Способ консервирования кумыса (варианты)

Способ консервирования кумыса (варианты)

Реферат

Предлагаемая группа изобретений относится к пищевой, а также медицинской промышленности и касается получения кумыса, стабильного при хранении, обладающего лечебно-профилактическими свойствами.

Производство кумыса - процесс биологический, и наиболее распространенными методами регулирования метаболической активности микроорганизмов и соответственно срока хранения продукта без применения консервантов являются охлаждение и/или удаление воды.

Недостатком только метода охлаждения кумыса натурального является незначительное увеличение срока хранения продукта с 72 часов при 4°С до 120 часов при 2°С (ОСТ 10-232-99. Кумыс натуральный. Технические условия), что является недостаточным для широкого его распространения и применения. В связи с этим кумыс употребляется только там, где развито молочное коневодство и кумысоделие (н.п. в Башкирии, Татарии), и то сезонно.

Другой способ повышения стабильности кумыса - удаление воды.

Известен способ концентрирования под вакуумом нагретого кумыса и последующей тепловой сушки методом распыления в потоке горячего воздуха [Шамаев А.Г. Кумыс. - М.: Профиздат, 2000, - 364 с.]. В процессе сушки был получен белый с кремоватым оттенком порошок, с приятным кисловатым кумысным вкусом и хорошо выраженным кумысным ароматом.

Однако полученный после восстановления порошка кумыса в воде (1:10) и последующего выдерживания его при оптимальной температуре для созревания напиток не имел характерного кумысного вкуса и аромата. Очевидно, что тепловое воздействие оказалось губительным для кумысной микрофлоры и после сушки, по данным автора, осталось только 3% жизнеспособной микрофлоры.

Известен способ консервирования кумыса [А.с. №1686719, 1996], предусматривающий заполнение кумысом стеклянных флаконов на 1/2 емкости, предварительное намораживание кумыса слоем 1-3 мм на стенках флаконов при вращении их в охлажденном до минус 40-45°С спирте, укладку 192 флаконов (максимальная вместимость сублимационной камеры) и сублимационную сушку (включая градиентное замораживание продукта в камере). Из 100 мл кумыса на стенках флакона вместимостью 200 мл образуется 4 г (2%) целевого продукта за 1 производственный цикл предварительного намораживания, градиентного замораживания продукта в камере и сублимационной сушки в течение (96±1) часов. Данный метод позволяет получить восстановленный кумыс после 12 месяцев хранения. При этом в восстановленном кумысе сохранен титр молочнокислых микроорганизмов, свойственный натуральному кумысу. Этот известный способ является наиболее близким решением к заявляемому изобретению по своей сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного способа является низкий выход конечного продукта за один производственный цикл и соответственно высокая себестоимость целевого продукта. Хранение и транспортирование такого продукта неэффективно, так как в упаковке на долю кумыса приходится только 2% (4 г) от общего объема упаковки, а 98% по объему и массе приходится на стеклянные флаконы (200 г).

Технический результат при использовании изобретения - повышение выхода целевого продукта, сокращение времени производства.

Указанный технический результат достигается тем, что до замораживания кумыс натуральный концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ в кумысе не менее 35,0 г/100 г.

Сравнительный анализ существенных признаков заявляемого способа и известного показывает, что общими признаками у них являются этапы замораживания и сублимационной сушки, что приводит к замедлению метаболической активности микроорганизмов кумысной закваски. Однако в отличие от известного способа кумыс сначала концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ в кумысе 35,0-45,0 г/100 г. Предлагаемая последовательность операций позволяет получить за один технологический цикл максимальный выход целевого продукта, содержащего жизнеспособные микроорганизмы-эубиотики, определяющие лечебно-профилактические свойства.

Выделенные из кумыса чистые культуры (промышленные штаммы) обладают антибиотическими свойствами по отношению к таким возбудителям заболеваний человека, как Е.coli (энтерита), В.subtillis (пищевой токсикоинфекции) и др. Показания и противопоказания к кумысолечению были утверждены Фармакологическим комитетом НарКомЗдрава СССР еще в 1933 г. В настоящее время метод кумысолечения находит широкое применение в системе здравоохранения РФ, в частности при комплексном санаторном лечении больных туберкулезом, заболеваниях системы пищеварения, нервной системы и др.

Первый вариант способа получения кумыса длительного хранения осуществляется следующим образом.

Пример 1. Получение кумыса концентрированного замороженного. Для этого 150 литров кумыса натурального концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке. В качестве фильтрующего материала (фильтрационного элемента) используются полимерные мембраны в виде рулонных мембранных элементов (тип ЭРУ-100-1016, ЗАО «Владипор», г.Владимир). Площади фильтрационных модулей для ультрафильтрации и нанофильтрации, расположенных последовательно, составляет 50 м² каждый, порог задержания 15000 Да и 500 Да соответственно. Фильтрация кумыса протекает при скорости 100 л/час или 1,5 л/м²/час. Процесс концентрирования осуществляют до содержания сухих веществ в кумысе 35%. Получают 17 литров кумыса концентрированного. Кумыс концентрированный разливают в гильзы, помещают в скороморозильный аппарат и замораживают при температуре не выше минус 35°С до достижения им температуры минус 18°С в течение (1,0±0,1) часа. Продолжительность технологического цикла концентрирования составляет - (2,0±0,1) часа, замораживания - (1,0±0,1) часа, итого 2,8-3,2 или 3,0±0,2 часа.

Пример 2. 150 литров кумыса натурального концентрируют, как в примере 1. Процесс концентрирования осуществляют до содержания сухих веществ в кумысе 45% (консистенция густых сливок). Получают 13 литров кумыса концентрированного, время технологического цикла - (2,8±0,2) часа.

Кумыс концентрированный упаковывают в потребительскую тару (гильзы) и замораживают в скороморозильных камерах при температуре не выше минус 35°С в течение (1,0±0,1) часа. Продолжительность технологического цикла концентрирования составляет - (2,8±0,2) часа, замораживания - (1,0±0,1) часа, итого 3,5-4,1 или 3,8±0,3 часа.

По окончании процесса замораживания продукт хранят в холодильных камерах при температуре минус 18°С. Увеличение содержания сухих веществ в кумысе и уменьшение воды, а также снижение температуры хранения до минус 18°С позволяет получать стабильный в течение 6 месяцев продукт. При этом сохраняются органолептические характеристики продукта, его вкус и аромат.

Получение целевого продукта с содержанием сухих веществ ниже указанных пределов снижает эффективность процесса переработки кумыса, а выше - приводит к снижению производительности фильтрующих элементов.

Предлагаемый способ позволяет увеличить содержание кумыса длительного хранения в единице объема с 2% (в прототипе) до 35-45% и уменьшает продолжительность цикла получения целевого продукта с 96±1 часов до 3,0±0,2 часа - 3,8±0,3 часов.

Известен способ консервирования кумыса [А.с. №1686719, 1996], предусматривающий заполнение кумысом стеклянных флаконов на 1/2 емкости, предварительное намораживание кумыса слоем 1-3 мм на стенках флаконов при вращении их в охлажденном до минус 40-45°С спирте, укладку 192 флаконов (максимальная вместимость сублимационной камеры), градиентное замораживание продукта в камере и сублимационную сушку. Из 100 мл кумыса на стенках флакона вместимостью 200 мл образуется 4 г (2%) целевого продукта за 1 производственный цикл предварительного намораживания, градиентного замораживания продукта в камере и сублимационной сушки в течение (96±1) часов. Данный метод позволяет получить восстановленный кумыс после 12 месяцев хранения. При этом в восстановленном кумысе сохранен титр молочнокислых микроорганизмов, свойственный натуральному кумысу. Этот известный способ является наиболее близким решением к заявляемому изобретению по своей сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного способа является низкий выход конечного продукта за один производственный цикл и соответственно высокая себестоимость целевого продукта. Хранение и транспортирование такого продукта неэффективно, так как в упаковке на долю кумыса приходится только 2% (4 г) от общего объема упаковки, а 98% по объему и массе приходится на стеклянные флаконы (200 г). Также неэффективно использование кумыса в стеклянных флаконах, полученного по известному способу, в качестве компонента других пищевых продуктов.

Технический результат при использовании изобретения - повышение выхода целевого продукта, сокращение времени производства и расширение области применения продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что до замораживания кумыс натуральный концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ не менее 35,0 г/100 г получаемого продукта, а после замораживания его подвергают сублимационной сушке при остаточном давлении не более 20 Па, температуре конденсатора не выше минус 50°С, длительности процесса высушивания (37±1) часа до содержания остаточной влаги не более 1%.

Увеличение содержания сухих веществ в кумысе после сублимационной сушки ведет к увеличению выхода целевого продукта с 3,67 (прототип) до 61,40 г/м²/час, т.е. более чем в 15 раз и уменьшению продолжительности цикла получения целевого продукта с 96±1 до 48,6-53 часов.

Сравнительный анализ существенных признаков заявляемого способа и известного показывает, что общими признаками у них являются этапы замораживания и сублимационной сушки до содержания остаточной влаги не более 1%, что приводит к замедлению метаболической активности микроорганизмов кумысной закваски. Однако в отличие от известного способа кумыс сначала концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ в кумысе не менее 35,0 г/100 г, а сублимационную сушку проводят при остаточном давлении 19±1 Па, температуре конденсатора минус 55±5°С, длительности процесса высушивания 37±1 часа.

Предлагаемая последовательность операций позволяет получить за один технологический цикл максимальный выход целевого продукта, содержащего жизнеспособные микроорганизмы-эубиотики, определяющие лечебно-профилактические свойства.

На чертеже изображен график сублимационного высушивания кумыса на ТГ50-4.

Второй вариант предлагаемого способа получения осуществляется следующим образом.

Пример 3. Получение кумыса лиофилизированного в порошке. Для получения кумыса лиофилизированного в порошке получают кумыс концентрированный по примеру 2. Замораживание и сушку кумыса проводят на сублимационных установках ТГ50-4 (HVD HOCHVAKUUMTECHNIK DRESDEN GMBH / Germany).

Замораживание. Задатчиком логометра регулятора устанавливают температуру полок сублимационной камеры минус (40±5)°С и включают холодильную машину. При температуре полок минус 10°С загружают в сублиматор кассеты с разлитым кумысом концентрированным. В центре двух кассет на первой и пятой полках вставляют термодатчики и подключают их к регистрирующему устройству. Длительность процесса замораживания (11±1) часов, включая выдержку кумыса концентрированного при температуре минус (35±5)°С в течение (4,0±0,5) часов. Изменение температуры продукта в процессе замораживания поддерживают в соответствии с графиком.

Сублимационная сушка. За (3,0±0,5) часа до начала сушки включают машину охлаждения конденсатора. При температуре конденсатора минус (55±5)°С и температуре препарата минус (35±5)°С вакуумируют камеру, при стабилизации остаточного давления начинают процесс сублимационного высушивания. Время стабилизации остаточного давления считается нулевым часом сушки. В течение всего процесса в начале каждого часа производят установку задатчиков логометра для подогрева полок в соответствии с прилагаемым графиком: с 1-го по 7-й ч температуру полок поднимают с минус (35±5)°С до (10±1)°С и оставляют на этом уровне до 20-го ч, после чего к 25 ч температура поднимается до (25±1)°С и остается на этом уровне до конца высушивания.

Температура препарата изменяется следующим образом: за счет эффекта самозамораживания при создании вакуума температура продукта понижается на (10±5)°С, затем к 30 ч достигает конечного значения - (25±1)°С и поддерживается на этом уровне до конца высушивания в течение (10±1) ч (см. график).

Длительность процесса высушивания до остаточного содержания влаги не более 1,0% составляет (37±1) часа. Остаточное давление в период сублимации должно быть (19±1) Па, а температура конденсатора минус (55±5)°С.

Все температурные параметры и величину остаточного давления в сублиматоре записывают на ленте шести точечного самописца и ежечасно регистрируют в технологическом журнале. По окончании процесса высушивания вакуум в камере «гасится» через стерилизующий фильтр азотом (ГОСТ 9293-74).

Сухой концентрат кумыса после сублимационной сушки фасуют в пленочную упаковку, герметизируют под вакуумом или в среде инертного газа или таблетируют.

Пример 4. Получение кумыса лиофилизированного в таблетках.

Для получения кумыса лиофилизированного в таблетках получают кумыс лиофилизированный в порошке по примеру 3, смешивают с индифферентными вспомогательными веществами, гранулируют, сушат и прессуют на таблеточной машине.

Для обоснования и гигиенической оценки сроков годности и условий хранения образцы кумыса хранили при относительной влажности воздуха не более 85% и температуре: сублимированный в таблетках - (16±2)°С; сублимированный в порошке - (9±1)°С; концентрированный - минус (20±2)°С.

Для получения подробной санитарно-микробиологической характеристики и подтверждения сохранения качества и безопасности кумыса в динамике хранения в соответствии с рекомендациями МУ 4.2.727-99 «Гигиеническая оценка сроков годности пищевых продуктов» перечень исследуемых микробиологических показателей был расширен по сравнению с нормируемыми для данной группы продуктов по СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». Кроме традиционно нормируемых бактерий группы кишечных палочек (БГКП), патогенных микроорганизмов, в т.ч. сальмонелл, коагулазоположительных стафилококков образцы кумыса при обосновании сроков годности исследовали на отсутствие Esherichia coli, В.cereus, a также определялось содержание аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ).

Определение пищевой ценности кумыса в процессе хранения проводили по содержанию жизнеспособных микроорганизмов-эубиотиков, определяющих лечебно-профилактические свойства продукта: лактобактерии по ГОСТ 10444.11 «Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов» (пункт 4.2.2.), дрожжевые клетки по ГОСТ 10444.12 «Продукты пищевые. Методы определения дрожжей и плесневых грибов» (таблица).

Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать следующие сроки годности, при которых содержание молочнокислых микроорганизмов соответствует требованиям ГОСТ Р 51917-2002 «Продукты молочные и молокосодержащие. Термины и определения»:

- кумыс сублимированный в таблетках - два года;

- кумыс сублимированный в порошке - 12 месяцев;

- кумыс концентрированный, замороженный - 6 месяцев.

Высокие органолептические и физико-химические показатели продукта, полученного по заявляемому способу, подтверждаются санитарно-эпидемиологическим заключением №2.БЦ.01.922.Т.001039.08.04.

Полученный кумыс длительного хранения используют для приготовления кумыса восстановленного, а также для изготовления других продуктов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами.

Для приготовления кумыса восстановленного из кумыса концентрированного замороженного и кумыса сублимированного (в порошке) на 100 г готового продукта в подогретую до (33±2)°С кипяченую воду вносят кумыс концентрированный (на 70 мл - 30 г) или сублимированный (на 90 мл - 10 г).

Кумыс после восстановления используется в качестве кисломолочного напитка.

При фасовке кумыса сублимированного в порошке во флаконы заданного объема перед употреблением во флакон добавляют воду комнатной температуры до необходимого уровня (под горлышко). После растворения порошка продукт готов к употреблению.

С целью дальнейшего созревания, повышения питательных свойств и насыщения углекислым газом кумыса восстановленного его рекомендуется перед употреблением выдержать не менее 6 часов в закрытом флаконе при температуре от (27±1)°С.

Предлагаемый продукт можно использовать также при производстве других продуктов для повышения их биологической ценности:

- мороженого;

- вафель, шоколадных конфет с начинкой;

- концентратов супов;

- соусов;

- хлебобулочных и бисквитных изделий.

При производстве хлебобулочных и бисквитных изделий кумыс в сухом виде предпочтительнее, чем в жидком, поскольку пекарям привычнее добавлять при выпечке сухие ингредиенты. Возможно введение кумыса сухого в количестве 2-4% от веса муки. При изготовлении кондитерских изделий его можно вносить до 10%. С введением кисломолочного продукта в хлебобулочные, бисквитные и кондитерские изделия повышается содержание в них белков, уменьшается содержание углеводов, что повышает их биологическую ценность.

Таблица
Аналитические данные по содержанию молочнокислых микроорганизмов кумыса в процессе хранения (среднее из 3 серий)
Наименование показателя	Значения показателя
0	6 мес.	12 мес.	18 мес.	24 мес.	30 мес.
	для кумыса концентрированного замороженного
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/ г	7,7×107	1,0×107	0,7×106	1×105	0,9×104	0,9×103
Количество дрожжевых клеток, КОЕ/г	9,1×105	1,1×105	2,2×104	3,3×103	3,0×102	0,4×102
	для кумыса сублимированного в порошке
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/ г	1,8×108	4,9×107	1,4×107	8,3×106	4,4×106	0,9×106
Количество дрожжевых клеток, КОЕ/г	4,6×106	0,9×106	7,1×105	2,3×105	7,5×104	4,4×104
	для кумыса сублимированного в таблетках
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/ г	2,1×108	1×108	7,0×107	2,1×107	1,1×107	0,7×107
Количество дрожжевых клеток, КОЕ/г	5,4×106	4,4×106	1,2×106	6,8×105	3,7×105	1,0×105

1. Способ консервирования кумыса, включающий замораживание, отличающийся тем, что до замораживания кумыс натуральный концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ не менее 35,0 г/100 г получаемого продукта.

2. Способ консервирования кумыса, включающий замораживание и сублимационную сушку до содержания остаточной влаги не более 1%, отличающийся тем, что до замораживания кумыс натуральный концентрируют методом мембранной фильтрации в поперечном потоке до содержания сухих веществ не менее 35,0 г/100 г получаемого продукта, а сублимационную сушку проводят при остаточном давлении 19±1 Па, температуре конденсатора минус 55±5°С, длительности процесса высушивания 37±1 ч.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сухой концентрат подвергают таблетированию.