Сформулируйте принципы конструирования пробиотических продуктов питания. Какие правила надо соблюдать, чтобы обеспечить эффективное действие штаммов пробиотиков в них?

Пробиотические кисломолочные продукты производятся с применением микроорганизмов, являющихся представителями нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека.

Одним из важнейших этапов в создании кисломолочных продуктов с пробиотическими свойствами является технология. Существуют два основных способа их получения: обогащение готовых продуктов концентратом клеток бактерий-пробиотиков и использование их в качестве заквасок для непосредственного сквашивания молока. Первый путь наиболее прост и доступен для реализации в промышленных условиях, второй - более сложный, поскольку некоторые микроорганизмы (в частности, бифидобактерии) медленно развиваются в молоке, так как эта среда сильно отличается от среды их обитания. Поэтому создание заквасок для получения кисломолочного продукта с требуемыми органолептическими показателями и определенным уровнем клеток в продукте - трудная задача.

При производстве кисломолочных напитков наиболее распространенным резервуарным способом нередко получают готовый продукт с жидкой, неоднородной, хлопьевидной консистенцией, отстоем сыворотки под влиянием различных неблагоприятных факторов, в том числе сенсорного ухудшения технологических свойств сырья, интенсивного механического воздействия на молочно-белковый сгусток, нарушения условий транспортирования и хранения готового продукта.

Внешний вид и цвет обуславливаются параметрами технологического процесса, видом и качеством используемых заквасок, цветом молока, других молочных продуктов и пищевых добавок, используемых при их производстве.

Консистенция кисломолочных напитков, формирующаяся в ходе технологического процесса, зависит от многих факторов. Образование молочно-белкового (кисломолочного) геля является результатом жизнедеятельности молочнокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар до молочной кислоты и других производных.

Для улучшения консистенции кисломолочных напитков (в основном йогурта) и повышения стойкости в хранении часто используют стабилизирующие добавки (гидроколлоиды) растительного и животного происхождения.

Их используют для предотвращения отделения сыворотки, улучшения консистенции и вязкости продукта, когда этого нельзя достичь применением адекватных технологических и технических средств.

Органолептические свойства кисломолочных напитков обуславливаются параметрами тепловой обработки молока, интенсивностью молочнокислого и спиртового брожения лактозы.

Основными факторами формирования качества готового молочного продукта является качество используемых сырья, компонентов и материалов, качество отдельных этапов производства, определяющее уровень качества технологических процессов, а также чёткое функционирование системы контроля на всех этапах производства. При этом качество исходного молока-сырья и компонентов влияет на конечный продукт не только непосредственно, но и путём вынужденных изменений в технологическом процессе (например, изменение температурного режима обработки при неудовлетворительных микробиологических показателях сырья).

Гомогенизация молока в производстве кисломолочных напитков способствует повышению прочности и улучшению консистенции белковых сгустков и исключению образования жировой пробки на поверхности продукта. Этот способ механической обработки служит для повышения дисперсности в них жировой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока, развитие окислительных процессов, дестабилизацию и подсбивание при интенсивном перемешивании и транспортировании.

Диспергирование жировых шариков, то есть уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия в специальных машинах - гомогенизаторах.

Эффективность гомогенизации молока определяется рабочим давлением, температурой и кислотностью молока. Увеличение давления гомогенизации приводит к уменьшению среднего диаметра и диапазона распределения по размерам жировых шариков молока. Понижение температуры приведёт к повышению вязкости молока и, как следствие, к образованию скоплений молочного жира и их отстаиванию. При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации, так как уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирование жировых шариков.

Важным фактором, влияющим на качество кисломолочных продуктов - является тепловая обработка. Во время тепловой обработки молока при определённых режимах происходит комплексообразование между казеином и сывороточными белками, что приводит к повышению гидрофильности казеина. Доля сывороточных белков в молоке составляет около 0,65%, основная часть из которых (0,4%) принадлежит в-лактоглобулину. Процесс тепловой денатурации в-лактоглобулина протекает в две стадии с различной энергией активации. В ходе первой происходит развертывание белковых частиц, а вторая заключается в агрегатировании частиц белка в результате формирования новых водородных связей

Высокие температуры могут вызвать нежелательные физико-химические изменения белковой системы молока, углеводов, некоторых витаминов, приводящие к нарушению его коллоидной стабильности, снижения биологической ценности, ухудшению вкуса и запаха. Поэтому при всех видах тепловой обработки стремятся максимально сохранить исходные свойства молока, его пищевую и биологическую ценность.

Одной из важных реакций, проходящей при высокой температуре является взаимодействие белков и углеводов смеси. Среди химических соединений, образуемых при меланоидиновой реакции, большой интерес представляет лактулоза, которая образуется в результате изомеризации лактозы путем трансформации глюкозы во фруктозу при перемещении в её глюкозном компоненте водорода. В молоке подвергнутом тепловой обработке, она находится в двух форматах - свободной и ковалентно связанной с аминогруппами. В сыром молоке её не обнаружено. Образование лактулозы зависит от температуры, продолжительности тепловой обработки и величины рН молока. При температуре менее 100⁰С её образуется мало. На образование лактулозы, кроме параметров тепловой обработки, влияют и химические показатели молока.

Полагают, что при хранении продукта лактулоза не только образуется вновь, но и распадается, при этом процесс образования её в большей степени зависит от температуры хранения, чем её распад. Лактулоза в результате метаболизма бифидобактерий кишечника превращается в короткоцепочные органические кислоты, которые, снижая рН кишечника, улучшают его функционирование.

На реологические показатели кисломолочных продуктов оказывают определенное влияние состав и свойства заквасок. Молочнокислые микроорганизмы в зависимости от вида образуют при сквашивании молока сгустки с различными типами консистенции: колющиеся, более вязкие, с различной степенью тягучести.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит глубокий распад молочнокислого сахара, липидов и белков молока с образованием многочисленных химических соединений. Большое значение имеет температура, она должна быть оптимальной для развития соответствующих видов бактерий.

Заквашивают смесь в резервуарах для кисломолочных напитков снабжённых специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской и молочного сгустка.

Для кисломолочных напитков, вырабатываемых резервуарным способом, когда происходит перемешивание готового сгустка, и поэтому нуждающихся в особом подходе, требуются: достаточно высокая его вязкость после сквашивания; умеренная степень разрушения при перемешивании; способность в максимальной степени восстанавливать структуру после перемешивания; способность при хранении удерживать сыворотку.

Непосредственное влияние на качество продуктов оказывают техническое переоснащение молокоперерабатывающих предприятий и совершенствование технологических процессов. Знание производства конкретной продукции и чёткое соблюдение технологических параметров позволяют направленно регулировать качество.