jednoduchá ilustrace pořadí zpracování výroby zakysané smetany.
Ingredienceedit
kultivovaný krém.
Zpracované zakysanou smetanou může obsahovat některou z následujících přísad a konzervačních látek: třída A syrovátka, modifikované potraviny škrob, fosforečnan sodný, citrát sodný, guarová guma, karagenan, síran vápenatý, sorban draselný, a karubin.
složení Bílkovinedit
mléko se skládá z přibližně 3,0-3,5% bílkovin. Hlavními bílkovinami v krému jsou kaseiny a syrovátkové bílkoviny., Z celkového podílu mléčných bílkovin tvoří kaseiny 80%, zatímco syrovátkové bílkoviny tvoří 20%. Existují čtyři hlavní třídy kaseinů; β-kaseiny, α (S1)-kaseiny, α(S2)-kasein a κ-kaseiny. Tyto kaseinové proteiny tvoří vícemolekulární koloidní částice známé jako kaseinová micela. Uvedené proteiny mají afinitu k vázání s jinými kaseinovými proteiny nebo k vázání fosforečnanem vápenatým a tato vazba tvoří agregáty. Kaseinové micely jsou agregáty β-kaseinů, α (S1)-kaseinů, α(S2)-kaseinů, které jsou potaženy κ-kaseiny., Proteiny jsou drženy pohromadě v malých skupinách koloidní kalcium fosfát, micely také obsahuje lipázy, citrát, menší ionty, a plazmin enzymy, spolu s sevřen mléčné sérum. Micelle je také potažena částmi κ-kaseinů, které jsou známé jako vrstva vlasů, která má nižší hustotu než jádro micely. Kaseinové micely jsou spíše porézní struktury, které se pohybují v průměru 50-250 nm a struktury jsou v průměru 6-12% celkové objemové frakce mléka., Struktura je porézní, aby mohla držet dostatečné množství vody, její struktura také pomáhá v reaktivitě micely. Tvorba kaseinové molekuly do micel je velmi neobvyklé vzhledem k β-kasein je velké množství prolinových zbytků (zbytky prolinu narušit tvorbu α-šroubovice a β-listy ) a protože κ-kaseiny obsahují pouze jeden fosforylace reziduí (jsou glykoproteiny). Vysoký počet prolinových zbytků inhibuje tvorbu těsně zabalených sekundárních struktur, jako jsou α-helixy a β-plisované plechy., Vzhledem ke κ-kaseinů, že glykoproteiny, které jsou stabilní v přítomnosti vápenatých iontů, takže κ-kaseiny jsou na vnější vrstvě micely částečně chránit non glykoproteiny β-kaseinů, α(s1)-kaseinů, α(s2)-kaseinů z urychlovat v přítomnosti nadbytku iontů vápníku. Vzhledem k nedostatku silné sekundární nebo terciární struktury v důsledku prolinových zbytků nejsou kaseinové micely částice citlivé na teplo. Jsou však pH citlivé. Koloidní částice jsou stabilní při normálním pH mléka, které je 6,5-6.,7, micely se vysráží v izoelektrickém bodě mléka, což je pH 4,6.
proteiny, které tvoří zbývajících 20% frakce bílkovin v krému, jsou známé jako syrovátkové bílkoviny. Syrovátkové proteiny jsou také široce označovány jako sérové proteiny, které se používají, když byly kaseinové proteiny vysráženy z roztoku. Dvě hlavní složky syrovátkových proteinů v mléce jsou β-laktoglobulin a α-laktalbumin. Zbývající syrovátkové proteiny v mléce jsou; imunoglobuliny, hovězí sérový albumin a enzymy, jako je lysozym., Syrovátkové proteiny jsou mnohem rozpustnější ve vodě než kaseinové proteiny. Hlavní biologická funkce β-laktoglobulinu v mléce má sloužit jako způsob přenosu vitaminu A a hlavní biologická funkce α-laktalbuminu v syntéze laktózy. Syrovátkové proteiny jsou velmi odolné vůči kyselinám a proteolytickým enzymům. Nicméně syrovátkové bílkoviny jsou tepelně citlivé bílkoviny, zahřívání mléka způsobí denaturaci syrovátkových bílkovin. Denaturace těchto proteinů probíhá ve dvou krocích., Struktury β-laktoglobulinu a α-laktalbuminu se rozvíjejí a druhým krokem je agregace proteinů v mléce. To je jeden z hlavních faktorů, který umožňuje syrovátkovým proteinům mít takové dobré emulgační vlastnosti. Nativní syrovátkové bílkoviny jsou také známé pro své dobré vlastnosti šlehání a v mléčných výrobcích, jak je popsáno výše, jejich gelující vlastnosti. Po denaturaci syrovátkových proteinů dochází ke zvýšení kapacity zadržování vody produktu.,
Procesingedit
výroba zakysané smetany začíná standardizací obsahu tuku; tento krok je zajistit, aby bylo přítomno požadované nebo legální množství mléčného tuku. Jak již bylo zmíněno, minimální množství mléčného tuku, které musí být přítomno v zakysané smetaně, je 18%. Během tohoto kroku ve výrobním procesu se do krému přidávají další suché přísady; v tomto okamžiku by se přidala například syrovátka dalšího stupně a. Další přísadou používanou během tohoto kroku zpracování je řada složek známých jako stabilizátory., Společné stabilizátory, které se přidávají do zakysané smetany, jsou polysacharidy a želatina, včetně modifikovaného potravinového škrobu, guarové gumy a karagenanů. Důvodem přidání stabilizátorů do fermentovaných mléčných výrobků je zajištění hladkosti v těle a struktuře produktu. Stabilizátory také pomáhají při gelové struktuře produktu a snižují syrovátkovou synerézu. Tvorba těchto gelových struktur ponechává méně volné vody pro syrovátkovou synerézu, čímž prodlužuje trvanlivost. Syrovátková syneréza je ztráta vlhkosti vyloučením syrovátky., Toto vyloučení syrovátky může nastat během přepravy kontejnerů, které drží zakysanou smetanu, kvůli náchylnosti k pohybu a míchání. Dalším krokem ve výrobním procesu je okyselení krému. Organické kyseliny, jako je kyselina citronová nebo citrát sodný, se přidávají do krému před homogenizací, aby se zvýšila metabolická aktivita startovací kultury. Pro přípravu směsi pro homogenizaci se zahřívá na krátkou dobu.,
homogenizace je metoda zpracování, která se používá ke zlepšení kvality zakysané smetany, pokud jde o barvu, konzistenci, krémovou stabilitu a krémovost kultivovaného krému. Během homogenizace větší tukové kuličky uvnitř krému jsou rozděleny do menších kuliček, aby se umožnilo rovnoměrné zavěšení uvnitř systému. V tomto okamžiku při zpracování globule mléčného tuku a kaseinové proteiny vzájemně nereagují, dochází k odpuzování., Směs se homogenizuje, pod vysokým tlakem homogenizace nad 130 bar (jednotka) a na vysoké teplotě 60 °C. vytvoření malé kuličky (pod 2 mikronů velikosti) již bylo zmíněno umožňuje snížení krém tvorbou vrstvy a zvyšuje viskozitu produktu. Tam je také snížení oddělení syrovátky, zvýšení bílé barvy zakysané smetany.
po homogenizaci krému musí směs projít pasterizací. Pasterizace je mírné tepelné ošetření krému za účelem usmrcení škodlivých bakterií v krému., Homogenizovaný krém prochází pasterizační metodou s krátkou dobou vysoké teploty (HTST). Při tomto typu pasterizace se krém zahřívá na vysokou teplotu 85 °C po dobu třiceti minut. Tento krok zpracování umožňuje sterilní médium, když je čas zavést startovací bakterie.
Po procesu pasterizace je proces chlazení, kde je směs se ochladí na teplotu 20C. Důvod, že směs se ochladí na teplotu 20 ° C je vzhledem k tomu, že to je ideální teplota pro mezofilní očkování., Poté, co byl homogenizovaný krém ochlazen na 20C, je naočkován 1-2% aktivní startovací kulturou. Typ použité startovací kultury je nezbytný pro výrobu zakysané smetany. Startovací kultura je zodpovědná za zahájení fermentačního procesu tím, že umožňuje homogenizovanému krému dosáhnout pH 4,5 až 4,8. Bakterie mléčného kvašení (tzv. LAB) fermentují laktózu na kyselinu mléčnou, jsou mezofilní, grampozitivní fakultativní anaerobní., Kmeny pro LABORATOŘE, které jsou využity, aby umožnily kvašení kysané smetany výroby jsou Lactococcus lactis subsp latic nebo Lactococcus lactis subsp cremoris jsou bakterie mléčného kvašení spojená s produkcí kyseliny. Laboratoř, která je známá produkcí vůní v zakysané smetaně, jsou Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetyllactis. Společně tyto bakterie produkují sloučeniny, které sníží pH směsi a produkují aromatické sloučeniny, jako je diacetyl.
po inokulaci startovací kultury je krém rozdělen do balíčků., Po dobu 18 hodin probíhá fermentační proces, při kterém je pH sníženo z 6,5 na 4,6. Po fermentaci probíhá ještě jeden proces chlazení. Po tomto procesu chlazení je zakysaná smetana zabalena do svých konečných nádob a odeslána na trh.
fyzikálně-chemické changesEdit
Zakysanou smetanou může být také smažené na oleji nebo tuku, a používá se na vrcholu nudlové pokrmy, jako v maďarské kuchyni
Během procesu pasterizace, teploty jsou zvýšeny za bod, kde se všechny částice v systému jsou stabilní., Když se krém zahřeje na teplotu nad 70 °C, dochází k denaturaci syrovátkových bílkovin. Aby se zabránilo fázové separaci způsobené zvýšenou plochou povrchu, tukové globule se snadno vážou s denaturovaným β-laktoglobulinem. Adsorpce z denaturované syrovátkové bílkoviny (a syrovátkové bílkoviny, které jsou vázány s kaseinových micel) zvyšuje počet strukturálních složek ve výrobku; textura zakysanou smetanou může být částečně přičíst., Denaturace syrovátkových proteinů je také známá zvýšením pevnosti zesítění v krémovém systému v důsledku tvorby polymerů syrovátkových proteinů.
Když krém je naočkována startovací bakterie a bakterie začíná přeměňovat laktózu na kyselinu mléčnou, pH začíná pomalu klesat. Když tento pokles začíná, rozpouštění fosforečnanu vápenatého se vyskytuje, a způsobuje rychlý pokles pH. Během kroku zpracování, fermentace, pH klesla z 6,5 na 4,6, je tento pokles v pH přináší na fyzikálně-chemické změny kaseinových micel., Připomeňme, že kaseinové proteiny jsou tepelně stabilní, ale nejsou stabilní v určitých kyselých podmínkách. Koloidní částice jsou stabilní při normálním pH mléka, které je 6,5-6,7, micely se vysráží v izoelektrickém bodě mléka, což je pH 4,6. Při pH 6,5 se kaseinové micely navzájem odpuzují kvůli elektronegativitě vnější vrstvy micely. Během tohoto poklesu pH dochází ke snížení potenciálu Zeta, od vysoce čistých negativních nábojů v krému až po žádný čistý náboj při přiblížení k PI., U E = ⌊ 2 ε z f ( k ) ) 3 η ⌋ {\displaystyle U_{E}=\left\lfloor {\frac {2\varepsilon zf(ka))}{3\eta }}\right\rfloor } vzorce uvedeného je Henryho rovnice, kde z: zeta potenciál Ue: elektroforetická pohyblivost, ε: dielektrická konstanta η: viskozita, a f(ka): Henryho funkce. Tato rovnice se používá k nalezení potenciálu zeta, který se vypočítá tak, aby našel elektrokinetický potenciál v koloidních disperzích. Prostřednictvím elektrostatických interakcí se kaseinové molekuly začínají přibližovat a agregovat dohromady., Kaseinové proteiny vstupují do uspořádanějšího systému, což připisuje silné tvorbě struktury gelu. Syrovátkové proteiny, které byly denaturovány v zahřívacích krocích zpracování, jsou při tomto kyselém pH nerozpustné a vysráží se kaseinem.
interakce v gelace a agregaci kaseinových micel jsou vodíkové vazby, hydrofobní interakce, elektrostatické atrakce a van der Waalsovy zajímavostí Tyto interakce jsou vysoce závislé na pH, teplotě a času., V izoelektrickém bodě je čistý povrchový náboj kaseinové micely nulový a lze očekávat minimální elektrostatické odpuzování. Kromě toho dochází k agregaci v důsledku dominujících hydrofobních interakcí. Rozdíly v potenciálu Zeta mléka mohou být způsobeny rozdíly v iontových pevnostních rozdílech, které zase závisí na množství vápníku přítomného v mléce. Stabilita mléka je do značné míry způsobena elektrostatickým odpuzováním kaseinových micel. Tyto kaseinové micely agregují a vysráží, když se přiblíží absolutní hodnoty zeta potenciálu na pH 4.0 – 4.5., Když tepelně ošetřené a denaturované syrovátkové bílkoviny se vztahuje na kaseinové micely, izoelektrický bod micely povýšen na izoelektrický bod β-laktoglobulinu (přibližně pH 5.3).
reologické vlastnostiedit
zakysaná smetana vykazuje časově závislé tixotropní chování. Tixotropní tekutiny snižují viskozitu při aplikaci práce a když produkt již není ve stresu, tekutina se vrátí na svou předchozí viskozitu. Viskozita zakysané smetany při pokojové teplotě je 100 000 cP (pro srovnání: voda má viskozitu 1 cP při 20 °C)., Tixotropní vlastnosti vystavené zakysanou smetanou jsou tím, co z něj činí tak všestranný produkt v potravinářském průmyslu.