Tej hagyományos és innovatív feldolgozása joghurtgyártáshoz; A textúra és az íz fejlesztése: áttekintés

Absztrakt

A tej és a joghurt fontos táplálkozási értéke és vonzó érzékszervi tulajdonságai miatt az emberi étrend fontos elemei. A tejfeldolgozás (homogenizálás, pasztőrözés) és a további joghurtgyártás (fermentáció) során fizikai-kémiai változások következnek be, amelyek befolyásolják e termékek ízét és állagát, míg a szabványosított folyamatok kialakulása hozzájárul a kívánatos texturális és ízjellemzők kialakulásához. A tejfeldolgozás és a joghurtgyártás során végbemenő folyamatok hagyományos ipari módszerekkel, valamint a jelenleg javasolt innovatív módszerekkel (ultramagas nyomás, ultrahang, mikrofluidizáció, impulzusos elektromos mezők), valamint ezek hatása a végső anyag textúrájára és ízére hagyományos vagy probiotikus/prebiotikus termékeket mutatunk be ebben az áttekintésben.

1. Bevezetés - A joghurt története

A tejet és a tejtermékeket az emlősök háziasítása óta fogyasztják; A joghurt és különösen az erjesztett tejtermékek elsősorban a Közel-Keletről származnak. Az erjesztett tejtermékek eredeti gyártása a tej eltarthatóságának meghosszabbításának szükségességéből származik ártalmatlanítás helyett [1]. A joghurt előállítása kezdetben tudáson és empirikus folyamatokon alapult, standard eljárások vagy a teljes folyamat során fellépő lépések vizsgálata nélkül. Csak a 20. század végén, amikor a joghurt nyereséges kereskedelmi áruvá vált, gyártása iparosodott és a folyamatokat szabványosították. Az elmúlt 20 évben tudományos és kereskedelmi okokból óriási mértékben megnőtt az érdeklődés a joghurtgyártás iránt. A tudományos eredmények új tejtermékeket javasoltak, amelyek az emberi egészség javát szolgálják (probiotikus kultúrák, bioaktív vegyületekkel való dúsítás), valamint javított érzékszervi, különösen texturális jellemzőkkel. Így nőtt a fogyasztói kereslet a joghurt és hasonló erjesztett tejtermékek iránt.

2. Szabványosított joghurt gyártási folyamat

A joghurt gyártása az emlős fejésével kezdődik, több folyamatot foglal magában, a végtermék, a joghurt csomagolásával végződik. E munka célja a tejiparban zajló folyamatok bemutatása; a tej fejéséről és szállításáról további részletek nem kerülnek be, annak ellenére, hogy ezek a kritikus szakaszok befolyásolják a végtermék minőségét és biztonságát. A joghurtot főleg szarvasmarha tejből állítják elő, bár más emlősök tejét is felhasználják a joghurt előállításához. A nem szarvasmarhafélék tejéből származó joghurt több érzékszervi és fizikai-kémiai jellemzőben is változik, a tejösszetételenkénti különbségek miatt. Például a magas zsírtartalmú tejből származó joghurt (például juh, kecske és bivaly) krémesebb állagú, mint az alacsonyabb zsírtartalmú tejből (például szarvasmarha, kanca és szamár). Ezért a tejtermelő emlős fajok jelentősen befolyásolják az előállított joghurt jellemzőit [3].

2.1. A tej kezdeti kezelése

2.4. Hőkezelés

Asztal 1

A különböző hőkezelési technikák hatása a tej és a joghurt tulajdonságaira, befolyásolva az ízt és az állagot.

TejkezelésKezelés leírásaHatás a tejreHatás joghurtra

Hőkezelés	Melegítés 60–69 ° C-on, 20–30 másodpercig	Nem hőálló baktériumok halála.	Nincs jelentős hatás.
		Több enzim inaktiválása [4].	A további feldolgozás által érintett jellemzők [4].
Alacsony pasztörizálás	Melegítés 63–65 ° C-on 20 percig/72–75 ° C-on 15–20 másodpercig (HTST)	A legtöbb kórokozó, vegetatív baktérium, élesztő és penész halála.	A viszkozitás és a szilárdság enyhe növekedése [1].
		Több denaturált enzim, több tejsavófehérje denaturálása [4].
Magas pasztőrözés	Hevítés 85 ° C-on 20-30 percig/90-95 ° C-on 5 percig	A legtöbb vegetatív mikroorganizmus halála, a spórák kivételével.	A viszkozitás és a szilárdság nagy növekedése [1].
		A legtöbb enzim dezaktiválása.
		A legtöbb tejsavófehérje denaturálása.
		A „főtt” aroma kifejlesztése [4,18].
Sterilizáció	Hevítés 110 ° C-on 30 percig/130 ° C-on 40 másodpercig	Az összes mikroorganizmus kiirtása.	Tejsavófehérjék beépítése a kazein mátrixba. Nagyon nagy a viszkozitás és a szilárdság növekedése [1,4].
		A legtöbb enzim dezaktiválása.
		A tejsavófehérjék denaturálása, a kazeinek (kazein micellák) és az MFG aggregációja.
		Az ízintenzitás gyengülése.
		Szín sötétedés [4,18].
Ultra hőkezelés (UHT)	Hevítés 145 ° C-on 1-2 másodpercig	Az összes mikroorganizmus kiirtása.	A viszkozitás és a szilárdság közepes növekedése [1].
		Enyhe ízromlás.
		Tejsavófehérjék (β-laktoglobulin, szérumalbumin, számos immunglobulin) denaturálása
		Aromák kifejlesztése.
		Szín sötétedés [4,18].

A rossz higiéniai gyakorlatok vagy a feldolgozás szakaszában fellépő hardverhibák miatt a tejben növekedni képes kórokozók közé tartozik a Mycobacterium tuberculosis, a Coxiella burnetii, a Staphylococcusaureus, a Salmonella fajok, a Listeria monocytogenes és a Campylobacter jejuni. Ezeket a mikroorganizmusokat még enyhe hőkezelés révén elpusztítják, biztosítva a feldolgozott tej biztonságos fogyasztását. Az az állítás, hogy a tej enyhe hőkezelés után biztonságos, komolytalannak tűnhet, de a legtöbb magas hőálló kórokozó vagy nem fordul elő a tejben (pl. Bacillus anthracis), vagy más natív mikroorganizmusok (pl. Clostridium perfringens) felülmúlja őket, vagy a romlás, mielőtt mennyiségük elegendő lenne egészségügyi problémákhoz (pl. Bacillus cereus).

A mikrobiológiai terhelés csökkentése vagy teljes kiirtása mellett a hőkezelés a CO2 és O2 felszabadulását, az oldhatatlan kolloid kalcium-foszfát mennyiségének növekedését, a kalcium-kationok csökkenését okozza, és a laktóz izomerizációját, lebomlását és Maillard-reakcióját kényszeríti, ezáltal befolyásolva a tej és az íz pH-ja. Végül a joghurt esetében a tej hőkezelésének legfontosabb változásai a tejfehérjéket érintik; a tejfehérjék hőkezelés közbeni reakciói komoly hatással vannak a joghurt túró képződésére, és ezeket alaposabban leírják [4].

2.5. Fermentációs folyamat

Az erjedés során a tej tejsav koncentrációja nő, a pH csökken, ezért a karboxilcsoportok disszociálnak, a szerin-foszfát ionizálódik, és a kazein micellák közötti negatív töltés megnő. A kalcium-foszfát jelenléte azonban semlegesíti ezt a negatív töltést, miközben az elektrosztatikus taszítást olyan szinten tartja, ahol a fehérjemolekulák közötti vonzó erők dominálnak. Ezen vonzó erőknek köszönhetően a kazein micellák összesülnek és végül kis láncok hálózatává koagulálnak; ez felelős a viszkozitás növekedéséért és a joghurt alvadék kialakulásáért [3,19,21,22].

A joghurt tejfermentációs folyamata megfelelően leírható a pH és a viszkozitás időbeli alakulásával; az a modell, amely kifejezi a pH evolúcióját az erjedési idő alatt, de de Brabandere és de Baerdemaeker (1999) módosított Gompertz-modellje ((1) egyenlet) [23]:

pH0, pH∞ = a pH kezdeti és végértéke; μpH (min -1) = a pH csökkenésének maximális sebessége; λpH (perc) = a pH-lag-fázis időtartama. Továbbá az a modell, amely leírja a viszkozitás evolúcióját az erjedés során, Soukoulis és munkatársai módosított Gomperz-modellje. (2007) ((2) egyenlet) [7]: