Производство разнообразных молочных продуктов ставит перед технологами большое число вопросов, связанных с микробиологической безопасностью выпускаемой продукции: как предотвратить попадание микроорганизмов в продукт, что делать с теми микроорганизмами, от которых нельзя избавиться с помощью различных вариантов обработки и и как при этом сохранить вкус, текстуру и обеспечить приемлемый срок годности продукта?
Активность воды или «свободная вода» в гигроскопичных продуктах характеризует протекающие в нем физические, химические и механические процессы, а также и его микробиальную стабильность. Активность воды определяется измерением относительной равновесной влажности воздуха над образцом при достижении между ними парового равновесия. Точные показания будут характерны только при стабильной температуре во время измерений.
«Свободная вода» в продукте ответственна за рост неблагоприятных микроорганизмов в продукте, таких как грибы или бактерии, производящих «токсины». А также за химические и биохимические реакции, такие как, например, реакция Майяра, которые возникают в продукте в итоге все чаще, и могут повлиять на:
Зависимость химических процессов в продукте (скорость относительной реакции в зависимости от активности воды продукта)
Для оптимизации и стабилизации свойств продукта, иногда требуется контролировать активность воды в узком диапазоне. Активность воды (aw) продукта может быть изменена различными способами. Например, при добавлении различных ингредиентов (сахар, соль, спирты), при использовании специальной упаковки или специфических условий хранения.
Подробнее: «Активность воды. Увеличение сроков годности и стабильность продукта»
Производство разнообразных молочных продуктов ставит перед технологами большое число вопросов, связанных с микробиологической безопасностью выпускаемой продукции: как предотвратить попадание микроорганизмов в продукт, что делать с теми микроорганизмами, от которых нельзя избавиться с помощью различных вариантов обработки и и как при этом сохранить вкус, текстуру и обеспечить приемлемый срок годности продукта? В большинстве случаев «проблемными» являются грамотрицательные аэробные бактерии, дрожжи, плесень, гетероферментативные лактобациллы.
| Продукты питания | Микроорганизмы | Уровень aW |
| Молоко, сливки, питьевые йогурты | Proteus, Sbigella, Klebsiella, Bacillus | 0,95-0,99 |
| Сыр, соленое масло | Salmonella, Vibrio, Serratia, Pediococcus | 0,80-0,92 |
| Твердый сыр, маргарин | Candida, Torulopsis, Hansenula, Micrococcus | 0,85-0,87 |
| Сгущенное молоко | Staphylococcus aureus, Mycotoxigenic penicillia | 0,80-0,83 |
| Сухое молоко | Микроорганизмы не размножаются | <0,50 |
Вода, содержащаяся в сыре, отвечает за его консистенцию, происходящий в нем бактериальный метаболизм, а также за дальнейшие процессы, проходящие во время созревания. Зависимость активности воды от содержания влаги в сыре является очень сложной. Не только из-за химического состава продукта, но и из-за ускоряющегося со временем созревания продукта.
В сыре, кроме высокомолекулярных, содержатся низкомолекулярные белки, которые частично образуются во время его созревания. Или, как в случае с NaCl, добавляются во время производства. В итоге низкомолекулярные растворимые соединения оказывают наибольшее влияние на активность воды в сыре.
Заквасочные культуры и энзимы молока постепенно гидролизуют молоко и понижают активность воды. Такие изменения незначительны в молодых (не созревших) и мягких сырах, но заметны в полутвердых и твердых сортах сыров. Использование соли при изготовлении и потеря влаги во время хранения, также понижают активность воды сыра. С помощью изотермы сорбции могут быть установлены оба указанные феномена: связывание веществ водой и изменение активности воды.
Изотерма сорбции сыра Emmenthaler при 25°C (срок выпуска 90 дней)
Производство сыра может быть рассмотрено как переработка скоропортящегося молока в твердый или полутвердый продукт с увеличенным сроком годности. В данном случае активность воды является важным биофизическим параметром. И при производстве сыра производители имеют несколько возможностей регулирования активности воды сыров и их влажности.
Существует два способа влияния на активность воды в сыре. В первом случае контролируется содержание влаги, активность воды совместно с количеством растворенного вещества. При этом, регулируя значение активности воды, можно изменять содержание влаги, посредством синерезиса (уплотнение продукта), путем асидификации (закисления) и структуры сырного зерна. Синерезис необходимо контролировать, так как это позволяет сыроделу регулировать содержание влаги в сыре. Этот показатель, в свою очередь, оказывает значительное влияние на качество сыра, его текстуру и вкус. В целом, чем выше массовая доля влаги, тем быстрее будет происходить созревание сыра и тем менее стабильным будет продукт.
С другой стороны, посолка имеет наибольшее влияние при снижении активности воды в мягких и невызревших сырах. Для твердых сыров также играет важную роль расщепление белка в продукте. Было показано, что низкомолекулярные компоненты, образующиеся при гидролизе казеина, имеют такой же снижающий эффект для активности воды, как и добавка NaCl. Для расчета активности воды в большинстве сыров с содержанием влаги выше 40% может быть использована простая формула расчета с помощью моляльной концентрации хлорида натрия (aw = 1 −.033 M). Для с сыров с содержанием влаги ниже 40% данная формула не работает, так как появляются дополнительные эффекты, снижающие их активность воды.
Для большинства видов сыров отношение содержание соли к содержанию влаги в нем является наиболее важным и легким способом контролирования активности воды. Для получения сыра с оптимального качества требуется аккуратно подбирать значение его активности воды aw, а также содержание соли в нем, при подборе заквасочных штаммов и культур.
Для того, чтобы создать продукт со стабильными характеристиками и привлекательным по внешнему виду, необходимо вести производство согласно требованиям HACCP, в которых, в том числе, указан показатель активности воды.
Если у Вас возникают сложности с созданием молочных продуктов хорошего качества и с достаточным сроком годности, попробуйте проводить контроль активности воды с помощью анализаторов активности воды серии Aqualab (Decagon Devices, Inc.)
Для более детального изучения протекающих процессов предлагаем вам обратить свое внимание на генератор изотермы сорбции VSA, позволяющий строить зависимость активности воды от влажности продукта.
