автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка биотехнологии подготовки молока при выработке кислотно-сычужных сыров

На правах рукописи

БУЛАНЕНКО АЛЕКСЕЙ МАТВЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ МОЛОКА ПРИ ВЫРАБОТКЕ КИСЛОТНО - СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Улан - Удэ, 1997

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности

Научные руководители: - Заслуженный деятель науки и техники РФ,

академик МАХ, член-корреспондент РИА, доктор технических наук, профессор Л.А.Остроумов

- член-корреспондент МАХ, кандидат технических наук В.В.Бобылин

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Н.П.Захарова

- кандидат технических наук, доцент Г.Б.Лев

Ведущая организация: Санкт-Петербургская государственная академия холода к пищевых технологий

Защита диссертации состоится "_" ноября 199? года в _часов на заседании диссертационного совета К 064.68.01 в ВосточноСибирском государственном технологическом университете по адресу: 670013, Республика Бурятия, г.Улан-Удэ, ул.Ключевская, 40 а .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВосточноСибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан _1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета , кандидат технических наук, доцент

М.Б.Данилов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Серьезным резервом быстрого увеличения объема сыров в стране является организация производства мягких кислотно-сычуяных сыров. Сыры этой группы имеют ряд преимуществ в сравнении с другими категориями. Они менее требовательны к качеству перерабатываемого молока и более экономичны с позиции расхода сырья.

Производство мягких кислотно-сычужных сыров возможно организовать на большинстве действующих молочных предприятиях без серьезных капитальных вложений.

Ввиду специфики технологии мягкие кислотно-сычужные сыры обладают повышенной пищевой и биологической ценностью, что делает их обязательным продуктом потребления для регионов со сложной экологической обстановкой.

Важное место в получении доброкачественного сыра занимает подготовка молока к свертыванию. Как правило, она включает в себя несколько взаимосвязанных процессов обработки молока: охлаждение, созревание, термизация, пастеризация, внесение бактериальной закваски и другие. Каждый из этих приемов оказывает определенное воздействие на составные части молока, а также на его свойства. Конечная цель такой обработки состоит в улучшении технологических свойств молока, то есть подготовку молока к свертыванию можно считать начальным этапом системы управления производственным циклом и качеством получаемой продукции. Поэтому изучение роли этого процесса в формировании мягких кислотно-сычужных сыров является актуальной проблемой.

Цель работы и задачи исследований. Целью работы является разработка системы биотехнологической подготовки молока, позволяющей управлять формированием и качеством мягких кислотно-сычужных сыров, а также создание на этой основе новых видов сыров этой группы.

Для достижения поставленной цели в работе решали следующие основные задачи:

- изучить влияние режимов пастеризации молока на процесс выработки мягких кислотно-сычужных сыров;

- исследовать изменения молока в результате его созревания;

- изучить влияние созревания молока на процесс выработки мягких кислотно-сычужных сыров;

- установить основные закономерности формирования мягких кислотно-сычужных сыров в зависимости от условий созревания молока;

- разработать рациональные режимы созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров;

- создать новый вид мягких кислотно-сычужных сыров.

Научная новизна работы. Получены результаты, характеризующие изменения физико-химических свойств, состава и бактериальной обсемененности молока под влиянием различных режимов его пастеризации. Установлено влияние этих режимов на процесс выработки мяг ких кислотно-сычужных сыров. Изучены изменения состава и свойств молока при созревании, а также влияние режимов созревания молока на процесс выработки и качество сыров. Установлены основные закономерности формирования мягких кислотно-сычужных сыров в зависимости от условий созревания молока. Получены математические модели, описывающие зависимость титруемой и активной кислотности молока после созревания, вкуса и консистенции сыра,перехода сухих веществ в сыворотку, а также содержания влаги в сыре от режимов созревания молока.

Практическая значимость работы. Разработана и утверждена нормативная документация на способ созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров и доказана его эффективность.

Создан новый вид мягкого кислотно-сычужного сыра "Семейный" (ТУ 9225-024-02068315-97).

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на научно-практических конференциях: "Новые технологии" (Кемерово, 1996), "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" (Кемерово, 1997), "Экология человека.'. пищевые технологии и продукты на пороге XXI века" (Москва, 1997), "Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале" (Оренбург, 1997),

"Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности" (Воронеж, 1997).

• Диссертация докладывалась на научно-техническом совете КемТИПП и получила одобрение (Кемерово, 1998).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в

печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики работы,' результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (136 источников) и приложений.

Основное содернание работы изложено на 122 страницах, включает 27 таблиц и 28 рисунков.

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Общая схема исследований приведена на рисунке 1.

Весь цикл исследований состоит из нескольких взаимосвязанных блоков.

В первом блоке изучали роль тепловой обработки молока в формировании мягких кислотно-сычужных сыров. Рассматривали влияние различных режимов пастеризации на физико-химические свойства, содержание основных компонентов и бактериальную обсемененность молока.

Второй блок исследований посвящен исследованию изменений состава и свойств молока в процессе созревания, а также изучению влияния различных режимов созревания молока на процесс выработки мягких кислотно-сычужных сыров.Проводили несколько серий опытов.

Третий блок заключался в исследовании роли технологических режимов созревания молока в формировании мягких кислотно-сычужных сыров. Исследовали влияние следующих трех факторов: температура пастеризации молока перед созреванием, доза бактериальной закваски, внесенной в молоко в начале созревания, температура созревания молока. Диапазон изменений температуры пастеризации молока варьировал в пределах от 75 до 95 °С с шагом 10 °С, доза закваски - от 0,1 до 0,5 % с шагом 0,2 %, температура созревания моло-

Рис. 1. Общая схема проведения исследований

ка - от 5 до 15 °С с шагом 5 °С.

Конечным результатом данной серии опытов явилось обоснование рациональных режимов созревания молока, обеспечивающих получение продукта с хорошими органолептическими показателями и эффективным расходом сырья. Достоверность полученных результатов подтверждали, применяя корреляционный анализ.

Четвертый, заключительный блок исследований имел практическую направленность. На основании экспериментальных результатов, полученных при выполнении настоящей работы, разрабатывали технологический процесс созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров, а также технологию нового вида сыра "Семейный". Рассчитывали экономическую эффективность, получаемую от внедрения созревания молока.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование роли тепловой обработки и созревания молока в производстве мягких кислотно-сычужных сыров.

Пастеризация в интервале температур от 65 до 95 °С (выдержка от 15 до 20 секунд) повлияла на физико-химические свойства,содержание отдельных составных компонентов, а также на бактериальную сбсемененность молока.

Установлено, что свойства сгустков, полученных при кислотном и сычужном свертывании молока, зависят от режимов пастеризации молока. С повышением температуры пастеризации продолжительность сычужного свертывания молока резко увеличивалась, а продолжительность кислотного свертывания изменялась незначительно. При сычужном свертывании сгустки хорошей структуры и плотности получались из сырого молока и молока, прошедшего низкотемпературную пастеризацию (65 и 75 °С), а при кислотном свертывании - из молока,прошедшего высокотемпературную тепловую обработку (85 и 95 °С). В обоих типах свертывания синеретическая способность сгустков замедлялась с повышением температуры пастеризации молока. При сычужном и кислотном свертывании усиление режимов пастеризации молока приводило к увеличению влажности сгустков, но кислотные сгустки обладали более выраженной влагоудерживающей способностью. Сыворотка, полученная при синерезисе сычужных и кислотных сгустков, не имела существенных различий по содержанию сухих веществ.

Эти особенности сычукного и кислотного свертывания молока учитывали при выработке и создании новых видов сыров.

Влияние температуры пастеризации молока на состав сыров показано в таблице 1.

Таблица 1

Состав опытных сыров

Вариант опыта Массовая доля в сыое, %

(температура пастеризации молока, °С) Влага Иир в сухом веществе Соль

75 62,2 - 0,4 50,3 - 0,2 0,85 - 0,07

85 . 65,0 ± 0,5 50,5 ± 0,2 1,05 ± 0,05

95 69,7 - 0,4 50,1 ± 0,2 1,20 ± 0,08

Установлено, что при повышенных температурах, благодаря лучшему использованию белковой фракции и повышенной влажности продукта, из единицы сырья получается больше мягкого сыра.

Проводили несколько серий опытов по изучению влияния различных режимов созревания молока на изменения его состава и свойств.

Первая серия опытов заключалась в созревании сырого молока при температуре (10-2) °С с последующей его пастеризацией при (85-2) °С. Продолжительность созревания молока составила 24, 48 и 72 часа. Контрольным вариантом служило молоко без созревания.

Изменения свойств молока в процессе такой обработки показаны в таблице 2.

Таблица 2

Изменения свойств молока

Продолжительность созревания молока, час Титруемая кислотность, °Т РН Сычужная свертываемость Синерезис сгустка, % Сухие ве щества в сыворотке ,%

0 17,3-0,3 6,45 7,8-0,6 78,0 6,52

24 18,5-0,3 6,37 5,0-0,5 80,4 6,48

48 19,7-0,3 6,32 4,6-0,5 80,3 6,45

72 21,3-0,4 6,25 4,2-0,4 77,3 6,52

Во время созревания происходило улучшение ряда технологических свойств молока. Однако его последующая пастеризация снижала эффективность этой операции.

Вторая серия опытов заключалась в созревании пастеризованного молока. Молоко пастеризовали при 75 °С и 85 СС, вносили в него 0,2 Ж закваски молочнокислых культур, после чего оно созревало в течение 24 часов при температуре (10-2) °С. Контролем служило молоко, созревавшее 24 часа в сыром виде при (10-2) °С с последующей пастеризацией при 85 °С.

В отличие от контрольного варианта, в котором на завершающем этапе получается молоко с небольшим содержанием микрофлоры

(9,8'10е1 бактерий в 1 мл), молоко опытных вариантов в конце об-

7 7

работки содержало 1,8*10 -1,7*10 бактерий в 1 мл. Причем можно говорить с уверенностью, что это в основном молочнокислая микрофлора закваски. Учитывая это, можно предположить, что данный способ подготовки молока является перспективным для сыроделия. Особенно его значение возрастает при выработке мягких кислотно-сычужных сыров, в формировании которых молочнокислое брожение играет первостепенное значение.

Исследование роли технологических режимов созревания молока в формирогании сыра

Изучали влияние температуры пастеризации молока СX^), дозы вносимой бактериальной закваски (Хд) и температуры созревания молока (Хд) на его титруемую (У^) и активную (У^) кислотность, содержание сухих веществ в сыворотке (Уд) , запах (У^) и консистенцию (У^) готового продукта, а также на содержание в сыре влаги (У6).

Температуру пастеризации молока варьировали в пределах от 75 до 95 °С с шагом 10 °С, дозу бактериальной закваски - от 0,1 до 0,5 % с шагом 0,2 % и температуру созревания молока - от 5 до 15 °С с шагом 5 °С.

Продолжительность созревания молока во всех вариантах составляла 24 часа.

Получены следующие математические модели:

2

У

1 = 24,1 - 0,05Х1 - 22,4Х2 + 26,6x2е + 1,7Х2Х3

- 10 -

У2 = 6,41 - 0,01^ - 0,033Х3 - 0,376Х2Х3 + О.ООЗбХ^Хд

У3 = 6,0 + 0.014Х! + 6,8Х2 + 0,413Х3 - О.ООО^2 + 5,ЗЗХ22 --0,0054Х32 - 0,И8Х1Х2 - 0,0041X^3 - 1,64Х2Х3 + 0,01Э5Х1Х2Х3

У4 = 5,4 + 68,8Х2 + 1,1Х3 - 46,6Х22 - О.ОбХд2 - 0,4Х1Х2 -

- 5,15Х2Х3 + 0,05Х1Х2Х3

У5 = -24,0 + 0,4ХХ + 95,7Х2 + 3,2Х3 - О.ООЙХ^ - 42,ЗХ22 - 0,05Х32

- 0,77X^2 - 0,025X^3 - 10,4Х2Х3 + 0,11Х1Х2Х3

У6 = -13,2 + 3,37Х1 - 34,5Х2 4,5Х3 - О.МбХ^ + 2,02Х22 + + 0,13Х32 + 0,3X^2 +■ 0,02X^3 + 6,5Х2Х3 - 0,0073X^X3

На основании выполненных исследований и математической обработки полученных результатов установлено, что при выработке мягких кислотно-сычужных сыров созревание молока относится к одной из ведущих технологических операций, определяющей конечное качество продукта и влияющей на ход технологического процесса его получения. Доказано, что эффективность созревания молока зависит от технологических параметров, при которых осуществляется проведение данной операции. В первую очередь, к ним относятся температура пастеризации молока, направляемого на созревание, доза вносимой в молоко перед созреванием бактериальной закваски, а также температура и продолжительность проведения процесса созревания молока. Влияние данных факторов на конечное формирование продукта взаимосвязано, поэтому при выборе рациональных режимов созревания молока их следует рассматривать в комплексе.

Влияние изучаемых факторов на изменение максимальной балловой оценки вкуса, запаха и консистенции сыра, а также на переход сухих веществ молока в сыворотку показано на рисунке 2.

Проведенные исследования доказали необходимость проведения созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров. Наиболее рациональными режимами, позволяющими получить продукт с хорошими органолептическими показателями и при лучшем использовании сухих веществ молока, являются следующие: температура пастеризации молока перед созреванием - (87-2) °0, поля бяктрриапьной

- 11 -

Температура пастеризации молока

1 2 3

Рис.2. Влияние изучаемых факторов на максимальную оценку вкуса (1) и консистенции (2), а также на минимальный переход сухих веществ молока в сыворотку (3)

закваски, вносимой в созревающее молоко - (0,30^0,05) %, температура созревания молока - (10-1) °С, продолжительность созревания молока - (24-4) часа.

Практическая реализация результатов исследований-.

Вырабатывали две группы сыров: контрольную и опытную.

Контрольные сыры вырабатывали из свежего нормализованного по жиру молока кислотностью от 17 до 18 °Т. Молоко пастеризовали при температуре (80±2) °С и охлаждали до температуры (31-2) °С. В охлажденное молоко вносили бактериальную закваску молочнокислых стрептококков в количестве 2,5 % и водный раствор хлористого кальция из расчета 15 г соли на 100 кг молока. Свертывали молоко ферментным препаратом ВНИИМС. Продолжительность свертывания молока колебалась от 45 до 70 минут, составляя в среднем 58,0 минут.

Сыры опытного варианта вырабатывались из зрелого молока. Процесс получения зрелого молока заключался в следующем. Молоко пастеризовали при температуре (87-2) °С, охлаждали до температуры (10-2) °С и выдерживали при этой температуре в течение от 18 до 24 часов. В начале созревания в молоко вносили 0,3 % бактериальной закваски молочнокислых стрептококков. Кислотность молока в конце созревания составила от 19 до 22 °Т. Зрелое молоко подогревали до температуры (31-2) °С, нормализовали по содержанию жира, затем в него вносили 2,0 % бактериальной закваски молочнокислых стрептококков и раствор хлористого кальция (из расчета 15 г соли на 100 кг молока). Свертывали молоко ферментным препаратом ВНИИМС. Продолжительность свертывания молока находилась в пределах от 30 до 45 минут (в среднем 39,0 минут).

Применение созревания молока повлекло понижение расхода сырья на единицу готовой продукции.

В контрольном варианте при переработке 1000 кг смеси жирностью 3,0 % получено 143,3 кг сыра (расход сырья составил 6,98 кг на один кг сыра). В опытном варианте при переработке 1000 кг смеси жирностью 3,0 % получено 157,5 кг сыра (расход сырья составил 6,35 кг на один кг сыра).

-Полученные результаты экспериментальных исследований использованы при разработке нового вида сыра "Семейный". В отличие от других мягких кислотно-сычужных сыров сыр "Семейный" выраба-

тывают с содержанием 30 % жира в сухом веществе. Известно, что снижение жира в сыре приводит к ухудшению консистенции продукта. Чтобы устранить это в сыре следует увеличивать содержание влаги, а одним из действующих приемов этого является изменение температуры нагревания сырного зерна.

Взаимосвязь органолептических показателей сыра, содержащего 30 % жира в сухом веществе, с содержанием в нем влаги видно из таблицы 3.

Таблица 3 Состав и свойства опытных сыров

Вариант сыра Температура нагревания зерна,°С Влага сыра, % Органолептическая оценка,балл

Вкус и запах Консистенция Всего

Первый 37-1 67,2-0,3 14,2-0,3 9,2-0,2 28,4-0,2

Второй 42±1 64,0-0,2 13,0-0,0 8,0-0,2 26 ,0-0,1

Третий 47-1 61,4-0,2 11,7-0,3 6,5-0,1 23,2-0,2

На сыр "Семейный" разработана и утверждена нормативная документация - ТУ 9225-024-02068315-97 "Сыр "Семейный".

Экономический эффект от выработки одной тонны сыра равнялся 1 млн 485 тыс рублей.

ВЫВОДЫ

1. Доказана целесообразность применения созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров и отработаны технологические режимы для осуществления этого процесса.

2. Изучено влияние режимов пастеризации молока на его состав и свойства, а также на кислотное и сычужное свертывание молока. Установлены основные закономерности формирования кислотных и сычужных сгустков в зависимости от температуры пастеризации молока.

3. Доказано, что при выработке мягких кислотно-сычужных сыров использование повышенных температур пастеризации благотворно влияет на качественные показатели и выход продукта. Повышение температуры пастеризации молока с 75 до 95 °С увеличило выход сыра

на 11,2 %.

4. Исследован процесс созревания молока. Доказано, что к его основным параметрам относятся температура пастеризации молока перед созреванием, доза вносимой бактериальной закваски, температура и продолжительность созревания молока.

5. Получены математические модели, описывающие зависимость титруемой и активной кислотности молока после созревания, вкуса и консистенции сыра, переход сухих веществ в сыворотку, а также содержание влаги в сыре от режимов созревания молока.

6. Предложен режим созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров, заключающийся в пастеризации молока при (87-2) °С, охлаждении его до (10-2) °С и выдержке при этой температуре с закваской молочнокислых стрептококков (0,2 %) в течение от 18 до 24 часов).

7. Утверждена нормативная документация на способ созревания молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров и доказана эффективность его практического использования.

8. Создан новый вид мягкого кислотно-сычужного сыра "Семейный" .

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Буланенко A.M. Влияние температуры пастеризации молока на расход сырья при выработке мягких кислотно-сычужных сыров// Новые технологии: Тез.науч.работ,- Кемерово, 1996.- С.20.

2. Буланенко A.M. Теплозая обработка молока как фактор видовых особенностей мягких сыров// Новые технологии: Тез.науч. работ.- Кемерово, 1996.- С.21.

3. Остроумов J1.А., Бобылин В.В., Буланенко A.M. Взаимосвязь качественных показателей сыра с режимами тепловой обработки и созревания молока// Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования:тез.докл.Российской науч.-практ.конф.- Кемерово, 1997.- С.10.

4. Бобылин В.В., Буланенко A.M. Роль созревания молока в формировании качества сыра // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: тез.докл.Российской науч.-практ.конф.- Кемерово, 1997.- С.11.

5. Бобылин В.В., Буланенко A.M. Особенности подготовки молока к свертыванию при выработке мягких кислотно-сычужных сыров// Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные

исследования: тез.докл.Российской науч.-практ.конф.- Кемерово, 1997.- С.9.

6. Бобылин В.В., Буланенко A.M. Технология подготовки молока при выработке мягких сыров// Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века: тез.докл.пятого межд. симпозиума.- М., 1997.- С.

7. Буланенко A.M. Влияние режимов созревания молока на состав и свойства мягких кислотно-сычужных сцров// Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века: тез. докл.пятого межд.симпозиума.- М., 1997.- С.

8. Бобылин В.В., Буланенко A.M. Молочные продукты повышенной биологической ценности// Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале: Российская науч.техн.конф.- Оренбург, 1997.- С.30.

9. Бобылин В.В.,Буланенко A.M. Исследование особенностей кислотного и сычужного гелеобразования молока в связи с созданием новых видов мягких сыров// Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: Межд.науч.-техн.конф.- Воронеж, 1997.- С. 128.

10. Бобылин В.В., Брагинский В.И. , Буланенко A.M. Влияние параметров созревания молока на вкус и запах мягкого сыра// Проблемы рационального питания: Тезисы научных работ.- Кемерово, 1997.-С.22-24.

11. Остроумов JI.А., Бобылин В.В., Буланенко A.M. Влияние различных режимов созревания молока при выработке мягких сыров// Проблемы рационального питания: Тезисы научных работ.- Кемерово, 1997,- С.25-26.

61 5/207-X

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

БУЛАНЕНКО АЛЕКСЕЙ МАТВЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ МОЛОКА ПРИ ВЫРАБОТКЕ КИСЛОТНО-СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ

Специальность - 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Научные руководители: Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Остроумов Л.А. Член-корреспондент МАХ, кандидат технических наук

На правах рукописи

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бобылин ВВ.

Кемерово - 1998

- г -

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

^ Введение .................................................4

1. Обзор литературы ................................. 7

1.1. Основные факторы, определяющие видовые особенности мягких сыров .......................... 7

1.2. Влияние тепловой обработки на состав и свойства молока ................................... 15

1.3. Взаимосвязь качественных показателей сыров с режимами тепловой обработки и созревания мо-

• лока ........................................ 26

у 1.4. Заключение по обзору литературы и задачи исследований .................................. 33

2. Организация эксперимента и методы исследований ... 39

2.1. Методика выполнения работы ......'............ 39

2.2. Основные методы исследований ................ 42

3. Результаты исследований и их анализ .............. 44

3.1, Исследование роли тепловой обработки и созревания молока в производстве мягких кислотно-сычужных сыров .............................. 44

3.1.1. Влияние различных режимов пастеризации молока на его состав и свойства ......................44

3.1.2. Влияние различных режимов пастеризации молока на процесс выработки мягких кислотно-сычужных сыров ............................ 57

3.1.3. Изменение состава и свойств молока в процессе его созревания ......................... 61

3.1.4. Влияние различных режимов -созревания молока на процесс выработки мягких кислотно-сычужных сыров ............................ 67

3.2. Исследование роли технологических режимов созревания молока в формировании мягких кислотно-сычужных сыров ............................... 74

Стр.

3.2.1. Влияние параметров созревания .молока на

его титруемую кислотность ................................75

3.2.2. Влияние параметров созревания молока на

его активную кислотность .............................78

3.2.3. Влияние параметров созревания молока на содержание сухих веществ в сыворотке ..... 85

3.2.4. Влияние параметров созревания молока на

вкус и запах сыра ......................... 90

3.2.5. Влияние параметров созревания молока на консистенцию сыра ......................... 94

3.2.6. Влияние параметров созревания молока на содержание в сыре влаги .................. 101

3.2.7. Обоснование выбора рациональных режимов созревания молока при выработке.мягких кислотно-сычужных сыров ................... 106

3.3. Практическая реализация результатов исследований ...................................... 114

3.3.1. Технологический регламент созревания молока

при выработке мягких кислотно-сычужных сыров 114

3.3.2. Технология сыра "Семейный".................. 116

3.3.3. Расчет экономической эффективности производства сыра с использованием созревания

молока ..................................... 119

\/ Выводы ............................................... 121

Список литературы .................................... 123

Приложения ........................................... 138

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей стратегической задачей агропромышленного комплекса страны является удовлетворение физиологических потребностей населения в высококачественных и безопасных продуктах питания. Успешная реализация этой задачи возможна путем коренной реконструкции пищевых предприятий, создания принципиально новых энергетически выгодных технологий, организации безотходных или малоотходных производств, получения экологически чистых продуктов питания, определения приоритетных направлений исследований отраслевой науки.

Среди большого разнообразия продуктов питания одно из ведущих мест занимают сыры. Мировая наука о питании признает сыр, как высокопитательный, биологически полноценный, легкоусвояемый продукт. Он является незаменимым и обязательным компонентом пищевого рациона человека. В состав сыра входят необходимые человеку белки, жиры, углеводы, минеральные соли, микроэлементы, витамины.

Белки сыра включают весь комплекс аминокислот, в том числе незаменимые, которые не синтезируются в организме человека. Жир находится в эмульгированном состоянии, что обусловливает его хорошую усвояемость. Сыр является богатейшим источником кальция и фосфора.

Научные и практические основы биотехнологии сыров'заложены в работах С.А.Королева, З.Х.Диланяна, В.М.Богданова, И.И.Климовского, А.И.Чеботарева, Д.А.Граникова и других. В дальнейшем они были продолжены П.Ф.Крашенининым, A.B.Гудковым, Р.И.Раманаускасом, А.М.Ша-лыгиной и другими исследователями.

В соответствии с рекомендациями института питания РАМН среднегодовая норма потребления сыра должна составлять 6,1 кг на человека. Однако из-за недостаточного производства эта норма удовлетво-

ряется менее чем на 50 %.

Серьезным резервом быстрого увеличения объема сыров в стране является организация производства мягких кислотно-сычужных сыров. Сыры этой группы имеют ряд преимуществ в сравнении с другими категориями сыров. Они менее требовательны к качеству перерабатываемого молока и более экономичны с позиции расходы сырья.

Производство мягких кислотно-сычужных сыров возможно организовать на большинстве действующих молочных предприятий без серьезных капитальных вложений.

Ввиду специфики технологии мягкие кислотно-сычужные сыры обладают повышенной пищевой и биологической ценностью, что делает их обязательным продуктом потребления для регионов со сложной экологической обстановкой.

Учитывая перспективность этих сыров, Кемеровским технологическим институтом пищевой промышленности разрабатывается и реализуется научно-техническая программа "Мягкие кислотно-сычужные сыры". Исследуются сырьевые, технологические, микробиологические и физико-химические аспекты сыров данной группы, а также разрабатываются их новые виды.

Настоящая работа является составной частью разрабатываемой программы. Она посвящена исследованию и разработке биотехнологии подготовки молока при выработке мягких кислотно-сычужных сыров. Это начальный этап производства сыра, во многом определяющий последующий технологический процесс, а также выход и органолептичес-кие показатели продукта.

В работе изучено влияние тепловой обработки молока на состав и свойства сыра, рассмотрены различные способы подготовки молока к свертыванию, изучены особенности созревания сырого, терми-

- б -

зованного и пастеризованного молока, разработана рациональная технология подготовки молока к свертыванию, установлена взаимосвязь расхода сырья при выработке сыра с режимами тепловой обработки молока, а также созданы новые виды мягких кислотно-сычужных сыров.

- 7 -

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВИДОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЯГКИХ СЫРОВ

В зависимости от способа свертывания молока при получении сгустка мягкие сыры подразделяют на сычужные, сычужно-кислотные и кислотные.

Микрофлора, применяемая при выработке и созревании, определяет вид и характерные особенности мягких сыров, обусловливает направление микробиологических и биохимических процессов, протекающих в молоке и сырной массе, а также влияет на вкус, запах и консистенцию сыра.

В зависимости от вида применяемых бактериальных культур мягкие сыры подразделяют на следующие группы:

- сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и белой плесени, развивающейся на поверхности сыра (русский камам-бер, белый десертный);

- сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий, а также белой плесени и микрофлоры сырной слизи, развивающихся на поверхности сыра (смоленский, любительский зрелый);

- сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры сырной слизи (дорогобужский, калининский, дорожный, ня-мунас, рамбинас );

- сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и голубой плесени (рокфор);

- сыры свежие (без созревания), вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий (любительский свежий, маоле, нарочь, останкинский, клинковый, адыгейский, чайный, сливочный, домашний, волжанка).

Особенностями технологии мягких сыров являются применение высокой температуры пастеризации молока, внесение в пастеризованное молоко повышенных доз бактериальных заквасок и препаратов в количестве 1,5-2,5 %, состоящих в основном из штаммов молочнокислых и ароматобразующих стрептококков, повышенная зрелость и кислотность молока перед свертыванием и получение более прочного сгустка, отсутствие у ряда сыров второго нагревания сырного зерна, реализация некоторых из них без созревания.

Кроме того мягкие сыры, в отличие от твердых сыров, имеют более нежную мягкую консистенцию и повышенное содержание влаги в готовом продукте.

При выработке созревающих мягких сыров в первые несколько суток в сырной массе накапливается большое количество молочной кислоты, которая в последующем задерживает развитие молочнокислых бактерий. Поэтому дальнейшее накопление в сырной массе бактериальных ферментов молочнокислой микрофлоры, участвующей в созревании сыра, возможно только при значительном снижении кислотности сырной массы под воздействием развивающихся на поверхности сыров культурных плесеней и микрофлоры сырной слизи, а при выработке сыра рокфор развития плесени в тесте сыра (54).

Мягкие сыры вырабатывают без созревания, с короткими сроками созревания (от 5 до 15 суток) и с длительным периодом созревания (от 20 до 45 суток).

Для производства мягких сыров, вырабатываемых с созреванием, используют молоко высокой зрелости (22-24 °Т), а для выработки свежих сыров - кислотностью не более 20 °Т.

Для выработки мягких сыров используют сыропригодное молоко. Оно должно обладать нормальными физико-химическими и биологичес-

кими свойствами, под действием молокосвертывающего фермента образовывать хорошей плотности сгусток с нормальным синерезисом, быть средой, благоприятной для развития молочнокислых бактерий, иметь в нормальных соотношениях содержание жира и белка, кальциевых и фосфорнокислых солей (31, 32,40, 93).

От состава и свойств перерабатываемого молока зависят орга-нолептические показатели сыра, его выход из единицы сырья, наличие различных дефектов вкуса, запаха, консистенции, рисунка и внешнего вида.. Поэтому постоянно ведется поиск объективных методов контроля состава и свойств молока, предназначенного для выработки сыра.

Сыропригодность молока характеризуется содержанием в нем казеина, сывороточных белков, липидных компонентов, лактозы, кальция, фосфора, микроэлементов, величиной титруемой и активной кислотности, способностью свертываться под действием сычужного фермента, видовым и количественным составом микрофлоры, наличием несвойственных для молока компонентов, органолептическими показателями и другими критериями.

Делались попытки моделировать качество сыра, исходя из показателей состава и свойств молока.

В исследованиях Крашенинина П.Ф. получено уравнение сыропри-годности молока, описывающее зависимость структурно-механических свойств и синерезиса сычужного сгустка от химического состава молока (46).

Арутюняном H.A. предложена система оценки качества молока, включающая такие показатели, как содержание жира, белка, титруемая кислотность и редуктазная проба. Предложена формула для характеристики биотехнологических свойств молока, учитывающая продолжительность свертывания, синерезиса, а также потерю сухих веществ с

сывороткой (4, 5).

Титовым А.Г. получены регрессионные уравнения, характеризующие зависимость качества сыра от состава и свойств перерабатываемого молока. Установлено, что наиболее весомыми показателями, влияющими на качество сыра, являются присутствие ингибирующих веществ, примесь анормального молока, проба на редуктазу, количество спор маслянокислых бактерий, сычужно-бродильная проба и кислотность (92).

Остроумовым Л.А. после анализа результатов исследований отечественных и зарубежных авторов были отобраны восемь критериев, характеризующие сыропригодность молока для сыров с высокой температурой второго нагревания, а именно, его химический состав (массовая доля белка и казеина), физико-химические свойства (плотность, сычужно-бродильная проба) и бактериальная обсемененность (редук-тазная проба, примесь анормального молока, наличие маслянокислых бактерий). На базе фактического материала, его систематизации и соответствующей обработки построена квалиметрическая модель, связывающая показатели сыропригодности молока с балловой оценкой выработанного из него сыра (59, 68).

Для мягких сыров подобной системы оценки, характеризующей взаимосвязь состава и свойств сырья с качеством готового продукта, в анализируемой литературе встретить не удалось.

Далее более подробно рассмотрим особенности выработки отдельных представителей различных групп мягких сыров.

При выработке сыров типа русский камамбер наряду с молочнокислой микрофлорой используется плесень Репл.с.сапа1аит , которая растет на поверхности сыра и образует довольно толстый белый пушистый слой мицелия.При развитии плесень потребляет молочную кислоту, в результате чего кислотность массы снижается. Нормальное разви-

тие на поверхности сыра культурной плесени придает ему специфический грибной вкус и запах.

При выработке смоленского и любительского зрелого сыров наряду с молочнокислыми бактериями принимает участие белая плесень, развивающаяся на поверхности сыра. В процессе созревания сыра плесень удаляется и заменяется микрофлорой сырной слизи, что придает сыру дополнительно аммиачный привкус.

Сыры типа дорогобужский созревают при участии поверхностной сырной слизи, содержащей дрожжи, палочки, микрококки и другую микрофлору.

Весьма своеобразна технология сыра рокфор. В созревании сыра участвуют молочнокислые бактерии и плесень Реп1с. годие^г^ , развивающаяся внутри сырной массы. Плесень разлагает молочную кислоту, жир и белки. Развитию плесени в сыре способствует активное молочнокислое брожение. Зрелый сыр имеет острый, соленый, с легкой горечью вкус и специфический грибной запах.

Мягкие сыры без созревания типа любительского свежего вырабатывает при участии молочнокислой микрофлоры. Повышенное содержание влаги и молочной кислоты в этих сырах обеспечивает получение продукта с выраженным кисломолочным вкусом и нежной пластичной консистенцией.

В последние годы активизировался интерес к мягким кислотно-сычужным сырам (52, 66). Разработана целая группа таких сыров (12, 13, 60).

При выработке мягких кислотно-сычужных сыров свертывание молока осуществляется под влиянием молочной кислоты, образующейся вследствие жизнедеятельности молочнокислой микрофлоры, а также под действием молокосвертывающих ферментов. Причем процессы кислотно-

го и сычужного свертывания молока взаимосвязаны. На начальном этапе свертывания активная кислотность молока не опускается ниже 6,0 единиц рН. В этот период происходит начальный гидролиз отдельных агрегированных белковых частиц с нарушением функций защитного коллоида и гидратной оболочки, что приводит к нарушению сил электростатического отталкивания между ними (48).

На последующей стадии процесса из-за сдвига рН среды в кислую сторону действие фермента замедляется и все активнее проявляется участие в свертывании молока молочной кислоты. В конечном итоге наступает состояние, когда происходят конформационные изменения белков и они теряют устойчивость, образуя гель. Это происходит в интервал- рН от 5,2 до 4,7. Степень выраженности кайдой из этих двух фаз образования сгустка в основном зависит от применяемых доз фермента и заквасок (69).

Остроумов Л.А. и Бобылин В.В. отмечают, что для понижения расходы сырья на выработку сыра и повышения его биологической ценности необходимо использовать повышенные температуры пастеризации молока (60). Это приводит к денатурации сывороточных белков и их агрегации с казеиновыми мицеллами.

Из температурных факторов, кроме тепловой обработки молока на процесс формирования мягкого кислотно-сычужного сыра влияют температуры свертывания молока и обработки сгустка.

По данным Бобылина В.В. органолептические показатели сыра, массовая доля в нем влаги и расход сырья имели следующую корреляционную зависимость от температурных- факторов (таблица 1.1) (9).

Из таблицы видно, что на органолептические показатели продукта и содержание в нем влаги весомое влияние оказывает температура обработки сгустка, а расход сырья во многом зависит от темпе-

ратуры пастеризации молока.

Типичными представителями вновь созданных сыров являются "Нежный" и "Таежный" (12). Основу их технологии составляют пастеризация молока при повышенной температуре, длительное свертывание молока, подогрев сырного зерна, самопрессование или прессование сыра, посолка, упаковка �