаларына себеді 1 чашкада 20-30 жекеленген колония өсетіндей қылып. Себілген чашкаларды тиісті температурада 48 сағат бойы термостаттайды.

Мезофилды сүтқышқылды бактериялар колоняларын бөліп алу үшін чашкаларды қосымша үй температурасында 3-4 тәулік ұстайды.

Термофилді сүтқышқылды стрептококктарды және таяқшаларды табу үшін микроскоп қолданады.

Жекешелендірілген сүтқышқылды бактериялар штаммдарын микроскоптағы суреті, сүт ұйыту белсенділігі және органолептикалық көрсеткіштері бойынша сипаттайды.

Табиғи көздерден алыңған сүтқышқылды бактериялар штаммдары стерилденген майсыз сүтке қайта себу кезінде әртүрлі тұрақтылық танытады. Бағалы болып ұзақ уақыт биохимиялық белсенділігін сақтай алатын штаммдар есептеледі. Сүтқышқылды бактериялардың биохимиялық белсенділігі тек сырқы факторлардан (сүттің көректін құндылығынан, температурадан және т.б.) ғана емес, тағы да культуралар популяциясындағы биохимиялық белсенді және ьелсенді емес жасушалар арасындағы қатынастан да тәуелді болып табылады.

Ашытқы дайындау үшін қолданылытын сүтті негізгі жылумен өңдеу тәсілдері болып стерилдеу және пастерлеу табылады. Сүтті стерилдеу режимі: температура 121-123 °С, қысым 0,1 МПа, ұстау уақыты 5-10 минуттан 20-30 минутқа дейін. Пастерлеу режимі: температура 95-97 °С, ұстау уақыты 40-60 минут.

Сұйық немесе құрғақ ашытқыдан немесе жеке штаммдан зертханалық ашытқы дайындайды, ал оны өндірістік ашытқы дайындау үшін қолданылады.

Зертханалық ашытқы дайындыу үшін тек стерилденген сүт қолданылады. Флакондағы құрғақ ашытқыны оған 6-7 мл стерилден сүт қосып ерітеді де алдын ала дайыдалған сүтке қосады (1 г құрғақ ұнтақ 2 л сүтте еруі керек). Ұйыту уақыты және температурасы ашытқы түріне тәуелді болып табылады.

Өндірістік ашытқы дайындыу үшін стерилденген немесе патерленген сүт қолданылуы мүмкін. Ашытқы дайындыу үшін алдын ала дайындалған сүтке ашытқы түріне және өндірістің нақты жағдайына баланысты 1-5 % зертханалық ашытқы қосады.

Бактериялық концентраттар өндірістік ашытқы дайындау үшін немесе тікелеі өнім өндіру үшін қолданылады.

1 Сүтқышқылды сусындардың биологиялық құндылығы

2 Сүтқышқылды сусындарды өндірудің биохимиялық және микробиологиялық негіздері

3 Сүтқышқылды сусындарды өндіру тәсілдері

4 Жеке сүтқышқылды сусындарды өндіру технологиясы
1 Сүтқышқылды сусындардың биологиялық құндылығы
Сүтқышқылды сусындар өндіру үшін әр түрлі түлік мал: сиыр, бие, ешкі, қой, түйе сүті қолданылады. Сүтқышқылды сусындардың консистенциясы көбікті немесе созылмалы, дәмі мен иісі жағымды сүтқышқылды болады. Олардың диеталық және емдік қасиеттері ежелден белгілі. И.И. Мечников болгарлардың ұзақ өмір сүретіндегенің себебі олардың йогурт ішетінінен деп атаған. Ол йогурттан сүтқышқылды таяқша бөліп алып, оған «болгар таяқшасы» деген ат қойған. Кейіннен 1903жылы Подгаецкий ацидофилді таяқша бөліп алған. Ацидофильді таяқша қасиеттері болгар таяқшасына ұқсайды, бірақ ол сілтелер және тұз қышқылының әсеріне тұрақты болып табылады.

Сүтқышқылды сусындар өндіру үшін көп түрлі бактериялар қолданылады. Микрофлора бөліп шығаратын ферменттердің әсерінен сүт қантының ыдырауы, ақуыздардың гидролизі жүреді. Бұл жерде көптеген заттар түзіледі.

Сүтқышқылды сусындар ішу адамның денсаулығын жақсартады, оның инфекцияға қарсы тұру қабілетін көтереді. Бұл сусындарды ішек-қарын ауруларын, туберкулез және т.б. емдеу үшін қолданады. Сүтқышқылды сусындардың микрофлорасы бірқатар дәрумендер (С және В тобының) синтездейді. Олар жүйке жүйесін және зат алмасуды жақсартады.
2 Сүтқышқылды сусындарды өндірудің биохимиялық және микробиологиялық негіздері
Сүтті ашытуы бойынша сүтқышқылды сусындарды шартты түрде екі топқа бөледі:

- жалғыз сүтқышқылды ашу нәтижесінде алынған сусындар;

- сүтқышқылды және спирттік (аралас) ашу нәтижесінде алынған сусындар.

Сүтқышқылды ашу кезінде сүт қандына сүтқышқылды бактериялармен түзілетін лактаза ферменті әсер етеді. Ашудің бірінші кезеңінде латоза молекуласы екі моносахарид: глюкоза және галактоза молекулаларына дейін ыдырайды. Содан соң ферменттердің әсерінен глюкоза мен галактоза алдымен пировиноград қышқылы түзіледі және ол кодегидраза ферментінің әсерінен сүт қышқылына дейін тотықсызданады (гомоферменттік ашу). Гетероферменттік сүтқышқылды ашу кезінде сүтқышқылды ашу мен қатар жүретін қосалқы процестер нәтижесінде лактозада бірқатар ұшқыш қышқылдар, көмірқышқыл газы және т.б. түзіледі.

Аралас ашу кезінде лактозаға сүтқышқылды бактериялар ферменттері және сүт дрожилары әсер етеді. Сүт қанты басында дәл солай глюкоза мен галактозаға ыдырайды және олардан пировиноград қышқылы түзілеті. Сүтқышқылды бактериялар ферменттерінің әсерінен пировиноград қышқылының бір бөлігі сүт қышқылына дейін тотықсызданады, ал басқа бір бөлігі сүт дрожжиларының жасушаларында кездесетін карбоксилаза ферментінің әсерінен сірке альдегиді мен көмірсу газына ыдырайды. Сірке альдегиді одан ары этил спиртіне дейін тотықсызданады.

Сүтқышқылды және аралас ашу процесінде түзілетін сүт қышқылы сүттің казеинаткальцийфосфат комплексімен (ККФК) әрекеттеседі. Бұл жерде ККФК-нің теріс заряды төмендейді де, одан кальций бөлініп шығады. Нәтижесінде казеин молекулалары тұрақтылығын жоғалтады, агрегатталады және коагуляцияға ұшырайды (тұнбаға түседі).

Биохимиялық процестер нәтижесінде сүтқышқылды сусындар жәй сүтке қарағанда жеңіл және жылдам сіңеді.

Сүтқышқылды сусындарды өндіру кезінде микрофлораны дамыту бағыты төмендегі факторлармен байланысты жүзеге асырылады:

- сүтқышқылды сусындарды өндіру кезінде сүтті пастерлеу ішетін сүт өндіруге қарағанда жоғарылақ режимде жүзеге асырылады. Осының арқасында сүтте көбінесе термошыдамды микроағзалар – термотұрақты сүтқышқылды таяқшалар, энтерококктар қалады. Жоғары температураларда пастерленген сүтте микроағзалар, әсіресе сүтқырқылды бактериялар жақсы өсіп-өнеді;

- ұйыту процесін алып жүретін негізгі микрофлора ашытқымен енгізіледі, бірақ сүтті пастерлеуден кейін қалған және құрал-жабдықтардан түскен микрофлора да ұю процесінде көбейеді;

- сүтқышқылды сусындардың барлық микрофлорасының өсіп-өну қарқыны және микроорганизмдер түрлерінің аралық қатынасы ашытқы микрофлорасының белсенділігінен тәуелді болып табылады.
3 Сүтқышқылды сусындарды өндіру тәсілдері
Барлық сүтқышқылды сусындарды өндіру кезінде ортақ операциялар болып сүтты ұйытуға дайындау, сүтті ұйыту және өнімді жетілдіру операциялары табылады.

Сүтқышқылды сусындарды екі тәсілмен: термостаттық және резервуарлық тәсілдермен өндіруге болады.

Сүтқышқылды сусындарды өндіру технологиялық процесі екі тәсілде де төмендегі ортақ операциялардан құралады:

- шикізатты қабылдау және оның сапасын бағалау;

- майы бойынша нормалау;

- жылумен өңдеу;

- енгізілетін ашытқы үшін қолайлы температураға дейін салқындату;

- ұйытуға жататын сүттің көлемінен 5-10 % мөлшерду ашытқы енгізу;

- 5-10 минут ішінде ашытқы мен сүтті араластыру.

Резервуарлық тәсілде ашытқы қосу, ашыту және жетілдіру бір ыдыс (резервуар) ішінде жүргізіледі. Содан соң дайын өнім ыдыстарға құйылады.

Термостаттық тәсіл қолданған кезде сүт пен ашытқыны араластырғаннан кейін өнімді ыдыстарға құяды да, содан соң термостат камерасына жіберіп ашытады. Дайын өнімді хладостат камерасында салқындатады.
4 Жеке сүтқышқылды сусындарды өндіру технологиясы
Барлық сүтқышқылды сусындар сүт ұйыту жолы бойынша шартты түрде екі топқа бөлінеді:

- сүтқышқылды ашу нәтижесінде алынған сусындар (әр түрлі простоквашалар, ацидофилді сүт, йогурт және т.б.);

- аралас ашу нәтижесінде алынған сусындар (кефир, қымыз, ацидофилді-дрожилі сүт және т.б.).

Әр түрлі сүтқышқылды сусындар ашытқы құрамымен, ұйыту температурасымен және ұзақтылығымен арыжарасады.

Простоквашалар өндіру кезінде ашытқы сүтқышқылды бактериялардың мына таза культураларында дайындалады:

- жай простокаша – мезофилді сүтқышқылды стрептококктарда;

- мечников простоквашасы – 4:1 қатынаста алынған сүтқышқылды стрептококктар мен болгар таяқшаларында;

- ацидофилді простокваша - 4:1 қатынаста алынған сүтқышқылды стрептококктар мен ацидофилді таяқшаларда;

- «Южная» простоквашасы - 4:1 қатынаста алынған термофилді сүтқышқылды стрептококктар мен болгар таяқшаларында, дрожи қосып немесе дрожи қоспай;

- ряженка – термофилді стрептококктарда;

- варенец – мезофилді сүтқышқылды стрептококктарда болгар таяқшаларын қосу арқылы немесе оны қоспай.

Ацидофилді сусындар өндіру кезінде ацидофилді таяқшалар культураларында дайындалған ашытқы қолданылады:

- ацидофилді сүт – ацидофилді таяқшалардың таза культураларында, шырыш беретін немесе шырыш бермейтін расаларында;

- ацидофилин – 3:1:1 қатынаста алынған ацидофилді таяқшалар, сүтқышқылды стрептококк және кефир саңырауқұлақтарының таза культураларында;

- ацидофилді-дрожилы сүт – ацидофилді таяқша және лактозаны ашытатын дрожжиларда.

Кефир өндіру үшін кефир саңырауқұлақтарында дайындалған табиғи ашытқы қолданылады. Бұл ашытқының құрамына сүтқышқылды стрептококктар, сүтқышқылды таяқшалар, сіркеқышқылды және ароматтүзеуші бактериялар және дрожжи кіреді.

1Сүтқышқылды сусындар үшін өнім есебі

Өнім есебін жүргізу үшін бастапқы мәліметтер болып табылады:

- сүт, кілегей, екіншілік шикізаттың құрамдық көсеткіштері (мысалы, сүттегі майдың, ақуыздардың, қанттың массалық үлесі). Бұлар нормативтік құжаттарда және арнаулы әдебиетте жазылады;

- өнімдердің құрамдық көрсеткіштері – нормативтік құжаттар бойынша, әр өнім үшін жеке алынады;

- шығындалу нормалары (сүтті қабылдау кезінде - 0,05 %, аппараттар цехында – 0,23 %) – нормативтік құжаттар бойынша;

- кәсіпорынға түсетін шикізаттың көлемі (мысалы, аусымена 30 тонна сүт).

Өнім есебі материалдық баланс теңдеулері негізінде жасалады.

Материалдық баланс теңдеуі:

r_ш - ескерілетін құрамдық заттың шикізаттағы массалық үлесі, %

m_д - дайын өнім көлемі, кг

r_д - сол құрамдық заттың дайын өнімдегі массалық үлесі, %

m_қ - қосалқы өнімнің көлемі, кг

r_қ - құрамдық заттың қосалқы өнімдегі массалық үлесі, %

n - құрамдық заттың шығындалу нормасы.
Сүтқышқылды сусындар өндірісінде май балансы теңдеуі қолданылады, яғни ескерілетін құрамдық зат болып өнімнің майлылығы табылады :
m_ш ж_ш /100 = m_д ж_д /100 + m_қ ж_қ /100 + m_ш ж_ш n/100


Сүтқышқылды сусындар үшін өнім есебі
Кефир, майлылығы 2,5 %
Бұл өнімді өндіруге майлылығы 3,6 % 10000 кг сүт жіберіледі.

Анықтамалықтардан шығындалу нормаларын жазып аламыз:

К_п1 – қабылдау цехындағы шығындар - 0,05 %

К_п2 – нормалау және пастерлеу кезіндегі шығындар - 0,18 %

К_п3 - ашытқы қосу және ашыту кезіндегі шығындар – 0,26 %

К_п4 - ыдысқа құю кезіндегі шығындар:

флягаларға - 0,34 %

бөтелкелерге - 0,50 %

пакеттерге - 0,81 %.

Нормалау кезінде бөлініп шығатын кілегейді ассортиментке қосамыз, оның майлылығын 8 % қылып аламыз.

1. Қабылдау цехындағы шығындар (кг)

2. Аппараттар цехына түскен сүттің көлемі (кг)

3. Сүтті нормалау кезінде бөлініп шыққан кілегейдің көлемі (кг)

Алдымен майсыздандырылған сүтте (көк сүт) дайындалған ашытқы қосылғаннан кейінгі қоспаның майлылығын анықтаймыз (%)

мұнда: Ж_пр – дайын өнімнің майлылығы, %

З - ашытқының көлемі, % (5 - 8 %)

Ж_з - ашытқының майлылығы, %

сонда

4. Нормаланған сүттің көлемі (кг)

5. Нормалау, пастерлеу кезіндегі шығындар (кг)

6. Ашытуға жіберілген нормаланған қоспаның көлемі (кг)

7. Ашытқының көлемі (кг)

8. Ашытқы қосылған қоспаның көлемі (кг)

9. Ашытқы қосу және ашыту кезіндегі шығындар (кг)

10. Ыдысқа құйылатын өнімнің көлемі (кг)

11. Бөтелкелерге құю кезіндегі шығындар (кг)

12. Дайын өнімнің көлемі (кг)

Май балансы бойынша тексеру

1Қаймақтын ассортименті

2Өндірү тәсілдері
Сметана орыстың ұлттық сүтқышқылды өнімі болып табылады. Майлылығы бойынша 20, 25, 30 және 36 % сметана шығарылады. Диеталық сметанада 10 % май, әуесқойлық сметанада 40 % май болады.

Сметана өндіру технологиялық процесі мына операциялардан құралады: сүтті сепаратордан өткізу және кілегейді бөліп алу, кілегейді майлылығы бойынша нормалау, пастерлеу, гомогенизациялау, ашытқы қосу температурасына дейін салқындату, ашытқы қосу, кілегейді ашыту, сметананы салқындату және жетілдіру, ыдыстау және дайын өнімді сақтау.

Сүтті 40-45 °С температурада сепараторлайды. Кілегейдің майлылығы шамамен 32 % болуы керек. Артынан кілегейді майлылығы 31,6 % болғанша нормалайды. Ашытқы қосып ашытқаннан кейін дайын өнімнің майлылығы стандартқа сай 30 % болып шығады. Басқа майлылықтағы сметананы осы жолмен нормалайды.

Кілегейді 85-95 °С температурада 15-20 с ұстап пастерлейді.

Гомогенизация процесін – 50-70 °С температурада және 7,0-8,0 МПа қысымда жүргізеді. Гомогенизациядан өткен кілегейден консистенциясы тығыз сметана шығады.

Гомогенизациялаудан кейін кілегейді дереу ашытқы қосу температурасына дейін салқындатады (жылдың жылы мерзімінде 18 °С, салқын мерзімінде 22 °С).

Ашытқы ретінде мезофилді сүтқышқылды және ароматтүзуші стрептококктардың таза культураларын қолданады.

Сметананы 14-16 сағат ішінде ашытады. Алдыңғы 3 сағат ішінде әр сағатта кілегейді араластырып отырады, содан соң ашу аяқталғанға дейін қозғамайды. Ашу процесі сметанның қышқылдығы жаз күндері 65-75 °Т, қыста 80-85 °Т –ге жеткенде аяқталды деп есептеледі.

Дайын сметананы ыдыстайды және сол ыдысымен салқындатуға және жетілдіруге жібереді. Сметананы үлкен ыдыстарда (танктер мен ванналарда) салқындатып жетілдіруге де болады. Бұл жағдайда ыдыстауға дайын сметана жіберіледі. Сметана 5-8 °С температурада 24-48 сағат жетіледі.

Жетілдіру процесінде сметананың құрылысы қалыптасады: сүт майының глицеридтері кристалданады, май түйіршіктерінің қабыршығы қатаяды және казеин мен сарысу ақуыздары бірлесіп коагуляцияланады.

Сметананы сайда орындарына жіберуден бұрын 2-4 °С температурада және 75-80 % ылғалдықта тоңазытқыш камераларда сақтайды.

Дайын өнімнің таза сүтқышқылды дәмі мен иісі біртекті қою консистенциясы болу керек. Қышқылдығы 65-110 °Т.

1Сүзбенің ассортименті

2Сүзбе өндіру схемалары

Творог – ақуызды сүтқышқылды өнім болып табылады. Негізгі бөлігі – казеиннің құрамына барлық алмастырылмайтын амин қышқылдары кіреді. Майлы творогта 18 % ақуыз және 18 % май, сондай-ақ сүттің дәрумендері кездеседі. Творогта кальций, фосфор, магний және т.б. бағалы минералдық заттар кездеседі. Сүт қантының ашу өнімдерінің ішінен творогта сүт қышқылы және творогқа ерекше дәм мен иіс беретін хош иісті заттар болады. Творогтағы ақуыздың мөлшері еттегі мөлшерден кем болмайды, ал бағасы едәуір төмен болады. Творогтан әр түрлі тағамдар, кулинарлық өнімдер және кең ассортиметнтті творог өнімдерін шығаруға болады.

Творог пен творог өнімдерін пастерленген сүттен ашытқы ретінде мезофилді сүтқышқылды бактериялар ашытқысын қолдана отырып шығарады. Творогтың таза, нәзік сүтқышқылды дәмі мен иісі, нәзік консистенциясы болу керек. Творогтың консистенциясы өндіру технологиясымен байланысты. Майлы творогта 18 % май, жартылай майлы творогта 9 % май болуы керек. Майлы творогтың ылғалдығы 65 %, жартылай майлы творогтың – 73 %, майсыз творогтың – 80 %. Өнімнің қышқылдығы майлы творог үшін 200-225 °Т, жартылай майлы творог үшін – 210-240 °Т, майсыз творог үшін – 220-270 °Т.

Майлы және жартылай майлы творогты екі әдіспен алуға болады: дәстүрлі әдіспен – нормаланған сүттен және бөлу әдісімен – майсыздандырылған сүттен майсыз творог алып, содан соң оны кілегеймен нормаға келтіру арқылы. Творог алу технологиялық схемасы төменде берілген.

Бөлу әдісі ұтымды болып табылады. Майлы творогтың 1 тоннасынан 13,2 кг май, жартылай майлы творогтың 1 тоннасына 14,2 кг май үнемделеді. Ұйытындыдан сарысу бөлінуі жеңілденеді, технологиялық операцияларды механикаландыруға, яғни еңбек өнімділігін арттыруға мүмкіндік түседі. Майсыз творогқа пастерленген кілегей қосу арқасында өнімнің қышқылдығы төмендейді, содан оның сапасы жоғарылайды. Салқындатылып барып қосылған кілегей творогтың темпеературасын төмендетеді, бұл дайын өнімнің қышқылдығының жоғарылауына жол бермейді.

Аталған жақсылықтары бөлу әдісін қолдану үшін экономика тұрғысынан ұтымды екенін көрсетеді. Қосымша операциялар (сүтті сепаратордан өткізу және майсыз творогты кілегеймен араластыру) енгізіленіне қарамастан.

Сүтті 78-80 °С температурада 20-30 с ішінде пастерлеу сенмді түрде пастерлеуге мүмкіндік береді және творог шығымын сәл көтереді, өйткені бұндай температурада сарысу ақуыздары коагуляцияланады.