Сүт өнімдерін өндіру биотехнологиясы

- 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.

 

2 Сүтқышқылды бактериялардың таза культураларын алу

 

Микроағзаларды селекциялау. Сүтқышқылды бактерияларды алу көздері болып шикі сүт, өзідігінен ашитын сүтқышқылды өнімдер және өсімдіктер, көкөністер мен жемістер табылады.

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.

 

3 Ашытқы дайындау

 

Ашытқы дайындау үшін сиыр сүті қолданылдады. Сүт 1- сортқа жататын, тығыздығы 1027 кг/м³ болуы керек,  бөтен, сүтке тән емес дәмі мен иісі және ингибирлеуші заттар болмау керек.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 7-8. Сүтқышқылды сусындар өндіру биотехнологиясы

 

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.

 

 

 

 

 

 

Лекция 9. Өнімдер есебі

 

Өнімдер есебі шығарылатын  өнімнің көлемін, технологиялық  құрал-жабдықтар, қосымша материалдар, су электр қуаты, ыдыстардың санын, шикізат пен дайын өнімді сақтау камералардың ауданын анықтау үшін қажет болып табылады. Өнімдер есебі көмегімен берілген шикізат көлемі бойынша әр түрлі сүт өңдеу кезеңдерде алынған жартылай фабрикаттардың, өндірістік қалдықтардың көлемін анықтайды. Егер, керісінше, дайын өнімнің көлемі берілген болса, онда қажетті шикізат көлемін, шығатын жартылай фабрикаттар мен қалдықтар көлемін анықтайды.

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:

 

m_ш r_ш /100 = m_д r_д /100 + m_қ r_қ /100 + m_ш r_ш n/100

 

мұндағы: m_ш – шикізат көлемі, кг

                 r_ш   - ескерілетін құрамдық заттың шикізаттағы массалық үлесі, %

                 m_д - дайын өнім көлемі, кг

                  r_д   - сол құрамдық заттың дайын өнімдегі массалық үлесі, %