XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Заквасочные культуры

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мельников М.Д. 1

---

1МАОУ "Лицей №97 г.Челябинска"

Самойловская Р.В. 1

---

1МАОУ «Лицей № 97 г. Челябинска»

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Я никогда не любил молоко. Ни вкус, ни запах меня не привлекал. Скорее наоборот. Даже милый вид коров, которые дают миру этот напиток не смог убедить меня пить молоко. Однако, польза этого продукта, содержащего и белок, и кальций, и фосфор и другие микроэлементы для растущего организма, не давала мне покоя.

Выход из ситуации нашелся, когда я подумал про йогурт и другие кисломолочные продукты. Ведь – основа их молоко. Кефир, йогурт, простокваша, ряженка – все это сквашенное молоко. За процесс превращения молока в эти напитки, или ферментацию, отвечают заквасочные культуры. Эти крошечные микроорганизмы, как по волшебству меняют его консистенцию, цвет, вкус и обогащают дополнительными полезными свойствами. В этом мне показалось интересным все: и сами микроорганизмы, и процесс ферментации, и вкусный йогурт или кефир на выходе. Я решил попробовать сделать это сам. Тем более, «сырье» для производства йогурта и кефира у меня появляется каждый день. Ведь в Челябинской области ученикам начальной школы молоко выдают бесплатно.

Цель работы: изучить процесс производства кисломолочных продуктов путем ферментации на молочной кухне и в домашних условиях.

Задачи проекта:

- изучить виды заквасочных культур и понять процесс ферментации;

- понаблюдать за тем, как происходит изготовление полезных кисломолочных напитков в промышленных масштабах на детской молочной кухне;

- провести эксперимент: заквасить молоко с помощью современных заквасочных культур и старым методом, которым пользовались наши предки.

Объект исследования: процесс ферментации при помощи заквасочных культур.

Предмет исследования: кисломолочные напитки ( йогурт и кефир)

Гипотеза: кисломолочные напитки при помощи процесса ферментации можно производить в домашних условиях.

1. История появления кисломолочных продуктов

Как сообщают современные энциклопедические источники- первые упоминания о скисшем молоке встречались еще в Древней Греции. (Ирина Пигулевская "Кисломолочные продукты вкусные, целебные"). Знаменитый поэт Гомер в своем произведении «Одиссея» рассказывает, как главный герой обнаружил в пещере циклопа Полифема кружки и ведра с кислым молоком. А это – 8 век до нашей эры.

История появления йогурта – насчитывает несколько тысячелетий. Его случайно открыли жители Центральной Азии. Существует легенда, по которой секреты сквашивания молока ангел передал Аврааму, отцу еврейского народа. Тот, согласно Священному Писанию, жил около 175 лет – возможно, благодаря этому целебному эликсиру. Первое упоминание о йогурте в Турции появилось 1070-1073 годах, во Франции, спустя 5 столетий в 1542 году. Есть предположение, что употребляя сквашенное овечье молоко Король Франциск I избавился от глубокой депрессии. В США йогурт появился в 17 веке, его завезли турецкие переселенцы.

Главным ученым, который говорил о пользе йогурта в начале 20 века был лауреат Нобелевской премии Илья Мечников. Он изучал свойства болгарской молочной палочки и пришел к выводу, что молочнокислые бактерии помогают в борьбе с преждевременным старением организма.

Не мене интересная история и у кефира. Впервые он появился на Кавказе, в районе горы Эльбрус. Об этом существует много легенд. Там и сегодня хранят секреты приготовления этого напитка и передают его от поколения к поколению как семейную ценность.

Широкую известность кефир получил в XIX веке. Для того, чтобы наладить его производство в России из Кисловодска в Москву были привезены кефирные грибки. Так заработало первое в России кефирное производство.
Сегодня у разных народов есть свои, национальные кисломолочные напитки: в России - варенец и простокваша, в Украине - ряженка, в Армении - мацун, в Грузии - мацони, в Туркмении - чал.

1. 2. Польза кисломолочных продуктов

Ученые, диетологи и педиатры считают, что кисломолочные продукты – источники белка, кальция, и фосфора, поэтому легко усваиваются организмом. ( Пырьева Е.А. «Наш ребенок питается правильно»! Энциклопедия для родителей. ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии"). Кроме того, они богаты витаминами В, Е, Д, А, солями кальция, магния, а также незаменимыми аминокислотами. В продуктах имеются также ферменты (протеаза, липаза, амилаза и др.), способствующие ускорению пищеварения. Кисломолочные продукты, воздействуя на секреторную деятельность желудка, возбуждают аппетит и способствуют быстрому перевариванию пищи, нормализуют деятельность кишечника и благоприятно действуют на нервную систему. Они легко усваиваются, оказывают пользу при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, укрепляют скелет.

Самым полезным кисломолочным продуктом считается кефир. Он содержит белки, жиры, микроэлементы. Кислая среда пробиотиков положительно влияет на усвоение самого продукта и переваривание других.Кефир благоприятно действует не только на ЖКТ, но и на сердечно-сосудистую и нервную систему, а также является источником кальция. Он полезен при дисбактериозах, анемии, обладает антисептическими свойствами. Биокефир еще и эффективно очищает кишечник от токсинов.

Йогурты. Натуральный йогурт содержит жирорастворимые (A, бета-каротин, E и K), водорастворимые витамины (B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9 и B12), а также минералы. На 100 г продукта приходится 100 мг кальция, 10 мг магния, 109 мг фосфора, 113 мг калия, 37 мг натрия, 9,6 мг селена и 0,4 мг цинка. Йогурт укрепляет опорно-двигательный аппарат (кости и суставы) и предотвращает развитие остеопороза благодаря высокому содержанию кальция. Он способствует укреплению нервной системы, повышает настроение и снижает риск появления депрессии благодаря высокой концентрации магния, фосфора, железа, витамина В5, кальция. Один средний стакан «живого» йогурта содержит около 12 г белка. Это достаточно высокий показатель при сравнении с другими кисломолочными продуктами. Белки – это не только важный строительный материал для всего организма, но и залог здоровой массы тела.

1. 2. Йогурты из магазина. Польза или вред?

Как говорит реклама: «не все йогурты одинаково полезны». В магазинных, например, есть много лишнего, а иногда и вредного. Это красители, подсластители, консерванты. Их добавляют для того, чтобы улучшить вкус йогурта и продлить срок его годности.

Давайте внимательно посмотрим на этикетку.

- Эмульгатор дикрахмалфосфат оксипропилированный. Он же Е1442, оно же модифицированный крахмал. При большом употреблении вызывает проблемы с желудком

- Ароматизатор идентичный натуральному. Если в составе есть кусочки фруктов, то они прошли очень серьезную обработку и пользы в них совсем не осталось.

- Кармин. Он же Е120, краситель. А получают его из насекомых!

- Цитрат натрия. Он же Е331, оно же натриевая соль лимонной кислоты. Придает йогурту кислинку

- Дикрахмаладипат ацетилированный. Он же Е1422, оно же модифицированный крахмал. Плохо влияет на поджелудочную железу и может вызвать панкреонекроз

Конечно, все ингредиенты разрешены для применения, но вот получит ли организм ту пользу, на которую может рассчитывать, большой вопрос.

1. 2. Как «сквашивается» кефир и йогурт?

Любой кефир или йогурт получается при помощи процесса ферментации. (Ирина Веремей. Книга "Готовим дома ТВОРОГ, ЙОГУРТ, КЕФИР ряженка кумыс гуслянка"). Ферментация - это сквашивание или брожение. То есть процесс расщепления органических соединений под действием различных микроорганизмов. Всем известно, что без холодильника молоко быстро скисает и расслаивается само по себе. Процесс лактоферментации запускают бактерии, производящие молочную кислоту. Эти бактерии заняты тем, что поглощают и частично расщепляют молочный сахар (лактозу) и молочный белок (казеин). Когда произведенной ими молочной кислоты оказывается достаточно, чтобы блокировать процесс естественной порчи молока, скисание останавливается естественным образом, и кисломолочные продукты остаются безопасными и годными к употреблению в течение нескольких дней или даже недель.

Сквашенное молоко полезнее обычного, потому что, во-первых, казеин – тяжелый для усвоения белок, и, «убирая» его из состава молока, бактерии делают кисломолочные продукты более дружелюбными для нашего организма. Именно поэтому многие люди, которые чувствуют дискомфорт после употребления молока, с легкостью включают в свой рацион кефир или йогурт. Во-вторых, процесс ферментации увеличивает количество энзимов – сложных белков, которые регулируют все обменные системы организма и поддерживают молодость на клеточном уровне.

Какие виды заквасок существуют?

В производстве кисломолочных продуктов используют заквасочные культуры. Они содержат различные виды полезных бактерий – молочный и сливочный стрептококки, термофильная и болгарская палочки, кефирные грибки, молочные дрожжи, бифидо - и лакто - бактерии. Их жизнь и развитие в молоке как раз и называется процессом ферментации.

Кефир.Его производят с использованием естественной симбиотической закваски –кефирного грибка. Кефирные грибки – прочное образование. Они имеют всегда определенную структуру и передают свои свойства и структуру последующим поколениям. В состав кефирного грибка входит ряд молочнокислых бактерий: мезофильные молочнокислые стрептококки, ароматобразующие бактерии, молочнокислые палочки, уксуснокислые бактерии, дрожжи. Процесс сквашивания и созревания кефира ведут при температуре 20-22⁰С в течение 10-12 часов.

Йогурт. Его производят при помощи термофильных молочнокислых бактерий. В состав микрофлоры йогурта входят термофильный стрептококк и болгарская палочка. Процесс сквашивания ведут при температуре 40-45⁰С в течение 3-5 часов.

Сегодня в продаже можно найти большое количество заквасочных культур. Их продают в пекарнях, сетевых магазинах, на маркет плейсах. Они бывают как в жидком, так и в сухом виде. Достаточно смешать содержимое пакетика с молоком, поместить в нужную температуру и процесс ферментации запускается сам собой.

Важность моей работы заключается в том, что если научится делать домашний йогурт и кефир в домашних условиях, то можно обеспечить детский организм всем спектром полезных компонентов, витаминов и микроэлементов, входящих в их состав. Он всегда будет свежим, а значит давать максимальную пользу организму.

2. Основная часть.

2. 1. Молочная кухня. Кисломолочное производство в промышленных масштабах

Для того, чтобы посмотреть, как делают кисломолочные напитки в больших объемах, я решил отправиться на детскую молочную кухню. Она находится в Челябинске по адресу 40 лет Победы 43А. Здесь больше 25 лет производят кисломолочные продукты для малышей: кефир, тонус, ацидолакт, творог. Они полностью натуральны, так как не содержат никаких добавок, консервантов и подсластителей. Их можно купить только здесь и никогда не встретить на полках магазинов, потому что срок хранения некоторых из них всего 2 дня.

Вообще, посторонним сюда вход запрещен. Процесс производства – стерильный. Однако, ради моей научной работы согласились сделать исключение. Чтобы попасть в производственные помещения на меня надели халат, шапочку и маску.

Процесс производства начинается с поставки сырья. Молоко сюда привозят из Челябинской области лучшего качества. Затем его пастеризуют (то есть нагревают до 95 градусов), потом остужают, смешивают с закваской и помещают в термостатную камеру. Где в бидонах происходит процесс ферментации при температуре 38 градусов. Через 4-6 часов ферментированный продукт проходит стадию охлаждения и созревания. И только после этого поступает на фасовку и упаковку. Вот такой аппарат в автоматическом режиме разливает по баночкам готовый кефир или ацидолакт. Далее запакованные баночки попадают на хранение в холодильную камеру для готовых продуктов.

Производство кисломолочной продукции на молочной кухне

2. 2. Изготовление кефира и йогурта в домашних условиях

Производство домашнего кефира.

Процесс производства кефира в домашних условиях очень прост. Им пользовались еще наши бабушки.

Для этого необходимо:

- молоко 0,5 литра;

- закваска для кефира или 2 ложки магазинного кефира;

- стеклянная банка.

Я сделал все по рецепту: нагрел молоко и прямо перед закипанием выключил плиту. Остудил молоко до комнатной температуры. Добавил в молоко 2 ложки магазинного кефира. Накрыл банку марлей (чтобы процесс ферментации шел правильно) и убрал в теплое темное место на ночь. Утром я перемешал содержимое, прикрыл марлей и оставил до вечера. После школы я перемешал кефир, убедился, что волшебство произошло, то есть молоко скислось, и убрал его в холодильник. Домашний кефир готов! На вкус он похож на магазинный. Кисловатый привкус и характерный запах.

Производство домашнего йогурта.

С производством йогурта – сложнее. Ведь без специального оборудования его не приготовить.

Для приготовления домашнего йогурта мне понадобилось:

-йогуртница; - молоко; - закваска для йогурта.

Я действовал по инструкции: вылил в кастрюлю молоко, довел его до кипения (то есть пастеризовал) и охладил до комнатной температуры. Добавил в молоко закваску, хорошо перемешал, разлил по баночкам и поставил их в йогуртницу. Процесс приготовления занял 8 часов.

Утром мой йогурт был готов. Я убрал его в холодильник, чтобы он остыл и дозрел.

3. Особенности и сроки хранения кисломолочных продуктов: кефира и йогурта?

Магазинный йогурт, за счет специальных добавок, может храниться месяцами даже при комнатной температуре. С натуральным йогуртом такое не пройдет. Срок хранения его 5 суток и только в холодильнике. Причем, чем раньше вы его съедите, тем больше пользы получите.

С кефиром так же. Срок хранения магазинного кефира, за счет специальных добавок может достигать двух недель. Срок годности домашнего кефира – не более 7 дней.

3. Результаты и обсуждение.

На вкус домашний йогурт и кефир сильно отличается от тех, что продают в магазине. Они пресные и бесцветные. Но в вместе с этим в нем нет ни чего лишнего: ни красителей, ни консервантов. Впрочем, я добавил к домашнему кефиру немного сахара, а к йогурту свежемороженых ягод и шоколада. Они преобразились: стали вкусные, а главное полезные.

Знакомство с кисломолочными продуктами казалось очень увлекательным. Процесс превращения молока в йогурт или кефир – при всем научном обосновании, все-таки очень похож на волшебство. Крошечные бактерии, попадая в благоприятную для жизни среду, не только изменяют ее, но и обогащают полезными микроэлементами и витаминами.

Работая над проектом, я изучил полезные свойства кисломолочных продуктов, понял процесс ферментации, научился сквашивать молоко в домашних условиях. Кроме того, побывал в удивительном месте – на детской молочной кухне. Очень жалко, что в миллионном городе только одно такое учреждение. Если бы их было больше, то больше детей могли бы получать вкусные и полезные кисломолочные продукты.

4. Выводы.

В результате исследования я сделал следующие выводы:

1. Сквашенное молоко полезнее обычного, потому что в процессе ферментации бактерии делают кисломолочные продукты более дружелюбными для нашего организма.

2. В состав магазинных йогуртов входят компоненты небезопасные для детского организма (красители, консерванты, модифицированный крахмал).

3. Производство ферментированных продуктов возможно и в домашних условиях, а молоко после ферментации становится полезнее.

4. На вкус домашний йогурт сильно отличается от тех, что продают в магазине. Он пресный и бесцветный. Но вместе с этим в нем нет ничего лишнего: ни красителей, ни консервантов. После добавления к домашнему йогурту свежемороженых ягод йогурт становится не только полезным, но и вкусным.

Главный вывод, который я сделал из этой работы заключается в том, что даже не любимый когда-то, но очень полезный продукт можно самостоятельно превратить во вкусный и любимый. Для этого нужно лишь немного времени и фантазии. Я научился делать полезные кисломолочные продукты в домашних условиях, теперь вкусные десерты всегда на моем столе!

Эксперименты с молоком после этой работы не завершаются. Ведь, например, если домашний йогурт заморозить, то получится очень вкусное домашнее мороженное. А еще из молока можно приготовить творог и сыр. Вот сколько вкусного и полезного можно сделать из продукта, который ты в чистом виде не очень-то и любишь!

6.Список литературы:

1. Ирина Веремей. Книга "Готовим дома ТВОРОГ, ЙОГУРТ, КЕФИР ряженка кумыс гуслянка", Центрполиграф, Москва, 137стр.

2. Ирина Пигулевская "Кисломолочные продукты вкусные, целебные", Центрполиграф, 2019 г, 319 стр.

3. Пырьева Е.А. «Наш ребенок питается правильно»! Энциклопедия для родителей. ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии"., 2023 г. 128 стр.

4. Экскурс в историю: Как появился йогурт, кефир и сыр - https://milknews.ru/index/kak_poyavilsya_yogurt_kefir_syr.html

5. Сюракшина, Е. Полезные свойства йогурта - https://rskrf.ru/tips/eksperty-obyasnyayut/chem-polezen-yogurt/

6. Заквасочные культуры в производстве кисломолочных продуктов - https://pischepromservis.ru/zakvaski/obshhee/