LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA
GYVULININKYSTĖS TECHNOLOGIJOS
FAKULTETAS
GYVULININKYSTĖS KATEDRA
Vaida Zinkutė
ĮVAIRIŲ PASTERIZACIJOS REŽIMŲ IR SAUSŲJŲ
BALTYMINIŲ MEDŽIAGŲ ĮTAKA KEFYRO KOKYBEI
Magistro darbas
Darbo vadovas:
doc. dr. Kazimieras Pauliukas
LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA
GYVULININKYSTĖS TECHNOLOGIJOS
FAKULTETAS
GYVULININKYSTĖS KATEDRA
Magistro darbas atliktas 2004 m. gegužės – rugpjūčio mėn. KTU maisto institute, technologijos ir bandymų laboratorijose.
Magistro darbą paruošė: Vaida Zinkutė
Magistro darbo vadovas: doc. dr. K. Pauliukas
(Gyvulininkystės technologijos katedra)
Recenzentas: doc. dr. R. Šidiškis
TURINYS
ĮVADAS...4
1. LITERATŪROS APŽVALGA...6
1.1 Lietuvos pieno ūkio dabartis ir perspektyvos...6
1.2 Pienas – pagrindinė žaliava pieno produktų gamyboje...7
1.2.1 Fiziologiniai veiksniai, įtakojantys žaliavinio pieno kokybę...9
1.2.2 Zootechniniai veiksniai, įtakojantys žaliavinio pieno kokybę...11
1.3 Raugintų pieno gėrimų asortimentas...13
1.4 Kefyro maistinė ir cheminė sudėtis, kokybės rodikliai...14
1.5 Kefyro gamybos technologijos ypatumai ,,AB Kauno pienas"...16
1.6 Kefyro grybelio mikrobiologijos ypatumai...18
1.7 Įvairių priedų įtaka kefyro kokybei...20
1.8 Biocheminiai ir fizikiniai - cheminiai procesai vykstantys kefyro gamyboje...22
1.9 Įvairių faktorių įtaka sutraukos reologinėms ir sineretinėms savybės ...23
2. DARBO METODIKA...29
2.1 Medžiagos, naudotos kefyro gamyboje...29
2.2 Kefyro gamyba laboratorinėmis sąlygomis...31
2.3 Kefyro savybių nustatymas...31
2.4 Statistinių duomenų apdorojimas...33
3. TYRIMŲ REZULTATAI...34
3.1. Pasterizacijos režimų ir baltyminių priedų įtaka kefyro rūgštingumui...34
3.2 Pasterizacijos režimų ir baltyminių priedų įtaka kefyro sinerezei...37
3.3 Pasterizacijos režimų ir baltyminių priedų įtaka kefyro klampiui...39
3.4 Pasterizacijos režimų ir baltyminių riedų įtaka kefyro juslinėms savybėms...42
3.5 Įvairiai pagaminto kefyro mikrobiologinis įvertinimas...45
IŠVADOS...48
NAUDOTŲ LEIDINIŲ SĄRAŠAS...48
ĮVADAS
Kefyrą pradėta gaminti Šiaurės Kaukaze, Osetijoje, kur jis buvo laikomas žvalumo ir sveikatos gėrimu. Produkto gamyba ilgą laiką buvo laikoma paslaptyje.
Pirmasis mokslinis straipsnis apie kefyrą, kaip apie gydomąjį ir dietinį produktą, pasirodė 1867 m. viename rusų medicininiame žurnale. 1907 m. kefyrą pradėta gaminti Maskvoje (http://www.megarelax.ru/cooking/kefir.html. Prieiga per internetą 2004 m. lapkričio 23 d.).
Darbo aktualumas. Šiuo metu ypač aktuali vėžio, aterosklerozės, medžiagų
apykaitos sutrikimų, alerginių susirgimų prevencija. Kefyras yra natūralus probiotikas, produktas gausus vitaminų, mineralų bei pagrindinių amino rūgščių, stiprinančių imuninę sistemą bei skatinančių sveikimo procesus (http://www.rumormillnews.com. Prieiga per internetą 2004 m. gruodžio 21 d.).
Pagrindinis kriterijus, pagal kurį gyventojai renkasi maisto produktus, – kaina ir skonis, per mažai dėmesio skiriama sveikai mitybai ir ligų profilaktikai (Barzda, 2003).
Tiek Lietuvoje, tiek kitose pasaulio šalyse gaminamo kefyro paklausa yra didelė. Kai kurių pigesnių lenkiškų bei austriškų šviežių pieno produktų skverbimasis į Lietuvos rinką jau kelia susirūpinimą Lietuvos pieno produktų gamintojams (Mikelionytė, 2004). Todėl gamintojams svarbu pagaminti geros kokybės kefyrą, kuris savo savybėmis, išvaizda, o svarbiausiai skoniu, nenusileistų konkuruojantiems rinkoje produktams.
Pieno pramonė yra labai glaudžiai susijusi su pieno gamyba žemės ūkyje. Primelžiamo pieno kiekį, cheminę sudėtį ir savybes sąlygoja zootechniniai, fiziologiniai bei išoriniai veiksniai. Kadangi žaliava tiesiogiai siejasi su gaminamų produktų kokybe, pieno gamintojai turi imtis organizacinių – ūkinių, zootechninių, veterinarinių bei technologinių priemonių, kad perdirbimo įmones pasiektų aukštos kokybės pienas (Skimundris, 1997).
Technologinių režimų optimizavimas taip pat vaidina svarbų vaidmenį kefyro gamyboje. Tik tinkamai parinkti gamybos režimai užtikrina gerą pagaminto ir laikomo kefyro kokybę.
Gerų savybių kefyrą siekiama gauti ne tik tobulėjančių technologinių įrengimų dėka, bet ir gamyboje naudojant įvairius priedus, kurie praturtina produkto sudėtį, pagerina skonines, fizikines bei chemines savybes. Amerikoje kefyras gaminamas ne tik iš karvių, ožkų, bet ir iš ryžių bei sojų pieno, konsistencijai pagerinti naudojama guaro guma (Liu JR., 2002). Taip pagamintas produktas yra nutolęs nuo tikrojo – kaukazietiškojo kefyro.
Norint pagaminti tradicinį kefyrą, užraugimui reikėtų naudoti kefyro grybelio raugą, bet grybelio kultivavimas – daug darbo reikalaujantis procesas, o taip gauto produkto labai trumpas galiojimo terminas. Dėl šių priežasčių plačiai naudojami sausi raugai, kopijuojantys kefyro grybelio sudėtį, o gautą produktą tik sąlyginai galime pavadinti kefyru (Карычева, 2004).
Ypač svarbu kefyro kokybę gerinti tokiais būdais, kad kuo mažiau atitoltume nuo tradicinio – kaukazietiškojo kefyro, o žaliavinio pieno sudėtį, skirto produkto gamybai, praturtinti tokiais priedais, kurie nekeistų natūralumo.
Privalomųjų raugintų pieno gėrimų kokybės reikalavimuose nurodoma, kad leistini ingredientai yra baltymų priedai (Paseberskienė, 2003). Tad kefyro savybių gerinimui galima panaudoti lieso pieno ir išrūgų miltelius.
Darbo tikslas. Nustatyti įvairių pasterizacijos režimų ir sausųjų baltyminių
medžiagų (lieso pieno miltelių ir sausųjų išrūgų) įtaką kefyro kokybei.
Darbo uždaviniai. 1. Identifikuoti kefyro gamybos technologijos ypatumus AB ,,Pieno žvaigždės“ filiale AB ,,Kauno pienas“;
2. Išanalizuoti zootechninius ir fiziologinius veiksnius, lemiančius žaliavinio pieno kokybę;
3. Ištirti įvairių priedų įtaką kefyro savybėms;
4. Susisteminti įvairių faktorių įtaką sutraukos reologinėms ir sineretinėms savybėms;
5. Laboratorinėmis sąlygomis pagaminti kefyrą ir nustatyti įvairių faktorių įtaką kefyro kokybei.
Mokslinis naujumas. Išrūgų milteliai plačiai naudojami kulinarijoje, siekiant
pagerinti produktų savybes. Ši baltyminė medžiaga nėra naudojama kefyro gamyboje, todėl svarbu įvertinti jos įtaką šio produkto kokybei lyginant su lieso pieno milteliais ir ekspermente naudotais įvairiais pasterizacijos režimais.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1 Lietuvos pieno ūkio dabartis ir perspektyvos
Lietuvos pieno sektorius jau veikia išsiplėtusioje ES erdvėje, kuri suteikė daugiau galimybių Lietuvos pieno ūkio subjektams. ES veterinarinius reikalavimus atitinkantis pienas 2004 metų sausio – rugpjūčio mėnesiais sudarė 91 proc. viso supirkto pieno kiekio. Augant perdirbamo pieno kiekiui Lietuvoje, atitinkamai didėjo ir pieno produktų gamyba. Lietuvos įmonių tarpusavio konkurenciją pastaruoju metu padidino ir galimybė pieno produktus nevaržomai įvežti iš kitų ES šalių, tarp jų ir kaimyninių, kuriose pieno produktų kainų lygis artimas lietuviškajam, o kai kur ir žemesnis (Mikelionytė, 2004).
Pieno supirkimo kainos nuo 2004 m. pradžios kas mėnesį didėjo 1,8-3,5 proc. Pirmų penkių mėnesių vidutinė bazinio riebumo pieno kaina, palyginti su tuo pačiu 2003 metų laikotarpiu padidėjo 12,1 proc. Vidutinės pieno kainos didėjimui įtakos turėjo nuolat gerėjanti superkamo pieno kokybė, kaimyninės rinkos, pieno ūkių stambėjimas.
Dabar pieno rinka išsiplėtė iki 25 valstybes vienijančios ES ribų. Realiausi pieno pirkėjai yra kaimyninių valstybių ūkio subjektai, kurių tikimasi sulaukti vis daugiau – šiuo metu vidutinė pieno supirkimo kaina Lietuvoje tarp visų ES šalių yra mažiausia. Mažą vidutinę pieno supirkimo kainą didele dalimi lemia Lietuvoje vyraujantis smulkus pieno ūkis. Lietuvoje vidutinis pieno ūkio dydis 2004 metais tesiekia 2,45 karvės, tuo tarpu Estijoje vidutinio ūkio dydis – 29 karvės. Dalis smulkių pieno gamintojų pieno ūkį nori plėsti. Būtent jiems skirta viena iš kaimo plėtros plano priemonių – parama pusiau natūriniams restruktūrizuojamiems ūkiams (http://www.laei.lt/liet/public/pienstr.pdf. Prieiga per internetą 2004 m. lapkričio 21 d.).
1984m. buvo įvestos pieno gamybos kvotos, kurios leido stabilizuoti rinkas ir kainas, subalansuojant gamybą ir vartojimą. Pieno kvotos padeda išlaikyti tokį pieno gamybos lygį, kuriam remti ES biudžete numatyta tam tikra pinigų suma. Lietuva prašė 2250 tūkst. t nacionalinės pieno gamybos kvotos (iš jos – 1700 tūkst. t parduoti perdirbti, 550 tūkst. t. Parduoti tiesiogiai vartoti) bei pereinamųjų laikotarpių. Lietuva iki 2009 m. galėtų gaminti įvairesnio asortimento geriamą pieną, o Lietuvos pieno perdirbimo įmonės, pieno ūkiai ir juose gaminamas pienas pasiektų ES keliamus veterinarinius higienos reikalavimus iki 2007 m. Galima teigti, kad atsivėrusi bendroji ES rinka suteikia geresnes galimybes pieno gamybos vystymui Lietuvoje. Pieno supirkimo kaina kyla ir ateityje turėtų dar kilti. Tačiau konkrečių pieno gamintojų perspektyvoms nemažai reikšmės turi jų gaminamos
produkcijos kiekiai ir kokybė. Išlikimą rinkoje gali užtikrinti tik atitinkanti ES veterinarinius reikalavimus pieno gamyba ir pakankamai didelis parduodamo pieno mastas, kuris pasiekiamas ūkių stambinimo keliu (www.laei.lt/liet/public/p0930a.htm. Prieiga per internetą 2004 m. gruodžio 16 d.).
Lietuvos pieno ūkis turi tikrai neblogas perspektyvas. Gerėjanti pieno kokybė, stambėjantys ūkiai, stipri perdirbamoji pramonė kuria geras prielaidas deramai konkuruoti tiek ES, tiek ir pasaulinėse rinkose.
1.2. Pienas – pagrindinė žaliava pieno produktų gamyboje
Pienas – tai daugiakomponentė nepastovios sudėties ir sudėtinga sistema, kurios dispersinėje terpėje, t.y. vandenyje, yra ištirpusi ir nevienodai pasiskirsčiusi dispersinė fazė; t.y.sausosios pieno medžiagos
Technologiniu aspektu pienas – žaliava, iš kurios gaminami įvairūs produktai.
Pieno kokybė – tai jo normalios cheminės sudėties ir būdingų savybių sistema (Gudonis, 2002).
Nuo 2004 metų gegužės 1 d. superkamo pieno kokybei yra taikomi Valstybinės maisto ir veterinarijos tarnybos nustatyti reikalavimai (Reikalavimai žalio pieno, termiškai apdoroto geriamojo pieno ir pieno produktų gamybai). Į šiuos naujai parengtus reikalavimus perkeltos nuostatos iš 1992 m. birželio 16 d. ES Tarybos direktyvos 92/46/EEB, nustatančios sveikatos taisykles žalio pieno, termiškai apdoroto pieno ir pieno produktų gamybai ir tiekimui į rinką.
Nuo 2004 metų gegužės 1 d. pieno perdirbimo įmonės Europos Sąjungos rinkoje gali parduoti pieno produktus, pagamintus iš ES reikalavimus atitinkančio pieno.
Superkamas ES reikalavimus atitinkantis pienas, tai yra toks, kurio bendras bakterijų skaičius neviršija 100 tūkst./ml, somatinių ląstelių skaičius neviršija 400 tūkst./ml.
(http://www.zum.lt/min/Informacija/dsp_news.cfm?NewsID=1791&langparam=LT&T itle=&From=&To=&Page=22&list=10. Priega per internetą 2004 m. gruodžio 6 d.)
Karvių pieno cheminė sudėtis dažniausiai esti nepastovi, atskirų jo komponenetų kiekis skirtingas, o ir įvairūs tyrinėtojai nurodo skirtingus duomenis.
1 lentelė. Cheminė karvių pieno sudėtis (Gudonis A., 2002) A. Pauraitė, 1963m. Pieno sudedamosios dalys, % O.Paužaitė, 1962m. Lietuvos juodmargių Lietuvos juodmargių Lietuvos žalųjų J.Bernatonis, 1977m. D.Christauskienė, R.Pociūtė, 1989m. Vanduo 88,10 87,87 87,10 88,0±0,5 87,45±0,144 Sausosios medžiagos 11,90 12,13 12,90 12,0±0,5 12,55±0,144 Riebalai 3,59 3,53 4,12 3,6±0,3 4,03±0,161 Baltymai 3,36 3,57 3,70 3,3±0,1 3,157±0,183 Pieno cukrus 4,25 4,44 4,56 4,25±0,1 4,75±0,137
1.2.1 Fiziologiniai veiksniai, įtakojantys žaliavinio pieno koybę
Cheminė pieno sudėtis ir savybės priklauso nuo fiziologinių (biologinių) veiksnių, kurių svarbiausieji yra:
• laktacijos periodas • lytinio ciklo periodas
• gyvulio amžius ir fiziologinė jo būklė • veislė
Laktacijos periodas. Laktacijos periodu, vidutiniškai per 305d., pienas pakinta 3 kartus.
Pirmą laktacijos mėnesį piene gausu sausųjų medžiagų. Antrą ir trečią laktacijos mėnesį daugiausiai primelžiama pieno, sausųjų medžiagų, riebalų ir chloro būna mažiausiai, o vėliau iki aštunto laktacijos mėnesio minėtųjų medžiagų kiekis po truputį didėja. Laktozės, mineralinių medžiagų ir fosforo kiekis šiuo laktacijos periodu beveik nesikeičia. Pieno rūgštingumas esti didesnis laktacijos pradžioje, vėliau – pastovus, o laktacijos pabaigoje pienas dažniausiai būna mažesnio rūgštingumo.
Paskutiniąsias 7–10 d. prieš karvei užtrūkstant, padaugėja sausųjų pieno medžiagų, sumažėja pieno cukraus kiekis, pieno rūgštingumas, susmulkėja riebaliniai rutulėliai. Dėl fermento lipazės poveikio vyksta pieno riebalų hidrolizė ir padaugėja laisvų riebiųjų rūgščių, dėl to pienas apkartęs, sūrokas. Kadangi šiuo periodu gautas pienas pasižymi
blogomis organoleptinėmis ir technologinėmis savybėmis, jis į pieno perdirbimo įmones nepriimamas.
Lytinio ciklo periodas. Rujos metu pieno riebumas padidėja. Be to, rujos įtaka pieno sudėčiai priklauso nuo galvijų individualių savybių (Skimundris,1993).
Gyvulio amžius ir fiziologinė jo būklė. LVA praktinio mokymo ir bandymų centre tirta skirtingo genotipo karvių produktyvumo priklausomybė nuo amžiaus. Nustatyta, kad skirtingo genotipo karvių produkcijos kitimas, priklausomai nuo amžiaus buvo nevienodas. Daugelio jaunų karvių pienas buvo riebesnis ir baltymingesnis už senų. Pastebėta baltymų kiekio mažėjimo tendencija visų veislių karvių piene nuo III-sios laktacijos (Špakauskienė, 2002). V.Skimundris teigia, kad vidutinio amžiaus galvijai duoda geriausios cheminės sudėties ir technologinių savybių pieną lyginant su jaunesnių (dviejų laktacijų) ir senų galvijų (dešimties laktacijų ) pienu (26).
Karvių fiziologinė būklė turi lemiamą reikšmę jų produktyvumui ir gaunamo pieno kokybei bei pieno sudėčiai. Sergančių karvių piene dažniausiai sumažėja kazeino, riebalų, laktozės, dėl to pablogėja pieno maistinė, energetinė vertė bei technologinės savybės. Sergančių galvijų pieno pokyčiai priklauso nuo ligos formos ir eigos ( Skimundris, 1997).
Karvių veislė. Įvairių veislių karvių pieno sudėtis ir savybės yra skirtingos. Pieninių veislių (Holšteinų fryzų, Juodmargių, Cholmogorų ir kt.) karvės duoda daug pieno – 3500– 5500 kg, bet palyginti nedaug pieno riebalų (3,5–3,8 %) ir baltymų (3,1–3, %). Tačiau Džersių – pieninės veislės- karvės yra nelabai pieningos (2500–3500 kg), bet jų pienas riebus (5,0–6,5 %, net iki 9 %) ir baltymingas (3,9–4,3 %). Pabrėžtina, kad tos pačios veislės karvės, laikomos skirtingose geografinėse zonose, produkuoja skirtingą kiekį ir skirtingos cheminės sudėties pieną.
Veislė sąlygoja ir pieno rūgštingumą. Skirtingų veislių karvių pieno šis rodiklis gali svyruoti iki 4 °T. Gali būti skirtingas kazeino, pieno serumo baltymų frakcijų (albuminų ir globulinų) santykis.
Įvairių veislių karvių piene yra nevienodas riebalų rutulėlių kiekis. Simentalių – apie 2,7 mlrd/ml, Jaroslavlio – 2,4 mlrd/ml, Stepių žalųjų – 2 mlrd/ml. Taip pat skiriasi riebalų rutulėlių dydis. Jie stambesni Gorbatovo žalųjų – 2,63 µm, smulkesni Lebedino – 2,29 µm, Stepių žalųjų – 2,17µm (Skimundris V.,1997).
Labai svarbus faktorius yra genetinio potencialo gerinimas. Šio tikslo siekiama karves sėklinant tik aukštos genetinės vertės bulių sperma. Literatūriniai šaltiniai ir moksliniai tyrimai rodo, kad galvijų populiacijai tobulinti didžiausios įtakos turi bulių tėvai – 41 proc., mažesnės – 33 proc. bulių motinos. Taigi karvių bandų selekcijos sėkmę lemia
intensyvus bulių gerintojų panaudojimas. Parinkus bulių, gebantį pagerinti kūno tvirtumą, galūnes ir tešmens savybes, prailginamas produktyvusis karvės amžius. Galvijų veislininkystėje moksliniais tyrimais nustatyta, kad karvės tešmens rezistentiškumas yra 15 proc. paveldimas iš tėvinės pusės.
Bulius turi įtakos ne tik dukterų produktyvumui – pieno, pieno riebalų ir pieno baltymų kiekiui, bet ir pieno baltymų sudėčiai. Tyrimais nustatyta, kad pieno baltymas kazeinas paveldimas iš ,,tėvinės pusės“ (Gaidžiūnienė, 2003).
Tos pačios veislės galvijų pieno sudėtis ir savybės gali skirtis esant vienodoms šėrimo ir laikymo sąlygoms. Tai priklauso nuo organizmo individualių savybių.
1.2.2 Zootechniniai veiksniai, įtakojantys žaliavinio pieno kokybę
Išskiriami šie pagrindiniai zootechniniai veiksniai, įtakojantys pieno cheminę sudėtį ir savybes:
• Pašarai ir šėrimo būdas • laikymo sąlygos • melžimo sąlygos
Pašarai ir šėrimo būdas. Pašarai ir šėrimo būdas turi įtakos ne tik kiekybiniams pieno sudedamųjų dalių pokyčiams, bet ir pieno kokybei, technologinėms jo savybėms. Įvairių maisto medžiagų santykis galvijų racione turi būti optimalus, tik tada gausime aukštos kokybės pieną. Šeriant galvijus vienpusiškais pašarais, gali atsirasti įvairių organizmo sutrikimų, bei pablogėti pieno technologinės savybės (Gudonis,2002).
Racione esant šakniavaisių pertekliui, sumažėja pieno riebumas, pablogėja jo organoleptinės ir technologinės savybės. Karvių pienas lėtai koaguliuoja trūkstant kalcio druskų bei vienpusiškai šeriant koncentruotaisiais pašarais.
Pieno cheminė sudėtis priklauso ir nuo mikroelementų kiekio pašaruose. Pridėjus į racioną jodo, vario, kobalto (tose zonose kur jų trūksta), pagerėja pieno kokybė, jo technologinės savybės (pagerėja pieno koaguliacija, sutrauka tampa standesnė) (Skimundris, 1997).
Jei ganyklose ar šiene yra nuodingų augalų, pieno spalva, skonis, kvapas gali pakisti, toks pienas bus priskiriamas žemesniai rūšiai. Pienas apkarsta nuo žalios lieknosios plukės, raugės, bitkrėslės, kraujažolės, bastučių ir kt. Suėdusių daug rūgštynės, pieno baltymai
lengvai koaguliuoja, bet sunku sumušti sviestą, nuo pertekliaus vaistinės česnakūnės, pienas kvepia česnakais.
Norint išvengti pieno ydų, būtina nuolat kontroliuoti ganyklinių pašarų kokybę, o aštraus kvapo bei specifinio skonio pašarais karves šerti tik pamelžus, kad, likus 2–3 val iki kito melžimo, karvės jų nebeėstų (Kulpys, 2002).
Pieno sudėties ir jo komponentų savybių kitimas, priklausomai nuo žolyno tipo, turi įtakos pieno technologinėms savybėms. Varpinių žolyne ganytų karvių pienas 1,2 karto greičiau susitraukė (didesnės kazeino dalelės, daugiau alfa kazeino), pieno sutraukinimo tankis buvo 15,6 %, o elastingumas – 28,0 % didesnis negu ankštinių-varpinių žolyne ganytų karvių pieno. Skirtinga ir pieno kaip terpės pieno rūgšties bakterijoms vystytis biologinė vertė. Varpinių žolyne ganytų karvių piene bakterijų buvo 35 – 40 % daugiau, per tą patį laiką mažiau išrūgų išsiskyrė iš sutraukinto pieno, lyginant su ganytų ankštinių – varpinių žolyne karvių pienu (Marčiauskas,1991).
Nustatyta, kad šeriant karves nesmulkintais stambiaisiais pašarais, susidaro optimalios sąlygos didžiojo prieskrandžio mikrofloros veiklai. Didžiojo prieskrandžio mikrofloros fermentai suskaido 50 -70 % ląstelienos, susidaro acto, propiono, sviesto riebiųjų lakiųjų rūgščių. Šios rūgštys naudojamos energijai bei pieno sintezei. Trūkstant racione acto rūgšties, visuomet sumažėja pieno riebumas. Be to, ląsteliena skatina gyvulius atrajoti, prieskrandžių ir virškinamojo trakto veiklą. Susmulkinti pašarai greitai iš didžiojo prieskrandžio patenka į šliužą bei žarnyną ir blogai virškinami, ko pasekoje sumažėja pieno riebumas (Barkevičiūtė,1999).
Laikymas ir priežiūra. Melžiamų karvių sveikata, produktyvumas ir geros kokybės pienas priklauso nuo optimalaus mikroklimato sudarymo fermoje ir nuo tinkamai įrengtų laikymo vietų galvijams. Blogo pieno priežastimi dažnai esti patalpų ore tvyrantys mikroorganizmai, dulkės, įvairios dujos, blogas apšvietimas .
Laikant karves palaidas ir nepakankamai kreikiant, pienas bus teršiamas mechaninėmis detalėmis ir mikroorganizmais (Tacas, 2004).
Esant optimaliam karvidžių apšvietimui, skatinama pieno liaukos veikla ir vidutiniškai per metus galima gauti papildimai 300 kg pieno. Be to geras apšvietimas padeda įvertinti pieno švarumą, galima geriau įvertinti pirmąsias pieno čiurkšles, apšviestą patalpą lengviau valyti.
Melžimo sąlygos. Pieno riebumo padidėjimą sąlygoja tešmens masažas, intervalai tarp melžimų bei visiškas pieno išmelžimas. Neatliekant baigiamojo masažo, gaunamas
0,1–0,125 % liesesnis pienas už tą, kuris gaunamas iki galo išmelžus karvę. Jei intervalai tarp melžimų vienodi, pieno cheminė sudėtis nekinta, o jei nevienodi, po trumpesniojo intervalo pamelžtas pienas būna riebesnis. Dažniau melžiamų karvių pienas būna riebesnis, nes daugiausia pieno riebalų pasigamina per pirmąsias 3–4 val po melžimo. Iki galo pieno neišmelžus, patiriama riebalų nuostolių (Dūkštas, 1994).
Griežtai laikantis sanitarinių-higieninių reikalavimų, galima išmelžti pieną rankomis, kuris savo kokybe nenusileidžia pienui, melžtam melžtuvais, jei: 1) švari karvė, gerai nuplautas, dezinfekuotas ir sausai nušluostytas tešmuo; 2) melžėjos švarios rankos ir drabužiai; 3) išplauti ir dezinfekuoti melžimui skirti kibirai; 4) rankų, tešmens, pieno indų plovimui naudojamas geros kokybės vanduo; 5) melžėja melžia sausomis rankomis, nedrėkindama pirštų pienu melžimo metu; 6) kibire esantis pienas pernešant iki košimo vietos uždengiamas (Tacas, 2004).
Taigi, norint gauti aukštos kokybės pieną, reikia laikytis minėtų zootechninių, ūkinių bei technologinių reikalavimų.
1.3 Raugintų pieno gėrimų asortimentas
Rauginti pieno gėrimai – skysti, klampūs pieno produktai, gauti rauginant termiškai apdorotą pieną ar liesą pieno žaliavą specifiniais mikroorganizmais. Jie skirti parduoti vartotojui be tolesnio apdorojimo (19).
Lietuvoje gaminami plataus asortimento rauginti pieno gėrimai, kurių reikalavimus apsprendžia normatyviniuose aktuose nustatyti rodikliai (16, 22).
Rauginti pieno gėrimai gali būti natūralūs arba su papildomai laisvai pasirenkamais natūraliais skonio priedais, leidžiamais vartoti nustatyta tvarka. Pagal panaudoto raugo rūšį skirstomi į šias grupes:
1. Raugintas pienas (rūgpienis). Tai grynų pienarūgščių kultūrų raugu raugintas pienas. Lietuvoje gaminamas įvairaus riebumo natūralus rūgpienis - liesas, 1,5; 2,5 ir 3,2 % riebumo.
2. Kefyras.Tai natūraliu kefyro raugu raugintas pienas. Kefyras gaminamas šių rūšių:
- liesas, 1,0 ir 2,5 % riebumo su priedais.
3. Acidofilinis pienas. Tai grynų acidofilinių lazdelių raugu raugintas pienas. Acidofilinis pienas gaminamas šių rūšių:
- liesas, 1,0 ir 2,5 % riebumo. 4. Kiti rauginti pieno gėrimai.
Lietuvoje gaminamiems ar į Lietuvos rinką pateikiamiems raugintiems pieno gėrimams riebumo ar sausųjų medžiagų normatyvai neraglamentuojami. Rūgpienyje, acidofiliniame piene ir kefyre pieno baltymų turi būti ne mažiau kaip 2,8 % (Gudonis, 2002).
Rauginti pieno gėrimai vieni nuo kitų skiriasi gamybos būdu, raugo rūšimi, chemine sudėtimi. Kitose šalyse kaip žaliava plačiai naudojamas ne tik karvių, bet ir kitų gyvulių pienas (http://www.rumormillnews.com. Prieiga per internetą 2004 m. gruodžio 21 d.).
Pastaruoju metu Lietuvoje tampa populiarus ožkų pienas. KTU maisto institute atliktas mokslinis tiriamasis darbas, kurio tikslas buvo optimizuoti technologinius režimus rauginto ožkų pieno gamyboje. Mokslininkai rauginto ožkų pieno gamybai rekomenduoja taikyti termostatinį gamybos būdą, rūgštinės sutraukos pagerinimui - pieno miltelius, o užraugimui – skystus raugus (http://www.zum.lt/demmt/str-ozkos.html. Prieiga per internetą spalio 31 d.).
Pasaulyje gaminama apie 80 raugintų pieno produktų rūšių. Įvairios tautos turi savitų raugintų pieno produktų (Skimundris, 1993).
Kaip tik toks populiarus Azijoje produktas yra katykas Jis rauginamas pienarūgščių bakterij (Lactococcus lactis) raugu. Katykas nuo rūgpienio skiriasi tuo, kad rauginamas virintas pienas ir turi daugiau sausųjų medžiagų.
Švedijoje populiarus raugintas pieno produktas tetis. Jis yra tįstančios konsistencijos, nes rauginti naudojami Lactoccoccus cremoris štamai. Tipiška šio produkto savybė ta, kad viršutinėje pakuotės dalyje dauginantis pelėsiams susidaro šviesios spalvos nepermatoma plėvelė. Pelėsiniai grybai dėl savo fermentinio aktyvumo suteikia tik šiam produktui būdingą prieskonį.
Japonijoje populiarus jakutomas. Iš atgamintų lieso pieno miltelių gautas skystas pienas raugiamas 18 rūšių pienarūgščių bakterijų raugu. Prieš tai į pieną dedama jūroje augančių augalų Scenedesmus, kurie stimuliuoja pienarūgščių bakterijų lazdelių dauginimąsi. Produktas turi gaivinamąjį pienarūgštį skonį.
Varanecas – ukrainietiškas nacionalinis rauginto pieno gėrimas. Jis gaminamas iš natūralaus sterilizuoto arba šutinto pieno ir raugiamas pienarūgščių laktokokų raugu. Gautas produktas turi malonų pienarūgštį šutinto pieno skonį ir tirštoką konsistenciją.
Kumysas – tai mišraus rūgimo (pienarūgščio ir alkoholinio) rauginto pieno produktas, gaminamas iš šviežio kumelės pieno. Jam būdingas specifinis rūgštus skonis ir kvapas, skysta konsistencija (Krasauskaitė, 2001).
1.4 Kefyro maistinė ir cheminė sudėtis, kokybės rodikliai
Kefyro sudedamosios medžiagos teigiamai veikia daugelį žmogaus organizmo funkcijų. Jo siūloma gerti esant medžiagų apykaitos sutrikimams, sergant ateroskleroze, alerginėmis ligomis ir net tuberkulioze. Kefyras padeda reguliuoti ląstelių augimą, cholesterolio kiekį kraujuje, skrandžio ir žarnyno veiklą, hipertenziją. Švelniai rūgštus kefyro skonis ir jam būdinga mikroflora stimuliuoja skrandžio sulčių išsisikyrimą, gerina peristaltiką (Lissowska ir kt., 2004).
2 lentelė. Kefyro kokybės rodikliai (Radzevičienė, 2001)
Rodiklio pavadinimas Charakteristika
Išvaizda ir konsistencija Vienalytė, sutrauka suardyta (gamintas rezervuariniu būdu) ir nesuardyta (gamintas termostatiniu būdu). Gali būti oro
burbuliukų. Paviršiuje galimas išrūgų sluoksnelis (ne daugiau kaip 2 % kefyro kiekio).
Skonis ir kvapas Pienarūgštis, gaivus, aštrokas
Spalva Pieno baltumo, šviesiai kreminė
3 lentelė. Maistinė ir cheminė kefyro sudėtis
(http://www.users.chariot.net.au/~dna/kefir-composition.htm. Prieiga per internetą 2004 m. lapkričio 25 d.) Komponenetai g/100 g Komponentai /100 g Energija Riebalai (%) Baltymai (%) Laktozė (%) Vanduo (%) 65 3,5 3,3 3,5 87,5 Mineralinės medžiagos Calcis Fosforas Magnis Kalis Natris Chloridas Varis Mg 120 100 12 150 50 100 12 Pieno rūgštis Pirovynuogių rūgštis *1 Hipurino rūgštis *1 Oroto rūgštis *2 Citrinos rūgštis *2 Pieno rūgštis *3 Etilo alkocholis *4 Cholesterolis (Mg) Fosfatai (Mg) 0,8 1 0,9 13 40 Vitaminai A Karotinas B1 B2 B6 B12 Folio rūgštis *5 Niacinas C D E Mg 0,06 0,02 0,04 0,17 0,05 0,5 4,3~9,3 0,09 1 0,08 0,11 Nepakeičiamos amino rūgštys
Triptofanas Fenilalaninas Leucinas Isoleucinas Treoninas Metioninas + cisteinas Lizinas Valinas 0,05 0,35 0,34 0,21 0,17 0,12 0,27 0,22 Mikroelementai Geležis Cinkas Mg 0,05 0,36 Aromatiniai komponentai Acetaldehidai *6 Diacetilis *6 Acetoinas *6
*1: Pirovynuogių ir hipurino rūgšties atsiranda laikymo metu, dėka fermentacijos (laikant 21d. 4°C).
*2: Oroto ir citrinos rūgšties didėja nežymiai laikymo metu (laikant 21d. 4°C).
*3: Pieno rūgšties koncentracija laikymo metu didėja, maksimumas pasiekiamas per 21 d., laikant 4 °C.
* 4: Šviežiame kefyre alkoholio kiekis labai mažas, jis didėja laikymo metu. Gali pasiekti net iki 0,2-0,3 % alkoholio, priklausomai koks laktozės kiekio šviežiame piene, taip pat nuo laikymo sąlygų.
*5: Šviežiame produkte (0 d.) folio rūgšties kiekis mažas, o dėka laikymo – didėja. Tam įtakos turi raugas, naudojant tradicinį kefyro grybelį, pasigamina per 48 val.(4 °C). *6: Acetaldehidų kiekis kefyre paprastai didėja nuo 0 iki 21d., galutinė koncentracija siekia 1,1 g/100g. Acetoino kiekis būna didesnis šviežiame kefyre, po to jis pamažu mažėja. Diacetilio kiekis priklauso nuo motininės kultūros.
(http://www.users.chariot.net.au/~dna/kefir-composition.htm. Prieiga per internetą 2004 m. lapkričio 25 d.)
3.1. Kefyro gamybos technologijos ypatumai ,,AB Kauno pienas"
Ši įmonė gamina įvairaus asortimento kefyrą: • Kefyras ,,Dvaro“, 3,2 %
• Kefyras ,,Bios“, 2,5 % • Kefyras ,,Labas rytas“, 2,5 % •Kefyras ,,Ūpas“, 2,5 % • Kefyras ,,Žvaigždutė", 2 %
Išskiriami du kefyro gamybos būdai:
- rezervuarinis, kai normalizuotas šiluminiu būdu apdorotas iki užrauginimo temperatūros atšaldytas mišinys užraugiamas ir rauginamas dvisieniuose rezervuaruose, skirtuose raugintų pieno gėrimų gamybai. Šie rezervuarai turi tarpsienius pageidaujamam šiluminiam režimui palaikyti ir maišyklės geram ir tolygiam mišinio su raugu ir sutraukos išmaišymui;
- termostatinis, kai normalizuotas šiluminiu būdu apdorotas ir iki užrauginimo temperatūros atšaldytas mišinys užraugiamas voniose, išmaišomas, išpilstomas ir rauginamas termostatinėje kameroje (Gudonis, 2002).
Pastaruoju metu AB ,,Kauno pienas“ kefyras gaminamas tik rezervuariniu būdu. Prieš keletą metų taikytas ir termostatinis gamybos būdas.
Kefyro technologinis procesas atliekamas pagal sekančią technologinę schemą: • žaliavos priėmimas
• pieno normalizavimas, homogenizavimas, pasterizavimas ir atšaldymas • pakartotinis terminis apdorojimas ir išlaikymas pasterizavimo temperatūroje
• mišinio atšaldymas, užraugimas ir rauginimas • surauginto produkto atvėsinimas
• produkto fasavimas ir ženklinimas • pagaminto produkto atšaldymas
• produkto brandinimas • laikymas ir gabenimas Žaliavos priėmimas
Pienas priimamas pagal kiekį ir įmonės laboratorijos nustatytą kokybę. Pieno valymas, atšaldymas, sukaupimas ir laikymas
Pienas valomas pieno filtruose, atšaldomas iki ne aukštesnės kaip 6 °C temperatūros, sukaupiamas ir laikomas žaliavinio pieno talpyklose ne ilgiau kaip 36 val.
Pieno normalizavimas. homogenizavimas, pasterizavimas ir atšaldymas
Pienas pašildomas iki 37±2 °C temperatūros ir normalizuojamas iki reikiamo riebumo „Tetra Alfast“ normalizatoriumi bei homogenizuojamas 10±2 MPa (100±20 bar) slėgyje. Normalizuotas homogenizuotas mišinys pasterizuojamas pasterizavimo – atšaldymo įrenginyje 88±2 °C temperatūroje, išlaikant 15–20 s, atšaldomas iki ne aukštesnės kaip 6 °C temperatūros, ir sukaupiamas pieno talpykloje. Atšaldytą iki 6 °C temperatūros mišinį talpykloje galima laikyti neilgiau kaip 16 val.
Pakartotinis terminis apdorojimas ir išlaikymas pasterizavimo temperatūroje
Mišinys pasterizuojamas 92±2 °C temperatūroje ir nukreipiamas į išlaikymo talpyklą. Šioje temperatūroje mišinys išlaikomas ne mažiau kaip 10 min.
Mišinio atšaldymas, užraugimas ir rauginimas
Termiškai apdorotas mišinys per pasterizatoriaus regeneracijos sekciją atšaldomas iki užraugimo temperatūros (20–25) °C ir nukreipiamas talpyklą, skirtą rūgščių pieno produktų gamybai (negalima laikyti neužraugto mišinio užrauginimo temperatūroje), kur nedelsiant užraugiamas, pridedant natūralaus kefyro grybelių raugo (1–5 % nuo bendro mišinio kiekio) arba kitų tinkamų raugo mikroorganizmų kultūrų. Įvedus raugą, mišinys maišomas 15 min.
Išmaišytas mišinys paliekamas 8–12 val. rauginimui iki pieno baltyminės sutraukos susidarymo, kurios rūgštingumas 85–90 °T (pH = 4,65–4,55).
Baigus rauginimą sutrauka periodiškai (kas 20 min) maišant atšaldoma iki 20±2 °C temperatūros. Šaldoma leidžiant į talpyklos tarpsienį leduotą vandenį.
Pagaminto produkto atšaldymas
Išfasuotas kefyras pervežamas į šaldymo kamerą, kurioje palaikoma ne aukštesnė kaip 6 °C temperatūra. Kameroje produktas toliau šaldomas kol jo temperatūra pasiekia 6 °C.
Produkto brandinimas
Atšaldytas kefyras šaldymo kameroje brandinamas iki 24 val. Nuo užraugimo iki brandinimo pabaigos turi praeiti ne mažiau kaip 48 val. Brandinimo pabaiga laikoma technologinio proceso pabaiga.
Nesilaikant technologinių režimų, gali atsiarasti kefyro ydų (žiūr. priedą nr. 1).
1.6 Kefyro grybelio mikrobiologijos ypatumai
Kefyro grybelio mikrobiologija - viena iš painių mokslo sričių ir galima sakyti, kad neįminta mįslė (Королев,1974). Mokslininkai daug kartų bandė suformuoti kefyro grybelį iš atskirų mikroorganizmų, įeinančių į jo sudėtį, gauti naują kefyro grybelį, bet kol kas to nepavyko įgyvendinti (Garrote Graciela ir kt. 2001).
Normalūs, sveiki kefyro grybeliai išdžiovintame būvyje yra netaisyklingos grūdo formos, sudrėkinti stipriai išbrinksta, padidėja 3–5 kartus (žiūr. priedą nr.2.).
Kefyro grybeliai turi pilnai apspręstą, pakankamai sudėtingą savo struktūrą ir biologiniu požiūriu yra kaip sudėtingas gyvas organizmas – auga, dauginasi ir perduoda savo savybes ir struktūrą sekančiai kartai. Praktikoje tokiu būdu gaunamos naujos kefyro grybelio porcijos. Įprasta terpė, kurioje kefyro grybelis kultivuojamas, yra pienas (Королева, 1975).
KTU maisto instituto mokslininkai nustatė, kad siekiant išspręsti varškės išrūgų panaudojimą, galima jose, kaip mitybinėje terpėje, auginti kefyro grybelio biomasę (Liutkevičius ir kt., 2004). Rusijos mokslininkai tyrė galimybes auginti kefyro grybelio biomasę fermentinių sūrių išrūgose ir nustatė, kad jose 1,8 karto masės prieaugis didesnis nei varškės išrūgose (Рябцева, 2002).
Mokslininkų nuomonės apie grybelio sudėtį skirtingos: E.Kernas teigia, kad grybelio kūnas (stroma) susideda iš sporinių lazdelių, artimų Bac.subtilis arba aerobinių sviesto r. bakterijų. Stromos mikrobai beveik nedalyvauja pačiame brendimo procese, aktyvūs
elementai yra streptokokai ir mielės. V.Kunce teigia, kad stromos mikrobai atlieka aktyvų vaidmenį brandos procese kaip ir streptokokai ir mielės. E. Freidenreicho nuomone grybelio stroma susideda iš lactabacilų (Bact.caucasicum) ir stromos mikrobai beveik nedalyvauja brandos procese, čia aktyvūs elementai tik streptokokai ir mielės (Королев, 1974).
E. P. Feofilova nustatė, kad periferinėje grybelio dalyje randomos mielės, kurios skaido laktozę, o giliai viduje – neskaidančios. V. I. Bukanova nustatė, kad skaidančios laktozę mielės pasižymi stipriu antibiotiniu veikimu bei turi svarbią reikšmę produkto kokybei.
Tyrimai parodė, kad : a) atskiros švarios kultūros tiek streptokoko, tiek ir lazdelės, duoda produktui silpnai rūgštų skonį; b) sumaišymas šių kultūrų suteikia kiek labiau rūgštesnį skonį; c) pridėjus prie šių kultūrų mielių – skonis daugiau švelnus, nors titruojamasis rūgštingumas ryškiai nesumažėja. Mielės pagerina produkto skonines savybes, jų dėka susidaro dujos ir geras aromatas (Королева, 1975).
Į normalių grybelių sudėtį turi įeiti elementai: Str.lactis (streptokokai), Bact.casei (lazdelės), mielės ir stromos lazdelė. Visi likę mikrofloros elementai, taip pat ir sporinės lazdelės, jei jų aplamai aptinkama, gali skirtis tiek rūšimi, tiek kiekiu.
Šiuo pavyzdžiu remiantis galima teigti, kad tik raugas, turintis visus tris mikrobiologinius elementus, gali suteikti normalų procesą ir normalų produktą, o pašalinimas nors vieno iš šių elementų, duoda didelį nukrypimą nuo normos (Garrote Graciela ir kt., 2001).
1.7 Įvairių priedų įtaka kefyro kokybei
Siekiant sukurti biologiškai vertingesnį produktą, pagerinti skonį, kvapą, konsistenciją, kefyro gamyboje naudojami papildomi ingredientai – bakterinių kultūrų raugai, vitaminai, mineralinės medžiagos, baltymų, vaisių, daržovių ir kiti natūralūs skonio priedai .
Pastaruoju metu rinkoje pasirodė kefyras su laktuloze. Rusijos mokslininkai atliko tyrimus kaip gamyboje naudojamo raugo mikroorganizmai sąveikauja kartu su laktuloze. Bandymų duomenys parodė, kad kefyro ir mezofilinis simbiotinis raugas intensyviai metabolizuoja laktulozę (Храмцов, 2002).
Atlikti tyrimai siekiant nustatyti, kaip bifidogeninins preparatas ,,Laktobel“ įtakojo kefyro fizikines – chemines ir organoleptines savybes. Nustatyta, kad kefyro klampiui nebuvo žymios įtakos, titruojamasis rūgštingumas padidėjo, o organoleptines savybes ypač pagerino 1,75-2,5 % koncentrato įterpimas (Храмцов, 2003).
Ankstyvą pavasarį, susilpnėjus pienarūgščių mikroorganizmų veiklai piene ir sutrikus aromatinių medžiagų sintezei, pablogėja pieno cheminė sudėtis ir sumažėja jo biologinė vertė.
Gaminanant kefyrą, pienas greičiau surūgsta pridėjus Zn, Mg, Co jonų. Mikroorganizmų augimui, jų veiklai stimuliuoti rekomenduojama vartoti ne pavienius mikroelementus, o jų mišinius. Atsižvelgiant į rūgimo greitį, baltymų pokyčius ir organoleptines kefyro savybes, geriausiai kefyrui gaminti tinka Co (1:500 000) ir Mn – Co mišinys (1:250 000). Pridėjus kobalto, suintensyvėja pieno rūgimas ir mažiau išsiskiria išrūgų, todėl kefyras gaunamas būdingo skonio, be pašalinių prieskonių. Pridėjus Mn – Co mišinio, padidėja pieno rūgimo greitis; be to Mn jonai labai reikalingi pienarūgštės mikrofloros vystymuisi ir veiklai. Zn (1:100 000) ir Mn (1: 250 000) – nors ir skatina rūgimą, bet kartu spartina išrūgų išsiskyrimą, todėl gaunamas skystesnis kefyras; gaminant su Mn priedu, daugiau susidaro dujų.
Gaminant kefyrą su mikroelementų priedu, 10-15 % sutrumpėja technologinis procesas, produktas gaunamas biologiškai vertingesnis, nes jame daugiau nepakeičiamųjų laisvųjų amino rūgščių (Bernatonis,1979).
Išrūgų baltymų koncentrato (toliau IBK–UF) panaudojimą raugintų pieno produktų gamyboje plačiai tyrinėjo S.Urbienė. Tyrimų rezultatais nustatyta, kad optimali IBK–UF dozė, gaminant kefyrą yra 1,0 % arba 1,5 %. Sukurta kefyro ,,Rytas“ technologija, kurioje panaudotas 1,5 % IBK–UF priedas. Šio produkto klampumas 16-19 % didesnis nei analogo, 7,3-8 % didesnis bendras amino rūgščių kiekis, skoras 10 % didesnis nei analogo. Produktai, pagaminti su IBK–UF priedu tiksotropiškesni ir turi mažesnį struktūros suardymo laipsnį. Atlikti struktūros tyrimai leido nustatyti, kad išrūgų baltymai aktyviai dalyvauja erdvinės rūgštinės struktūros susiformavime. Dėl to naujų produktų sinerezės procesas daug lėtesnis, o tai ypač svarbu raugintų gėrimų kokybei užtikrinti (33).
Lietuvoje šiuo metu IBK–UF priedas kefyro gamyboje nenaudojamas.
Vitamino C kiekis piene priklauso nuo metų laiko, karvių pašaro, veislės. Yra atlikti tyrimai apie askorbo rūgšties kiekio kitimą laikant pasterizuotą ir raugintą pieną bei rauginimo metu. Laikant pasterizuotą neraugintą pieną 6–7 °C temperatūroje vitamino C kiekis per 24 h sumažėja 16 %, per 48 h – net 42 %. Suraugintame piene gautas 25 %
mažesnis vitamino C kiekis, negu neraugintame. Atliktas bandymas, kurio metu į pasterizuotą pieną prieš rauginimą įterptas skirtingas išrūgų baltymų koncentrato kiekis. Raugintame piene be baltyminio priedo per 48 h suskilo 46 % askorbo rūgšties, lyginant su pradiniu jos kiekiu, o raugintame piene su 1 %, 2 %, 3 % IBK–UF priedu per tą patį laiką skilo atitinkamai 29 %, 22 % ir 19 %. Padaryta išvada, kad IBK–UF priedas sulėtina vitamino C skilimą rauginimo metu (Urbienė ir kt., 2000).
Rusijoje atlikti tyrimai kefyro, praturtinto biologiškai aktyviu priedu – liucernos ekstraktu. Tyrimai parodė, kad naudojant šį priedą, produkte padidėja sausų medžiagų kiekis, pagerėja konsistencija, pagerinama spalva, mažiau išsiskiria išrūgų, padidėja titruojamasis rūgštingumas, pagerėja mikrobiologiniai rodikliai (Потороко, 2004).
Kitas biologiškai aktyvus priedas – chitozanas, jau pritaikomas raugintų pieno gėrimų gamyboje, o gauti produktai pasižymi gera konsistencija (Алиева, 2002).
Krakmolo panaudojimas raugintų pieno gėrimų gamyboje pagerina produkto struktūrą ir stabilumą laikant. Modifikuotas krakmolo ir karboksimetilceliuliozės mišinio įterpimas gamyboje sumažina išrūgų išsiskyrimą laikymo metu. Buvo atlikti tyrimai po 3 parų produkto išlaikymo ir nustatyta, kad kefyro klampis praktiškai nepakito (Салова, 2003).
1.8 Biocheminiai ir fizikiniai - cheminiai procesai vykstantys kefyro gamyboje
Pagrindiniai biocheminiai procesai, vykstantys kefyro gamyboje, kefyro grybelio raugo mikroorganizmų vykdomas - pienarūgštis ir spiritinis pieno cukraus rūgimas, kazeino koaguliacija ir gelio susidarymas, kurių dėka formuojasi pagaminto produkto konsistencija, skonis ir kvapas (http://www.neomoloko.ru/biblio/book/gorbatova_07.pdf. Prieiga per internetą 2004 m. birželio 3d.).
Pagal rauginimo būdą, kefyras priskiriamas mišraus (pienarūgščio ir alkoholinio), rūgimo produktams.
Pieno cukrus – laktozė, turi laisvą hidroksilą, todėl pasižymi redukuojančiomis savybėmis. Natūralaus pieno arba raugo bakterijų, mielių ar pelėsinių grybų išskiriamas fermentas laktazė katalizuoja laktozės hidrolizę ir ši skyla į heksozes – gliukozę ir galaktozę. Po to, vykstant visai eilei fermentinių reakcijų, iš heksozių susidaro pirovynuogių rūgštis. Vykstant pienarūgščiam rūgimui, pirovynuogių rūgštis yra
redukuojama iki pieno rūgšties, katalizuojant fermentui laktatdehidrogenazei (homofermentinis pienarūgštis rūgimas) (Grinienė, 1998).
Pieno mielės sukelia alkoholinį rūgimą. Jo metu pirovynuogių rūgštis, veikiant fermentui piruvatdekarboksilazei skyla į CO2 ir acetaldehidą. Redukuojantis acetaldehidui,
susidaro etilo alkoholis (heterofermentinis pienarūgštis rūgimas). Mielių veikimas priklauso nuo daugelio faktorių: mielių rūšies, pieno cukraus kiekio naudojamoje žaliavoje, temperatūros, terpės pH ir kt. (Grinienė, 1968; Горбатова,1984).
Pienarūgščio rūgimo mikroorganizmai skirstomi į homofermentinius ir heterofermentinius. Homofermentiniams mikroorganizmams priskiriama Lac.lactis, Lac.cremoris, Lac.diacetilactis, Str.thermophilus, L.bulgaricus, L.acidophilus, jiems veikiant susidaro pieno rūgštis. Heterofermentiniams priskiriama Leuc.cremoris, Leuc. Dextranicum ir kt. Jų veiklos rezultate susidaro pieno rūgštis, įvairios lakiosios rūgštys, diacetilas, etilo alkoholis, anglies dioksidas ir kt. Ypač svarbų vaidmenį atlieka aromatą sukeliantieji mikroorganizmai, kuriems veikiant susidaro lakios rūgštys, diacetilas, acetoinas ir kt. Kombinuojant paminėtas mikroorganizmų rūšis ir reguliuojant rauginimo temperatūrą, produktą galima gauti reikiamo skonio, aromato ir konsistencijos (http://www.neomoloko.ru/biblio/book/gorbatova/gorbatova_07.pdf. Prieiga per internetą 2004 m. birželio 3d.)
Pieno rūgšties susidarymas turi svarbią reikšmę baltyminės pieno sutraukos formavimuisi, kuri apsprendžia produkto konsistenciją.
Kazeino koaguliacija. Pieno rūgštinis rauginimas – tai sudėtingo pieno baltymo kazeino agregatinio būvio pasikeitimas, pereinant jam iš zolio į gelį. Nuo laktozės rūgimo susidarant terpėje įvairioms organinėms rūgštims, kylant terpės vandenilio jonų koncentracijai ir artėjant prie kazeino izoelektrinio taško, kazeino micelės pradeda sudaryti vandenyje netirpius, panašius į siūlus agregatus. Toliau artėjant prie kazeino izoelektrinio taško (pH 4,6–4,7), agregavimosi procesai vyksta sparčiau ir pieno masėje susiformuoja erdvinis pieno baltymų tinklas. Šio tinklo kilpelėse lyg ir užsidaro dispersinė aplinka su visomis joje esančiomis sudedamosiomis pieno dalimis (Горбатова, 1984).
Pagal kazeino micelių tarpusavio jungčių pobūdį rūgštinė pieno sutrauka yra koaguliacinės struktūros. Rūgštinės kazeino sutraukos reologinės ir sineretinės savybės priklauso nuo raugų sudėties ir savybių, nuo pieno sudėties ir savybių, jo šiluminio ir mechaninio apdorojimo režimo, baltymų koaguliacijos būdo trukmės bei kitų veiksnių (Gudonis, 2002).
1.9 Įvairių faktorių įtaka sutraukos reologinėms ir sineretinėms savybės
Pieno sudėtis, ypač sausų medžiagų kiekis, kazeino kiekis ir jo micelių dydis, sąlygoja rūgštinės baltymų koaguliacijos greitį, apsprendžia sutraukos tvirtumą. Be to, nuo pieno sudėties priklauso raugo pienarūgščių bakterijų vystymasis. Ilgalaikis žaliavinio pieno laikymas žemoje temperatūroje sukelia kazeino micelių struktūros ir sudėties pasikeitimus, ko pasekoje padidėja sutraukos klampumas, sulėtėja sinerezė (Горбатова, 1984).
Siekiant pagerinti produktų reologines savybes ir konsistenciją (ypač mažo riebumo produktų), rekomenduojama žaliaviniame piene padidinti sausų medžiagų kiekį. Esant mažam sausų medžiagų kiekiui, sutrauka bus gležnos konsistencijos, pilstymo metu neišvengsime putų susidarymo. Tuo tikslu naudojami baltyminiai priedai (Банникова,1987).
Raugo sudėtis, kokybė ir aktyvumas lemiamai veikia gaminamo produkto kokybę. Raugų mikroflora katalizuoja pieno traukinimo procesą, stimulioja sutraukos sinerezę ir sudaro nepalankias sąlygas pašalinei mikroflorai augti. Raugų mikroflora keičia pagrindines pieno sudedamąsias dalis į junginius, lemiančius produkto skonį, kvapą, maistinę ir biologinę jų vertę. Raugo mikrofloros išskirti junginiai (ypač CO2) formuoja
produktų konsistenciją (Gudonis, 2002).
Sausų medžiagų padidinimas piene turi svarbią reikšmę raugo mikroorganizmų aktyvumui. Skirtingoms kultūroms reikalingas skirtingas sausų medžiagų poreikis, tai apsprendžia individualios kultūrų savybės.
Baltymai – azotinių junginių šaltinis, jie pasižymi buferinėmis savybėmis. Padidindami sistemos buferingumą, baltymai sumažina inhibitorinį pieno rūgšties veikimą naudojamo raugo mikroflorai.
Baltymų skilimo produktai – peptonai ir peptidai sustiprina daugumos padermių pienarūgščių streptokokų ir kai kurių lazdelių augimą. Labiausiai veikia Str. Lactis ir Str. cremoris aktyvumą.
Dauguma pienarūgščių kultūrų augimui panaudoja apie 16 amino rūgščių. Str. Lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis būtina gliutamino rūgštis, valinas, metioninas, leucinas ir histidinas. Daugumai pienarūgščių kultūrų augimui reikalingos tirozinas, alaninas, lizinas, kitoms – treoninas, triptofanas ir argininas.
Daugelio pienarūgščių lazdelių aktyvumui reikalingi vitaminai riboflavinas ir folio rūgštis, kai kurioms-piridoksinas, tiaminas ir vitaminas B12. Str. Lactis, Str. cremoris, Str.
Str. diacetilactis reikalinga nikotininė rūgštis, pantoteno rūgštis ir biotinas. Riboflaviną naudoja tik Str. cremoris (Банникова, 1987).
Raugo kiekio įtaka. Raugo kiekis, užraugiant kefyrą, turi įtakos ne tik rūgimo laikui, bet ir kefyro konsistencijai.
Pastaruoju metu, gaminant kefyrą, rekomenduojama raugti 3–5 % gamybinio raugo (Gudonis, 2002). Senesnėje literatūroje teigiama (Богданова, 1965), kad geriausia produkto konsistencija gaunama naudojant 5-10 % gamybinio raugo. Padidinus raugo kiekį nuo 10–30 %, kefyro klampis sumažėja.
4 lentelė. Kefyro rūgimo laiko priklausomybė nuo raugo kiekio
Raugo kiekis, % 0,1 0,3 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Rauginimo laikas, val 12-17 11-17 11-16 10-15 9-14 8-13 8-12 7-12
Labiau švarus skonis ir vienalytė konsistencija būdinga užraugiant 0,3-1 % raugo. Klampesnis produktas gaunamas naudojant 5-10 % raugo, o esant mažesniam raugo kiekiui, prailgėja rūgimo laikas.
Svarbią reikšmę rauginimo laikui ir vykstantiems mikrobiologiniams procesams turi rauginimo temperatūra. Nustatyta, kad optimaliausia kefyro užraugimo temperatūra yra 23– 25 °C, tuomet produktas pasižymi geriausiomis organoleptinėmis savybėmis ir konsistencija. Bandyta pagreitinti technologinį procesą ir kefyrą rauginti 34–35 °C temperatūroje iki sutraukos rūgštingumo 75–80 °T. Tačiau šiuo atveju gautas produktas skoniu labiau priminė rūgpienį. Didžiausias kiekis angliarūgštės ir lakiųjų rūgščių, suteikiančių kefyrui specifinį skonį, susidaro raugiant produktą 25 °C temperatūroje.
Sutraukos struktūrinės-mechaninės savybės ir rūgštingumas yra pagrindinis faktorius, apsprendžiantis kefyro surūgimo pabaigą.
Kefyro, gaminamo rezervuariniu būdu, konsistencija priklauso nuo sutraukos rūgštingumo prieš permaišymą. Sutraukos maišymas teigiamai veikia kefyro konsistenciją ir išrūgų išsiskyrimą laikymo metu.
Žemas sutraukos rūgštingumas (~75 °T) prieš permaišymą priveda prie išrūgų išsiskyrimo pagamintame produkte. Jei prieš permaišymą sutraukos rūgštingumas pasiekia ne mažiau 85 °T, pagamintame produkte išrūgos neišsiskiria. Maišant turi susidaryti vienalytė konsistencija (Богданова, 1965).
Kefyro brendimo metu sparčiai dauginantis mielėms, susikaupia alkoholinio rūgimo produktai, įvyksta baltymų dehidratacija ir sutrauka sustandėja. Kefyro grybelio rauge esantys fermentai sukelia dalinę baltymų hidrolizę susidarant peptonams. Jų būna tuo daugiau, kuo ilgiau trunka kefyro brendimas (Skimundris, 1993).
Kefyrą brandinant 14 °C temperatūroje, produktas gaunamas aštresnio skonio, nei brandintas 8–10 °C temperatūroje. Kefyrą 14 °C temperatūroje rekomenduojama brandinti 6 val., o 6–10 °C temperatūroje – 12–16 val. (Богданова, 1965).
Pagal išlaikymo trukmę, rūgštingumą ir etilo alkoholio kiekį kefyras skirstomas į 3 grupes: 1) silpnas – vienos dienos, ne didesnio kaip 90 °T rūgštingumo, etilo alkoholio jame iki 0,2 %; 2) vidutinis – dviejų dienų, ne didesnio kaip 105 °T rūgštingumo, etilo alkoholio jame iki 0,4 %; 3) stiprus – trijų dienų, ne didesnis kaip 120 °T rūgštingumo, etilo alkoholio ne daugiau kaip 0,6 % (Semih Otes ir kt.,2003).
Pasterizavimas – tai pieno kaitinimas 63-100 °C temperatūroje, kad būtų sunaikintos patogeninių ir saprofitinių mikroorganizmų vegetatytyvinės formos ir fermentai (19).
Yra trys pieno pasterizavimo būdai: 1) kai pienas 63–65 °C temperatūros išlaikomas 30 min, – ilgasis pasterizavimas; 2) kai 72–76 °C 15–20 s – trumpasis, 3) kai iki 85 °C temperatūros įkaitinamas akimirksniu, iškart srovėje atšaldomas – momentinis pasterizavimas.
Momentinis pasterizavimo režimas yra efektyviausias, pieno fizikiniai ir cheminiai pokyčiai didžiausi, lyginant su trumpuoju ir ilguoju būdais (Skimundris, 1993).
Šildant pieną greičiausiai ir lengvai kinta komponentai, turintys daug nedidelės energijos jungčių. Irstant vandenilinėms ir mažos energijos kovalentinėms jungtims, denatūruojasi išrūgų baltymai, jie reaguoja su kitais pieno komponentais, tarpusavyje reaguoja jų frakcijos. Išrūgų baltymai pradeda denatūruotis 63 °C temperatūroje, procesas suintensyvėja 70 °C temperatūroje, o 90 °C temperatūroje per trumpą laiką koaguliuoja beveik visi išrūgų baltymai.
Kazeinas yra termostabilus pieno baltymas. Pieną šildant nuo kazeino-kalcio fosforo komplekso atskyla apsauginiai gliukomakropeptidai, dalis organinio fosforo ir kalcio. Kazeino micelių stabilumas priklauso nuo jų būvio ir hidratacijos laipsnio, tai yra nuo pieno druskų pusiausvyros, kazeino micelių sudėties, dydžio, struktūros, vandenilio jonų koncentracijos piene ir kitų veiksnių.
Šiluminio apdorojimo metu vykstantys laktozės pokyčiai priklauso nuo šiluminio apdorojimo efektyvumo, 70–85 °C temperatūroje šie pokyčiai minimalūs, o aukštesnėje temperatūroje dalis laktozės izomerizuojasi į laktulozę (Gudonis, 2002).
Struktūrinės – mechaninės sutraukos savybės ir sinerezės procesas priklauso nuo pieno šiluminio apdorojimo režimų.
Padidinus pasterizacijos temperatūrą, padidėja sutraukos tvirtumas ir sumažėja išrūgų išsiskyrimo intensyvumas. Tai įvyksta dėl sutraukoje padidėjusio išrūgų baltymų kiekio (ypač β-laktoglobulino), kurie sustiprina erdvinę struktūrą ir gebėjimą sulaikyti drėgmę.
5 lentelė. Pasterizacijos temperatūros įtaka rūgštinės sutraukos tvirtumui (Богданова, 1965) Pasterizacijos temperatūra, °C 72–74 80 90 Sutraukos tvirtumas, Pa 62 64,5 72
Reguliuojant pieno šiluminio apdorojimo režimus, galima gauti norimų reologinių savybių sutrauką
Siekiant padidinti sutraukos tvirtumą ir užkirsti kelią išrūgų išsiskyrimui laikant kefyrą, rekomenduojama žaliavą pasterizuoti 85–95 °C temperatūroje (Горбатова, 1984).
Homogenizacija – mechaninio apdorojimo procesas, kurio metu riebalų rutulėliai yra disperguojami į mažesnius ir vienodai paskirstomi visame produkto tūryje (19).
Pieną laikant, lipidų rutulėliai iškyla į paviršių ir sudaro grietinėlės sluoksnį, kuris vėliau nesimaišo su pagrindine mase. Tai blogina pieno pradines savybes bei pagamintų ilgo laikymo pieno produktų kokybę. Norint sumažinti lipidų rutulėlių išsiskyrimo greitį, reikia rutulėlius sumažinti, kadangi jų dydis turi didžiausios įtakos išsiskyrimo greičiui (Gudonis, 2002).
Kefyro gamyboje homogenizacija būtina siekiant užkirsti kelią riebalų atsiskyrimui, pagerinti pagaminto produkto konsistenciją ir padidinti tvirtumą laikant.
6 lentelė. Skirtingo homogenizacijos slėgio įtaka kefyro klampiui (Богданова, 1965)
Homogenizacijos slėgis, kg/cm² Klampis (ištekėjimas per s, esant 20 °C)
Be homogenizacijos 40,7 125 73,3 150 83,7 6 lentelės tęsinys 27 psl.
6 lentelės tęsinys
175 139,0 200 100,7 Remiantis L.A. Miliutinos tyrimais, aukščiausias kefyro klampis nustatytas prie 175
atm. homogenizacijos. Tolimesnis slėgio didinimas iki 200 atm. neduoda žymaus efekto. V.A. Šeršnevos nustatyta, kad minimalus pieno homogenizacijos slėgis, apsprendžiantis gerą produkto kokybę yra 125 atm. (Богданова, 1965).
A.Gudonis teigia, kad homogenizavimo slėgis kefyro gamyboje priklauso nuo lipidų kiekio emulsijoje ir svyruoja nuo 10 iki 25 MPa. Didesnio riebumo pieno emulsijos homogenizuojamos mažesniame slėgyje, kadangi dėl apvalkalėlinių medžiagų trūkumo emulsija gali būti destabilizuojama. Pakankamas homogenizavimo efektyvumas pasiekiamas, kai 1 gramui pieno lipidų tenka apie 0,2 g kazeino (12).
Senesnėje literatūroje teigiama (Богданова, 1965) kad daug perdirbimo įmonių, gaminančių kefyrą rezervuariniu būdu, pieno nehomogenizuoja, o geros konsistencijos kefyrą gauna dėka pasterizacijos temperatūros aukštesnės nei 90 °C.
2. DARBO METODIKA
Darbas atliktas 2004 m. gegužės – rugpjūčio mėn. KTU maisto instituto technologijos ir bandymų laboratorijoje. AB ,,Pieno žvaigždės" filiale ,,Kauno pienas" įsisavinta kefyro gamybos technologija, o KTU maisto instituto technologijos laboratorijoje ištirta įvairių pasterizacijos režimų ir sausų baltyminių medžiagų įtaka kefyro savybėms.
Tyrimų objektas – kefyras, pagamintas skirtingomis sąlygomis.
2.1 Medžiagos, naudotos kefyro gamyboje
Tiriamąjame darbe nustatytos įvairiai pagaminto kefyro fizikinės-cheminės savybės, juslinės savybės bei mikrobiologiniai rodikliai. Kefyras gamintas laboratorinėmis sąlygomis.
Kefyro bei kefyro raugo gamybai naudotas 2,5 % riebumo pienas (ĮST 6240345-17:2003) iš prekybos tinklo.
Raugo gamybai naudotas kefyro grybelis iš AB ,,Kauno pienas“ raugų laboratorijos. Lieso pieno miltelių (LPM) (TS 8370798-01-95) ir sausų išrūgų (SI) (TS 2466553-08-99), sudėtis pateikta 10-je lentelėje.
7 lentelė. Baltyminių priedų cheminė sudėtis, g/100 g produkto
Komponenetai Lieso pieno milteliai Išrūgų milteliai
Vanduo 4,0 5,0
Riebalai 1,0 1,5
Baltymai 37,9 18,0
Angliavandeniai 49,3 68,0
2.2. Kefyro gamyba laboratorinėmis sąlygomis
Raugo, skirto kefyro gamybai, paruošimas:
0,5 l pieno pašildyta iki 22–23 °C (optimalios kefyro grybelio kultivavimo tempertūros). Pienas sumaišytas su kefyro grybeliu santykiu 30:1 ir kultivuotas termostate ~ 20 h.
A. Kefyro gamyba taikant įvairius pieno terminio apdorojimo režimus:
1) Pieno pasterizacija 87–90 °C temperatūroje be išlaikymo (momentinė pasterizacija);
2) Pieno pasterizacija 87–90 °C temperatūroje išlaikant 30 min.; 3) Pieno pasterizacija 87–90 °C temperatūroje išlaikant 60 min. B. Skirtingų baltyminių medžiagų kiekio įtaka kefyro rodikliams: 1) Lieso pieno miltelių (LPM) kiekio įtaka:
Į pieną prieš pasterizaciją buvo ištirpinta 1 %, 2 % lieso pieno miltelių. Perkošta per marlę. Pasterizuota 87–90 °C temperatūroje 60 min.
2) Išrūgų miltelių (SI) kiekio įtaka:
Į pieną prieš pasterizaciją buvo ištirpinta 1 %, 2 %, 3 % išrūgų miltelių. Perkošta ir pasterizuota 87-90 °C temperatūroje 60 min.
Po pasterizacijos A, B, C bandiniai atšaldyti iki ~ 23 °C užraugimo temperatūros, užraugti 5 % kefyro grybelio raugo ir rauginti 8–12 h iki sutraukos susidarymo bei rūgštingumo pakilimo iki 85–100 °T.
Susidarius sutraukai, bandinai buvo išimti iš termostato, įdėti į šaldytuvą ir laikyti 8 °C temperatūroje 12 h iki tyrimo. Prieš tyrimą bandiniai gerai išmaišyti ir palaukta kol atšils iki 15 °C temperatūros.
1 pav. Kefyro gamybos ir savybių nustatymo schema Momentin ė pasterizacija, 87-90°C t em perat ūro je 30 m in . pasterizacija, 87-90°C, temperat ūroje 60 m in . pasterizacija, 87-90°C, tem perat ūro je 1% LPM 2% LPM 1% SI 2% SI 3% SI
60 min. pasterizacija, išlaikant 87-90°C temperatūroje
Kefyro savybių nustatymas
Aktyvusis rūgštingumas, pH
Titruojamasis rūgštingumas, °T
Dinaminis klampis, Paּs
Išrūgų išsiskyrimas (sinerezė), ml Bandinių atšaldymas iki~23 °C Užraugimas 5 % raugo Rauginimas 23 °C 8-12 h 12 h laikymas 8°C Žaliavinis pienas Kefyro gamybos procedūra
2.3. Kefyro savybių nustatymas
Aktyvusis ir titruojamasis rūgštingumas kefyro bandiniuose nustatytas standartiniais metodais (Skimundris, 2004). Aktyvusis rūgštingumas matuotas pH-metru ,,pH Meter 766” (Vokietija). Aktyvaus ir titruojamojo rūgštingumo pokyčiai nustatyti rauginimo proceso pabaigoje ir bandinius išlaikius 3 paras.
Kefyro savybės įvertintos išsiskyrusių išrūgų kiekiu per tam tikrą laiką (sinerezė) (44), klampiu (46), aktyviuoju ir titruojamuoju rūgštingumu (25).
Kefyro mikrobiologiniai rodikliai nustatyti Maisto instituto Mikrobiologijos laboratorijoje. Įvertinant kefyro grybelio mikrofloros dauginimąsi, buvo nustatytas mielių ir pienarūgščių bakterijų skaičius. Pieno rūgšties bakterijų skaičius nustatytas ribinių skiedimų metodu, mielių skaičius – sėjimo į lėkšteles metodu. Higieninėms sąlygoms įvertinti parinktas rodiklis – koliforminių bakterijų skaičius (Šalomskienė, 2004).
Sinerezės procesas tirtas KTU maisto institute naudojama metodika. Sinerezė kefyro bandiniuose nustatyta kaip išsiskyrusių išrūgų kiekis ml. Kefyro bandinys pasvertas graduotoje menzūrėlėje, į kurią įstatytas piltuvėlis su sauso filtro popieriumi. Piltuvėlis su pasvertu 141 ml bandiniu įstatytas į stovą su kiaurymėmis. Išsiskyrusios išrūgos rinktos į menzūrėlę ir jų tūris matuotas kas 30, 60, 90, 120 ir 240 min.
Kefyro klampis nustatytas rotaciniu viskozimetru ,,RHEOTEST–2“ (Vokietija), naudojant koncentrinių cilindrų sistemą N, keičiant greičio gradientą nuo 3,0 iki 1312 s-1; reotesto cilindro sukimosi padėtys atitiko tokius deformacijos greičius: 1 – 3,0; 2 – 5,4; 3 – 9,0; 4 – 16,2; 5 – 27,0; 6 – 48,8; 7 – 81,1; 8 – 145,8; 9 – 243,0; 10- 437,4 ; 11 – 729,0; 12 – 1312 s-1. Reologiniai rodikliai matuoti esant pastoviai 20 °C temperatūrai.
Užrašytos tekėjimo kreives, tai yra priklausomybes tarp dinaminio klampio η ir deformacijos greičio γ, jam didėjant.
Dinaminis klampis paskaičiuotas pagal formulę: {1} η = zּα
γ
η – efektyvusis klampis, Paּs z – cilindro konstanta (z = 3,39);
γ – deformacijos greitis, s-1; α – prietaiso skalės parodymai.
Klampio kitimas aprašytas Osvaldo-de-Vilo pasiūlyta tekėjimo lygtimi:
η = kּ γn-1 {2} η – efektyvusis klampis, Paּs;
k – koeficientas, atitinkantis efektyvųjį klampį, kai greičio gradientas lygus 1 s-1; γ – deformacijos greitis, s-1;
n – tekėjimo indeksas.
Dinaminis klampis nustatytas šviežio (Šv.) kefyro bei išlaikius (Išl.) 3 paras.
Kefyro juslines savybes vertino komisija, kurią sudarė 5 nariai – KTU Maisto instituto darbuotojai. Mėginiai juslinei analizei atrinkti pagal LST ISO EN 707:1999. Atrinkti mėginiai buvo ruošiami analizei pagal IDF 99C:1997, tyrimas buvo atliekamas pagal LST ISO 4121.
Šviežias kefyras atšaldytas iki 12 °C, išmaišytas, išpilstytas į stiklines po 50 g skirtingai pagaminto produkto ir pateiktas kiekvienam vertintojui. Vertinama buvo individualiai, tačiau vertintojų darbo vietos nebuvo izoliuotos viena nuo kitos. Juslinių receptorių jautrumas buvo atgaunamas silpna nesaldinta arbata. Vertintos šios savybės: skonis, kvapas, konsistencija ir spalva. Kefyro skonio, kvapo, konsistencijos, spalvos vertinimo vidurkiai nustatyti taikant 10 balų skalę (mažiausias balas – blogiausias, didžiausias – aukščiausias vertinimas).
2.4 Statistinių duomenų apdorojimas
Darbe buvo įvertinti nustatyti dydžiai. Kefyro bandinių aktyvusis rūgštingumas, titruojamasis rūgštingumas ir sinerezės procesas nustatytas nustatyti po du kartus. Dėl tos priežasties atliktas statistinis išmatuotų ir apskaičiuotų reikšmių įvertinimas, į kuriuos įeina tokie statistiniai parametrai:
Bandymų vidurkis Xvid. apskaičiuotas pagal formulę:
∑
==
n i vidx
n
x
11
{3}Reikšmių standartinis nuokrypis s apskaičiuotas pagal formulę: 2 2 1 1 2 n x x n S n i i n i i ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − =
∑
=∑
= {4}Dispersija apskaičiuota pagal formulę:
2
s
S
=
{5}(http://www.grotta.flf.vu.lt/docs/statistika/11%20paskaita.pdf. Prieiga per internetą 2004 m. rugpjūčio 6 d.).
Statistinių duomenų apdorojimui buvo pasitelkta ,,Microsoft Exel 2002" programa iš ,,Microsoft Office XP" programinio paketo.
3. TYRIMŲ REZULTATAI
3.1. Pasterizacijos režimų ir baltyminių priedų įtaka kefyro rūgštingumui
Tiriamąjame darbe buvo nustatyta kaip keitėsi kefyro, pagaminto su skirtingomis baltyminėmis medžiagomis, keičiant pridedamą jų kiekį, bei taikant įvairius pasterizacijos režimus, aktyvusis ir titruojamasis rūgštingumas.
Šviežio kefyro, pagaminto su skirtingomis baltyminėmis medžiagomis bei skirtinga jų koncentracija, aktyvusis rūgštingumas nežymiai skyrėsi (2 pav.).
Didėjant SI koncentracijai, aktyvusis rūgštingumas didėjo. Atitinkamai esant didesnei LPM koncentracijai bandinyje, pH mažėjo.
Lyginant šviežio ir išlaikyto kefyro aktyvųjį rūgštingumą, visais atvejais išlaikyto kefyro pH buvo mažesnis nei šviežio. Pastebėta, kad kuo didesnė SI koncentracija produkte, tuo mažesnis pH pasikeitimas įvertinus bandinį po 3 parų. Esant skirtingai LPM koncentracijai, pH išlaikytame produkte tolygiai sumažėjo.
Atitinkamai titruojamasis rūgštingumas išlaikyto kefyro visuose bandiniuose buvo didesnis, lyginant su šviežio kefyro (3 pav.). Kefyro, pagaminto praturtinant 2 % LPM, titruojamasis rūgštingumas buvo didesnis nei su 1 % LPM. Didėjant SI koncentracijai, titruojamasis rūgštingumas didėjo, bet nebuvo toks žymus kaip su LPM.
Kefyro, pagaminto su 3 % SI, titruojamasis rūgštingumas išlaikius 3 paras pakito mažiausiai lyginant su kitais bandiniais. Kefyro, pagaminto taikant įvairius pasterizacijos režimus, analogiškai kaip ir su sausomis baltyminėmis medžiagomis, visais atvejais išlaikyto kefyro pH buvo mažesnis nei šviežio (4 pav.).
Kuo ilgiau pienas, skirtas kefyro gamybai, išlaikytas pasterizacijos temperatūroje, tuo didesnis pagaminto produkto titruojamasis rūgštingumas. Išlaikytame produkte titruojamasis rūgštingumas didėjo. Kuo ilgesnė pasterizacijos trukmė, tuo šis pasikeitimas didesnis (5 pav.).
Kefyro rūgštingumo kitimą laikymo metu galima paaiškinti laikymo metu besitęsiančia mikroorganizmų veikla, kurios metu gaminama pieno rūgštis ir kitos organinės rūgštys, didinančios kefyro titruojamąjį rūgštingumą.
B 4,5 4,55 4,6 4,65 4,7 4,75 4,8 1 2 3 SI, % A k ty vu si s r ū gš ting um as , pH Šv Išl
2 pav. Šviežio ir išlaikyto kefyro aktyviojo rūgštingumo priklausomybė nuo skirtingų
baltyminių medžiagų koncentracijos: A – kefyras su lieso pieno milteliais; B – kefyras su išrūgų milteliais B 85 90 95 100 105 110 1 2 3 SI, % T itr u o ja m a si s r ū g š tin gum as ,° T Šv Išl
3 pav. Šviežio ir išlaikyto kefyro titruojamojo rūgštingumo priklausomybė nuo
skirtingų baltyminių medžiagų koncentracijos: A – kefyras su lieso pieno milteliais; B – kefyras su išrūgų milteliais
A 4,35 4,4 4,45 4,5 4,55 4,6 4,65 4,7 1 2 LPM, % A kt yvu si s r ūgš tingumas , pH Šv Išl A 95 100 105 110 115 120 125 1 2 LPM, % T itr uoj am as is r ūgš tingumas , ° T Šv Išl
4,4 4,45 4,5 4,55 4,6 4,65 4,7 1 2 3
Pasterizacijos trukmė, min
A kt yvu si s r ūgš tingum as , pH Šv Išl
4 pav. Šviežio ir išlaikyto kefyro aktyviojo rūgštingumo priklausomybė nuo
pasterizacijos režimų trukmės: 1–momentinė pasterizacija; 2–30 min. pasterizacija; 3–60 min. trukmės pasterizacija
80 85 90 95 100 105 110 115 1 2 3
Pasterizacijos trukmė, min
T itr uoj amas is r ūgš tingum as , ° T Šv Išl
5 pav. Šviežio ir išlaikyto kefyro titruojamojo rūgštingumo priklausomybė nuo
pasterizacijos režimų trukmės: 1–momentinė pasterizacija; 2–30 min. pasterizacija; 3– 60 min. trukmės pasterizacija
3.2 Pasterizacijos režimų ir baltyminių priedų įtaka kefyro sinerezei
Darbo metu buvo matuota šviežio kefyro sinerezė (išrūgų išsiskyrimas, ml).
Kuo daugiau išsiskiria išrūgų, tuo sutrauka blogiau suriša kefyro išrūgas. Tokiame kefyre po ilgesnio išlaikymo išsiskiria išrūgos, kurios pablogina konsistensiją ir juslines savybes. Dėl to sutrumpėja kefyro laikymo trukmė.
Apžvelgsime, kaip įvairūs pasterizacijos režimai įtakoja išrūgų išsiskyrimą. Kefyro bandiniuose intensyviausia sinerezė pastebėta per pirmąsias 30 min.
Kefyro bandiniuose, pagamintuose taikant momentinę bei 60 min. trukmės pasterizaciją, per pirmąsias 30 min. išrūgų išsiskyrė maždaug vienodai – 49,8±0,25 ml. ir 49,3±0,3 ml. Kefyro, pagaminto taikant 30 min.trukmės pasterizaciją, per pirmąsias 30 min, išrūgų buvo kiek mažiau – 42,7±0,85 ml, bet išsiskyrimo kinetika padidėjo po 60 min. Po 90 min sinerezė visuose kefyro bandiniuose buvo labai nežymi. Po 240 min nustatyta, kad daugiausia išsiskyrė išrūgų iš bandinio, kuriam taikyta 60 min trukmės pasterizacija 89,2±0,1 ml, o mažiausia iš bandinio, kuriam gaminti taikytas momentinės pasterizacijos režimas – 80,2 ±0,4 ml. 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 30 60 90 120 240 Laikas, min Išsi skyru si ų iš rū g ų k ie ki s, m l
Momentinė pasterizacija 30 min. pasterizacija 60 min. pasterizacija
5 pav. Kefyro, pagaminto taikant įvairius pasterizacijos režimus, išsiskyrusių
išrūgų kiekio priklausomybė nuo laiko
Apžvelgsime, kurios baltyminės medžiagos ir koks jų kiekis geriau suriša išrūgas, mažina jų išsiskyrimą.
Išrūgos per pirmąsias 30 min skyrėsi intensyviai, mažiausia jų nustatyta kefyro bandinyje praturtintame 2 % LPM –36,0±0,0 ml. Kefyro, praturtinto 1 %, 2 %, 3 % SI – išrūgų išsiskyrė maždaug vienodai – 40,5±0,5 ml. Ir 41±0,0 ml. Laike 90–120min. sinerezė perpus sulėtėjo, o 120–240 min. intervale vėl suintensyvėjo. Po 240 min., mėgintuvėlyje išmatavus išrūgas, jų daugiausia nustatyta bandinyje su 1 % SI – 90,5±0,5 ml, o mažiausia bandinyje su 2 % LPM – 76,5±0,5 ml. 30 40 50 60 70 80 90 100 30 60 90 120 240 Laikas, min Iš si sk yr us ių iš rū gų k ie ki s, m l
Su 1% pieno milt. Su pieno 2% pieno milt.
Su 1% išrūgų milt. Su 2% išrūgų milt.
Su 3% išrūgų milt.
6 pav. Kefyro, pagaminto su skirtingomis baltyminėmis medžiagomis,
išsiskyrusių išrūgų priklausomybė nuo laiko
Apibendrinant galima teigti, mažiausia išrūgų iš pagaminto produkto išsiskiria taikant momentinės pasterizacijos režimą, lyginant su kitos trukmės režimais. Įvertinus bandinius, praturtintus 1 % ir 2 % LPM, mažiau išrūgų išsiskyrė bandinyje su 2 % LPM. Optimaliausia SI koncentracija produkte – 3 %, nes išrūgų išsiskyrė mažiausia, lyginant su 1 % ir 2 % SI.
