Подкисляването, индуцирано от GDL или лимонена киселина, не може да бъде спряно дори при понижени температури, тъй като това е химичен процес и докато има свободна вода и GDL, GDL се превръща в глюконова киселина, независимо от температурата, при която протича реакцията.
Свързани термини:
- Закваска
- Кисело мляко
- Ферментирало мляко
- Капа-казеин
- Производство на сирене
- Тесто
- Салами
- Казеин
- Стартова култура
Изтеглете като PDF
За тази страница
Функционални напитки на млечна основа
Deepak Mudgil, Sheweta Barak, в Млечни напитки, 2019
3.3.1.2 Подкисляване
Микробно обеззаразяване на сокове
Подкисляване
Подкисляването е признато като средство за контрол на растежа на нежелани микроорганизми, включително патогени. Ферментацията, форма на естествено подкисляване, отдавна се използва за консервиране на храни, както и подкисляването чрез директно добавяне на органични и други подходящи киселини (Brown and Booth, 1991). Ацидуланти като лимонена киселина и ябълчена киселина често се използват в соковите напитки и плодовите продукти както за корекция на рН, така и за вкус (Somogyi, 2005). Докато подкисляването рядко се използва като единствен механизъм за контрол на патогенните организми в плодовите сокове, то се препоръчва като контролна стъпка за получаване на пастьоризирани, охладени сокове с по-ниска киселина като моркови, които могат да бъдат замърсени със спори на C. botulinum, които оцеляват при пастьоризация и впоследствие може да надрасне, ако потребителската опаковка е подложена на температурни злоупотреби (US FDA, 2007). Това ръководство е издадено в отговор на избухването на ботулизъм, свързан с хладилен сок от моркови, който се случи през 2006 г.
Приготвяне на сирене
P.L.H. Максуини,. Т.П. Guinee, в Решени проблеми със сиренето, 2007
рН циклиране
Подкисляване на нагрятото мляко до около рН 5,5, последвано от задържане при 20 ° С и неутрализация до рН 6,6 намалява RCT на нагрятото мляко и води до малко по-твърди гелове. Подкиселяването разтваря колоиден калциев фосфат [4], който се реципитира при неутрализация, но във форма, по-близка до тази на неотопляемото мляко. Някои работници са открили, че коригирането на рН на млякото до 7,3 преди циклирането на рН допълнително подобрява коагулационните свойства на сирището на млякото. Като цяло, рН циклирането има по-голям ефект върху подобряването на RCT на нагрятото мляко, отколкото върху твърдостта на гела.
Образуване, структурни свойства и реология на киселинно-коагулираните млечни гелове
Ефекти на композиционните и обработващи параметри върху текстурните свойства на киселите млечни гелове
Ефектите от всеки етап на обработка върху текстурните свойства на киселите млечни гелове са разгледани в следващия раздел. Обобщение на ефектите от някои от основните фактори за обработка е дадено в таблица 7.3 .
Таблица 7.3. Обобщение на ефектите на някои условия на преработка върху киселинната коагулация на млякото и свойствата на получения гел
| Инкубационна температура | По-бързото производство на киселина при по-високи температури води до по-кратко време на желиране. При по-висока температура (напр. 30 ° C) има повече пренареждания на казеиновите частици в мрежата, което води до по-ниски стойности на плато за твърдост на гела и повишена вероятност за отделяне на суроватка, отколкото геловете, направени при по-ниска температура (например 23 ° C) . При много високи температури рН на желиране може да се увеличи. При много ниски температури (напр. 4 ° C) не се получава коагулация на казеин дори при рН 4,6. |
| Топлинна обработка | Термичната обработка на млякото при температура ≥78 ° C за ≥5 минути причинява достатъчно денатурация на суроватъчен протеин, за да повиши значително pH на желирането, да намали времето за желиране и да увеличи вискозитета/твърдостта. Високата изоелектрична точка (5.3) на основния суроватъчен протеин, β-лактоглобулин, е отговорна за този ефект. Дисулфидното омрежване на казеинови вериги увеличава твърдостта на гела, но разтваряне на CCP се случва в частици на казеин, които вече участват в гел матрицата, което предизвиква по-големи пренареждания и е отговорно за увеличаването на тангента на загубата, наблюдавано при реологични тестове. |
| рН | Агрегацията настъпва при наближаване на изоелектричната точка на казеина (≤4,9). Максималната твърдост на гела се получава около рН 4,6. Като цяло, по-бавният процент на подкисляване води до малко по-висока твърдост на гела. |
| Йонна сила | При много висока йонна сила (напр. 0,1 М NaCl) не се получава агрегация на казеинови частици при рН 4,6 поради скрининг на електростатични заряди. За киселинна коагулация се изисква минимална концентрация на Ca 2+. |
| Съдържание на казеин | Сковаността на гела е пропорционална на концентрацията на казеин |
| Използване на сирище | Използването на много малко количество сирище в някои пресни сирена води до желиране, настъпило по-рано (т.е. при по-високо рН), и по-голяма синереза по време на обработката (напр. Готвене). |
Инокулация, температура на желиране и метод на подкисляване
Подкисляването на пресни киселинни продукти от култури обикновено се извършва по един от двата метода: бавен, 12-16 h при 20-23 ° C (дълъг набор) или 4-6 h при 30-32 ° C (кратък набор). Култури от мезофилни млечнокисели бактерии (т.е. главно Lactococcus spp. И Leuconstoc spp.) И понякога пробиотични видове се използват като култури за повечето коагулирани киселини сирена. Понякога пресните сирена се правят чрез добавяне на киселина, например фосфорна или млечна киселина (директно вкиснато или директно подкисляване) и/или GDL.
В сравнение с гелове, направени при 20 ° C, киселинните казеинови гелове, направени при 40 ° C, са по-груби, показват повече пренареждания, по-слаби и по-малко стабилни (Lucey et al., 1997c, d). На практика други променливи в процеса (напр. Съдържание на мазнини, стабилизатори, термична обработка) могат да помогнат за стабилизиране на този тип гел. По принцип прекомерната скорост на развитие на киселина (напр. Използване на GDL) при висока инкубационна температура (напр. 45 ° C) допринася за дефекта на „отшумяване“ и лошото образуване на гел. Времето на ферментация значително влияе върху скоростта на разтваряне на CCP. Дългите периоди на ферментация (бавно подкисляване) позволяват повече време за разтваряне на CCP (по-високо разтворимо съдържание на Са в гелове), докато кратките периоди на ферментация (бързо подкисляване) позволяват по-малко време за този процес (по-ниско съдържание на разтворим Са в гелове) (Peng и др., 2009).
При различните видове киселинни млечни гелове, образувани с култури или GDL, по-ниската температура на желиране (напр. 30 ° C) води до по-дълго време на желиране, но тези гелове могат да имат по-високи стойности на G 'от гелове, направени при много по-висока температура на желиране (напр., 40 ° C) (Cobos et al., 1995; Lee and Lucey, 2004; Lucey et al., 1998d). Това се дължи на по-грубата структура на гела (по-големи пренареждания) в гелове, образувани при висока температура (Lucey et al., 1997d). Динамичните модули на киселинните гелове се увеличават с намаляване на температурата на измерване (Lucey et al., 1997b, c). Отделянето на суроватка и пропускливостта на гела намалява в киселинните млечни гелове, произведени при по-ниска температура на желиране (Lee and Lucey, 2004; Lucey et al., 1997d, 1998a). Peng et al. (2010) изследва ефекта от промяната на температурата веднага след образуването на кисел млечен гел. Охлаждането след желиране доведе до увеличаване на твърдостта на гела и по-голямо образуване на междузвънечни нишки, докато затоплянето на геловете може да насърчи вътрешно сливане и счупване на нишките между клъстерите.
Индуцирани с киселина млечни гелове могат да се образуват чрез бавно подкисляване на млякото с киселина (напр. HCl) при ниска температура (напр. Roefs, 1986). Казеиновите частици при стойности на рН, близки до 4,6, са много различни от тези при нормалното, физиологично рН (Walstra, 1993).
Hammelehle et al. (1997, 1998) използва лимонена киселина за образуване на кисели млечни гелове чрез тази студена процедура за подкисляване. Те откриха, че близо до изоелектричната точка е по-трудно да се получи хомогенен гел, когато пробите впоследствие се затоплят. Геловете се образуват при по-ниска температура на нагряване, когато рН на подкисляване е по-ниска. Използването на по-висока температура на настройка (например 40 ° C в сравнение с 30 ° C) доведе до по-твърди гелове, което е обратната тенденция в сравнение с GDL геловете. Вероятно структурата на GDL и пряко подкиселените киселинни млечни гелове са различни. Методът на подкисляване и образуване на гел (напр. GDL, студено подкисляване или бактериална ферментация) оказва голямо влияние върху структурата и физичните свойства на киселите млечни гелове (Lucey et al., 1998d; Roefs, 1986). Бързото загряване на студено подкиселени гелове до много висока температура (например 50 ° C) доведе до твърди гелове, но значителна синереза.
Млякото е обратимо подкиселено чрез карбонизиране, инжектиране на CO2 под налягане като подкисляващ агент, за да се намали рН (обикновено при ниска температура). Неутрализацията се получава чрез освобождаване на налягането, последвано от дегазация под вакуум. Реологичните свойства на киселинните гелове (направени с помощта на GDL) от обработено с CO2 мляко са подобни на тези на киселинните гелове от необработено мляко (Raouche et al., 2007).
Основата на структурата в храните на млечна основа
Модификация на мицеларната структура чрез подкисляване
Подкисляването на млякото е важно не само при производството на кисело мляко, но и при производството на много от различните сортове сирене. Редица структурни фактори на мицелите се променят с подкисляването на млякото. Първо и може би най-важното е, че мицеларният ЦКП се разтваря постепенно, тъй като рН се намалява от естественото рН (≈6,7) на млякото (Dalgleish и Law, 1989; Le Graët и Gaucheron, 1999). При бавно подкисляване с помощта на млечни бактерии или малки количества GDL, освобождаването на Ca и Pi от мицелите е процес на псевдо равновесие (Law and Leaver, 1998; Dalgleish et al., 2005). Отстраняването на CCP завършва с рН приблизително 5,1.
Подкисляването причинява колапс на косматия повърхностен слой. При неутрално рН този слой се зарежда и отблъскванията на заряда поддържат удължените косми. Тъй като зарядите намаляват по време на спада на pH, космите стават по-малко удължени и следователно предлагат по-малко стабилизация (de Kruif, 1997). Този колапс на косматия слой се предполага от намаляването на хидродинамичния радиус на частиците по време на подкисляването (Alexander and Dalgleish, 2005). И накрая, при рН от около 5,0, космите са напълно срутени, стерилната стабилизация е сведена до минимум и зарядите върху протеините са минимални. Енергийната бариера за затваряне е ниска и след това мицелите могат да се агрегират. Трябва да се приеме, че колапсът на косматия слой би бил хомогенен по цялата мицеларна повърхност, така че да не се създават реактивни „горещи точки“.
ФИГУРА 3.2. Промени в казеиновите мицели по време на подкисляването. Резултати от хидратация (запълнени квадратчета) на Snoeren et al. (1984) и (попълнени кръгове) на Ahmad et al. (2008), заедно с промените в радиуса на частиците (отворени кръгове) и параметъра на мътност 1/l ∗ (отворени квадрати), измерени чрез дифузна спектроскопия на вълните (Alexander и Dalgleish, 2005). Пунктираната линия показва рН, където се получава обширно желиране, а прекъсната линия показва съответствието на промените в хидратацията, размера на частиците и оптичните свойства.
Съвкупността на подкиселените мицели близо до изоелектричната им точка води до създаването на триизмерна мрежа от свързани частици (Фигура 3.3) и частиците не губят своята идентичност (т.е. няма сливане на мицелите). Тази гелна структура е резултат от дифузионно ограничено взаимодействие клъстер-клъстер, което поражда фрактален тип агрегат: тоест няма особена насоченост при формирането на гелната структура. От друга страна, тъй като гелът се образува доста бързо и под кинетичен контрол, агрегатите не са в оптималната си конфигурация на свободна енергия. Особено тъй като мицеларните частици в гела не се държат заедно чрез ковалентни връзки, е възможно те да се движат в гела. По този начин гелът може да претърпи синереза, тъй като вътрешната му структура се променя, с изтласкването на вода, тъй като съставните мицели осъществяват тесни контакти и образуват по-стегната матрица.
ФИГУРА 3.3. Структури на киселинни гелове от (A) неотопляемо и (B) нагрято мляко. Микрографиите показват различните видове контакти между мицелите в двата случая. В (А) мицелите остават различни в гела, а в (В) те се събират от прикачения към тях суроватъчен протеин и образуват нишки между тях. Скалата в (A) е 1 μm, а в (B) 500 nm.