автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии мягкого сыра из восстановленного молока

На правах рукописи

МАЗАЛЕВСКИЙ ВИКТОР БОРИСОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО СЫРА ИЗ ВОССТАНОВЛЕННОГО МОЛОКА

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул 2013

З ОКТ 2013

005533926

Диссертация выполнена в ГНУ Сибирский научно-исследовательсь „ . < и-тут переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии и 1 НУ Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия Россельхозакадемии.

Научный руководитель: Майоров Александр Альбертович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Захарова Людмила Михайловна

доктор технических наук, профессор Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», профессор кафедры технологии молока и молочных продуктов

Курбанова Марина Геннадьевна

доктор технических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт», заведующая кафедрой технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится «22» октября 2013 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 в ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47,4-я лекц. ауд. тел./факс: (8-384-2)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на официальных сайтах ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru) ФГБОУ ВПО «КемТИПП» (http://www.kemtipp.ru).

Автореферат разослан «20» сентября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кригер Ольга Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди большого разнообразия продуктов питания одно из ведущих мест занимают сыры. Мировая наука о питании признает сыр, как высокопитательный, биологически полноценный продукт. Он является незаменимым и обязательным компонентом пищевого рациона человека.

Обзор достижений в различных регионах мира по переработке молока подтверждает все возрастающую роль мягких сыров. В последнее время увеличилось количество исследований по разработке новых видов мягких сыров из-за наличия у них ряда преимуществ по сравнению с твердыми и рассольными сырами. Их выпуск более экономичен, так как они менее требовательны к составу, свойствам и качеству перерабатываемого молока, что позволяет полнее и эффективнее использовать составные части молочного сырья, интенсифицировать технологию получения сырной массы. При этом для повышения эффективности производства возможно увеличение концентрации основных компонентов (белка и жира) в сырье.

Помимо расширения ассортимента мягких сыров, большое внимание уделяется повышению их пищевой ценности, в первую очередь получению сыра с максимальным использованием всех составных частей молока. Пищевая ценность таких сыров обусловлена высоким содержанием в них молочных белков, наличием незаменимых аминокислот, витаминов, кальциевых, фосфорнокислых и других минеральных солей.

Одной из основных причин, сдерживающих в России интенсивный рост продукции сыродельной отрасли, является сезонность в количестве и качестве поступающего на перерабатывающие предприятия молока.

Одним из возможных путей решения данной проблемы может быть использование в сыроделии восстановленного и (или) рекомбинированного молока.

Степень разработанности темы.

Теоретическое и практическое обоснование перспективности разработки и производства мягких сыров дано А.Г. Храмцовым, И.А. Евдокимовым, O.A. Су-юнчевым, JI.A. Остроумовым, И.А. Смирновой, JI.M. Захаровой, A.A. Майоровым, И.М. Мироненко, Н.Б. Гавриловой, Л.Г. Германской и другими известными учёными. Научные труды вышеназванных учёных использованы автором в своих научных исследованиях.

Однако большинство исследований касаются в основном технологий мягких сыров из натурального молока, а вопросы, связанные с производством мягких сыров из восстановленного молока исследованы еще недостаточно и требуют более детального изучения.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является исследование технологических особенностей и разработка технологии мягкого сыра из восстановленного цельного молока.

Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- определить степень влияния концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке на органолептические, физико-химические и технологические показатели сыра;

- исследовать влияние температуры коагуляции белков восстановленного цельного молока на органолептические показатели и выход готового продукта;

- изучить влияние вида подкислителя на органолептические и физико-химические показатели сыра;

- исследовать влияние солевого состава восстановленного молока на характеристики получаемого продукта;

- подобрать функциональную добавку, обеспечивающую повышение влаго-удерживающей способности и биологической ценности сырной массы, рассмотреть способы её внесения в восстановленное цельное молоко, подобрать дозу внесения и продолжительность выдержки;

- выбрать способ посолки сыра после самопрессования и определить необходимое количество поваренной соли;

- обосновать режимы хранения и сроки годности разрабатываемого продукта.

Научная новизна работы:

- изучены процессы коагуляции белков восстановленного цельного молока с массовой долей сухих веществ повышенной до 17%;

- выявлено влияние температуры коагуляции восстановленного молока в диапазоне от 75 до 95°С на выход сырной массы и ее влагоудерживающую способность;

- исследованы процессы свертывания восстановленного молока с использованием глюконо-дельта-лактона в качестве регулятора консистенции получаемого сгустка;

- показано влияние температуры на концентрацию ионов кальция в восстановленном молоке и предложены способы коррекции состава смеси для получения прочной структуры сгустка;

- установлен характер воздействия добавки пищевых волокон на выход сырной массы и ее влагоудерживающую способность;

- доказано, что устранению пороков консистенции в термокислотном сыре из восстановленного молока способствует использование солей-стабилизаторов, применение цитрата натрия приводит к устранению крошливости, так как происходит замена казеинатов кальция на казеинаты натрия, что обеспечивает уплотнение сырной массы и формирование связной консистенции;

- предложено для сравнения эффективности использования сырья с повышенным количеством сухих веществ в смеси относительно натурального молока использовать показатель расхода сухого вещества молока (молочной смеси) на 1 т сыра.

Практическая значимость работы: Разработана технология мягкого термокислотного сыра ТИ ТУ 9225-063-00419710-13, позволяющая снижать влияние сезонности на объемы производства сыра и экономить молоко-сырье за счет использования сухого молока. Новизна технического решения, составляющего основу технологии нового мягкого термокислотного сыра из восстановленного молока, отражена в заявке на изобретение № 2012135865 «Способ приготовления мягкого сыра» (приоритет от 21.08. 2012).

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов на международных курсах повышения квалификации в СибНИИ сыроделия (лицензия Серия А № 0001340) по направлению «Техника и технология сыра».

Положения, выносимые на защиту:

- увеличение концентрации сухих веществ в ВЦМ до уровня 17% приводит к формированию плотного термокислотного геля, что позволяет повысить выход готового продукта при сохранении его органолептических показателей;

- снижение температуры коагуляции белков ВЦМ до 75±2°С предотвращает пересушивание термокислотного сыра;

- использование ГДД для коагуляции белков ВЦМ позволяет получить связную консистенцию продукта, так как его постепенный переход в глюконовую кислоту ведет к формированию упорядоченных связей между белковыми молекулами в сгустке;

- коагуляция белков ВЦМ кислым раствором цитрата натрия позволяет избежать крошливой консистенции сыра;

- предотвращение появления в сыре мажущейся консистенции возможно путем корректировки его минерального состава по содержанию ионного кальция;

- внесение пищевых волокон в ВЦМ приводит к повышению его выхода и биологической ценности;

Апробация результатов. Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях: VI Международный фестиваль «Праздник сыра»: Всероссийский слёт молодых сыроделов (Барнаул, 2011), Молочная промышленность Сибири: VIII Специализированный конгресс (Барнаул, 2012), «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2013), «Пища, экология, качество» (Краснообск, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе две статьи в журналах, рекомендованных ВАК («Сыроделие и маслоделие»).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений, подтверждающих практическую значимость результатов.

Содержание работы изложено на 121 странице основного текста, содержит 34 таблицы и 29 рисунков. Список литературы включает 155 наименований.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами в Сибирском научно-исследовательском институте сыроделия. Весь цикл экспериментальных исследований состоял из пяти взаимосвязанных этапов. Общая схема экспериментальных исследований представлена на рисунке 1.

На первом этапе исследовано влияние концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке на технологические и органолептические свойства сгустков, сыворотки и готового продукта. Подобран диапазон концентраций су-

хих веществ в ВЦМ как сырье для производства мягкого термокислотного сыра, обеспечивающий увеличение выхода сыра при сохранении органолептических свойств.

Рисунок 1 - Общая схема проведения исследований

На втором этапе исследовано влияние температуры коагуляции ВЦМ, вида и дозы подкислителя на технологические, органолептические и реологические показатели сыра. Выбран подкислитель (ГДЛ), позволяющий получить в готовом продукте однородную связную пластичную консистенцию и чистый вкус. Определена доза ГДЛ для получения необходимого уровня активной кислотности сыра

На третьем этапе изучена динамика концентрации ионного кальция в восстановленном цельном молоке и определены дозы внесения хлористого кальция, позволяющие довести его количество до уровня натурального молока, что позволяет избежать возникновения в готовом продукте липкой, мажущейся консистенции.

На четвертом этапе изучены способы и дозы внесения в восстановленное цельное молоко цитрусовых пищевых волокон на основе клетчатки, а также продолжительность их выдержки в восстановленном цельном молоке для обеспечения необходимой влагоудерживающей способности, и тем самым, увеличения выхода сыра.

На пятом этапе были отработаны технологические параметры мягкого термокислотного сыра. Обоснован выбор размеров сырного зерна, определена продолжительность самопрессования сыра. Исследованы способы посолки сыра и влияние массовой доли соли на органолептические свойства сыра.

Эксперименты проводились в трех повторностях. Полученные результаты обрабатывали методом регрессионного анализа.

Полученные на разных этапах работы экспериментальные данные проверяли в производственных условиях.

При выполнении диссертационной работы использовали стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований (определение предела прочности молочных сгустков, определение деформации мягких сыров).

На заключительном этапе была разработана и утверждена нормативно-техническая документация на производство мягкого термокислотного сыра из восстановленного цельного молока.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование влияния концентрации сухих веществ в восстановленном

цельном молоке на технологический процесс и показатели мягкого термокислотного сыра

Увеличение выхода и снижение потерь является важной составной частью технологии любого продукта. При производстве сыра из молока с пониженной концентрацией сухих веществ часто возникают проблемы с образованием сгустка. Поэтому подбору оптимальной массовой доли сухих веществ в восстановленном цельном молоке уделялось в данной работе отдельное внимание.

Увеличение концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке приводит к равномерному росту всех показателей (таблица 1).

Количество белка в восстановленном цельном молоке превышает количество жира на 0,1%. Соотношение жир/белок в данном случае составляет 0,98 и не

изменяется при увеличении концентрации сухих веществ молока. Это позволяет получать из данного молока продукт с содержанием жира в сухом веществе около

40%.

Таблица 1 - Физико-химические показатели восстановленного цельного молока

Исследуемый вариант ВЦМ Исследуемые показатели

СВ, % Жир, % Белок, % Лактоза,% Плотность, г/см3 Кислотность

Титруемая, °Т Активная, ед. рН

№1 13 3,4 3,5 5,3 1030 16,2 6,67

№2 15 3,9 4,0 6,1 1035 16,8 6,58

№3 17 4,4 4,5 7,0 1039 17,2 6,46

№4 19 5,0 5,1 7,8 1043 17,6 6,35

На рисунке 2 представлена органолептическая оценка четырёх вариантов восстановленного молока с концентрацией сухих веществ 13, 15, 17 и 19% (1, 2, 3 и 4 соответственно) массой по 1 кг, подвергнутых термокислотному свертыванию при температуре (94±1)°С, в которых качестве коагулянта использовали водный раствор молочной кислоты концентрацией 15%.

Наиболее оптимальным количеством сухих веществ в восстановленном молоке по органолептической оценке является 17%. Так как сыр, выработанный из него, обладает такими свойствами как отсутствие посторонних привкусов и запахов, а образование более крупных хлопьев белка способствуют уменьшению потерь при формовании.

Степень перехода сухих веществ в сыр в зависимости от концентрации СВ в ВЦМ представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Переход СВ молока в готовый продукт

№ СВ молока, г/кг СВ сыра, г/кг Переход СВ в сыр, % Выход сыра, %

1 130 77±0,1 59±0,10 19,25±0,056

2 150 90±0,1 * 60±0,07 22,25±0,049*

3 170 104±0,03*** 61 ±0,02* 26,00±0,014***

4 190 116±0,02*** 61±0,02* 29,00±0,011***

Примечание: разшща по отношению к образцу № 1 достоверна: * - при р<0,05, *** при -р<0,001 (п=3).

При увеличении концентрации СВ в ВЦМ наблюдается рост степени перехода СВ в сыр, который прекращается по достижении концентрации СВ в ВЦМ уровня 17%.

20 я Вкус Консистенцій

■ ■ •

1 10 -л ~~ 5 •■ 0 М, і ■

13 15 17 19 Массовая доля сухих веществ, %

Рисунок 2 - Влияние массовой доли СВ ВЦМ на вкус и консистенцию сыра

По-видимому, увеличение перехода сухих веществ в сыр при использовании сырья с повышенной массовой долей сухих веществ происходит из-за того, что в сыворотке сокращается количество мелких частиц сгустка. По этой же причине в образцах ВЦМ с пониженным содержанием сухих веществ наблюдается уменьшение перехода жира из молока в сыр и увеличение его количества в сыворотке (таблица 3).

Таблица 3 - Переход жира молока в готовый продукт

№ Жир молока, г/кг Жир сыра, г/кг Переход жира в сыр, % МДЖ в сыворотке, %

1 33,75 32,0±0,07 94,8±0,12 0,2

2 39,00 37,0±0,06* 94,9±0,09 0,2

3 44,25 43,0±0,02*** 97,2±0,03* 0,1

4 49,50 48,5±0,02*** 97,8±0,02* 0,1

Примечание: разница по отношению к образцу № 1 достоверна: * - при р<0 05 *** при -р<0,001 (п=3).

Реологические показатели термокислотных сгустков из ВЦМ представлены на рисунке 3.

При увеличении концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке происходит повышение прочности получаемых сгустков. Удельная нагрузка, необходимая для преодоления предела прочности сгустка увеличивалась с 0,11 г/мм2 при 13% СВ до 0,52 г/мм2 при 19% СВ. Данный факт свидетельствует о том, что при увеличении концентрации сухих веществ в ВЦМ связность сгустка усиливается за счет сокращения пространства между компонентами молока.

Вследствие этого при разрезке сгустка происходит формирование более прочного зерна и уменьшение количества сырной пыли.

Исследование температурного и кислотного факторов преобразования ВЦМ в сыр

На выход сыра значительное влияние оказывает не только доза кислоты, но и температура коагуляции восстановленного цельного молока (рисунок 4). При увеличении температуры коагуляции с 75 до 95°С наблюдается уменьшение выхода

0,60

0,00 5,00 10,00 Время, с

Рисунок 3 - Предел прочности сгустков из ВЦМ, полученных после подкисле-ниягда

готового продукта ~ на 1%. Увеличение дозы кислоты с 2 до 3% приводит к повышению выхода сыра.

Данные рисунка 5, свидетельствующие о повышении массовой доли влаги в сыре при снижении температуры коагуляции восстановленного цельного молока с 95 до 75°С позволяют объяснить увеличение выхода готового продукта при пониженных температурах коагуляции белков.

Анализ данных рисунка 6 показывает, что переход сухих веществ в сыр при увеличении дозы кислоты с 2 до 3% растет ~ на 2% при 75°С и на ~ 1 % при 95°С. Значительный прирост перехода сухих веществ в сыр при 75°С позволяет объяснить, почему несмотря на уменьшение содержания массовой доли влаги при увеличении дозы кислоты, происходит увеличение выхода сыра.

Рисунок 4 - Влияние температуры и МД молочной кислоты на выход сыра

До ІЛ -■" з кисло 9<ї гы, %

90 85 »и Температура, °С

к

62.0 а —

зс

60,0 я X

9

58.0 С и 1

я

63,0 61.0 59.0 57.0

75 «О 85 90 Температура, °С

2 Доза 95 кисло

1Ы, %

Рисунок 5 - Влияние температуры и дозы молочной кислоты на МДВ в сыре

Рисунок 6- Влияние температуры и дозы молочной кислоты на степень перехода СВ в сыр

Органолептическая оценка сгустков, сыворотки и готового продукта, полученных в результате коагуляции восстановленного цельного молока молочной кислотой показала, что при увеличении температуры коагуляции и дозы молочной кислоты происходит укрупнение хлопьев сгустка и осветление сыворотки.

Это свидетельствует об увеличении перехода сухих веществ молока в готовый продукт и снижению в нем массовой доли влаги, которая в свою очередь оказывает значительное влияние на консистенцию готового продукта.

Из влагонасыщенных мелкодисперсных сгустков получался влажный сыр (МДВ ~ 62%) с мажущейся консистенцией, напоминающей консистенцию пастообразных сыров. Из сгустков, в которых происходит агломерация хлопьев под действием гидрофобных сил, возникающих в результате достижения белками гооэлектрического состояния, получались сыры с более плотной, не размазывающейся консистенцией (МДВ ~ 60%). Но при избыточном удалении влаги в сырах

формировалась сухая крошливая консистенция (МДВ ~ 58%). Известно, что при перегревании натурального молока при производстве термокислотных сыров, возникает порок «крошливая» консистенция.

Сухое молоко в процессе производства неоднократно подвергается температурным воздействиям, в результате которых с ним происходят изменения, влияющие на термоустойчивость белков. В результате этих изменений при использовании высоких температур коагуляции происходит пересушивание сгустков, что и приводит к формированию в продукте несвязной крошливой консистенции.

Вкус мягких термокислотных сыров, производимых без участия заквасоч-ной микрофлоры, в основном, зависит от консистенции готового продукта, от соотношения сухого вещества и влаги, а также от характера связей между компонентами продукта.

Поэтому перегревание сгустков, ведет и к отсутствию сырного вкуса. Так как в получаемом сыре недостаточно влаги, а денатурированные белки образуют грубую комковатую структуру, неспособную к дальнейшей перестройке.

Для того, чтобы избежать возникновения в сыре пороков консистенции проводили опыты с применением пищевой добавки Е 575 - глюконо-дельта-лактона (ГДЛ). При растворении в воде ГДЛ переходит в глюконовую кислоту, при диссоциации которой равномерно по объему молока повышается активная кислотность и белки формируют упорядоченную структуру, что впоследствии приводит к образованию однородной связной консистенции готового продукта. Применение ГДЛ в качестве коагулянта в технологии термокислотного сыра позволяет получить выход готового продукта на уровне 25,5 - 26,5% (рисунок 7) при массовой доле влаги в сыре порядка 59,5 - 60,5% (рисунок 8).

ГДЛ. г/л

11

9 7 5

29 | 4 26 В I

">3 І І"

15

Время выдержки, мин.

ГДЛ, г/л

9]з 13 Н 9

7 5

66 61 56

я а $ Ь

Время выдержки, мин.

Рисунок 7 - Влияние дозы ГДЛ и про- Рисунок 8 - Влияние дозы ГДЛ и продолжительности теплового воздейст- должительности теплового воздействия на выход сыра вия на МДВ в сыре

Степень перехода сухих веществ в сыр (рисунок 9) изменяется с 58 до 64%. Органолептическая оценка выработанных образцов сыра показала (рисунок 10), что при дозе ГДЛ 7,5 г/л наблюдалось улучшение консистенции готового продукта в варианте № 5 с десятиминутной выдержкой сырного зерна при температуре коагуляции. Вариант 1 - 5 г/л ГДЛ и 5 мин выдержка после разрезки; 2 - соответ-

ственно 5 и 10; 3 - 5 и 15; 4 - 7,5 и 5; 5 - 7,5 и 10; 6 - 7,5 и 15; 7 - 10 и 5; 8 - 10 и 10; 9 - 10 и 15. Совокупный анализ рисунков 7-10 показывает, что мягкий термокислотный сыр с оптимальными технологическими показателями получается при следующем сочетании изучаемых факторов: доза ГДД 7,5 г/л, продолжительность выдержки при температуре коагуляции 10 мин и результирующих параметров: выход 26%, массовая доля влаги 60%, переход сухих веществ в продукт 61%.

\..... I ; им 7'167 а

Ц— ' ' # ^.Я,,/ Г"4 .„, 22

64 Ух

Й 61 | =■

7 .. 58 -1

1Л.1. 1513 11 9 7

г''л Время выдержки, мин.

Рисунок 9 - Влияние дозы ГДД и про- Рисунок 10 - Влияние дозы ГДЛ и продолжительности теплового воздейст- должительности теплового воздействия вия на степень перехода СВ в сыр на консистенцию сыра

Данные рисунка 11 свидетельствуют о том, что увеличение дозы ГДД, как и увеличение времени выдержки сырного зерна при температуре коагуляции, приводило к уменьшению деформации готового продукта, усиливая его связность. По-видимому, это можно объяснить тем, что при большей дозе ГДД и большей продолжительности выдержки значительно снижается отрицательный заряд белков, выделяется больше влаги, вследствие чего консистенция становится более плотной и связной.

В результате проведенных исследований выявлено, что при производстве сыра из восстановленного цельного молока методом получения термокислотного геля происходит формирование однородного связного сгустка, после дальнейшей обработки которого в готовом продукте формируется однородная связная консистенция без комочков и пустот. Установлено, что для ее получения ГДЛ рекомендуется вносить в молоко в количестве 77,5 г/л и выдерживать сырное зерно при температуре коагуляции в течение 7-10 мин. При соблюдении этих условий достигается переход белков молока в изо-электрическое состояние и вследствие этого наиболее полный их переход в сырную массу.

Также при этом устраняется излишнее содержание влаги в готовом продукте и обеспечивается наличие требуемых органолептических показателей готового

г 24,00

19,00 §

14.00 | 9,00 ■§■

щл, ;; 13 „ 9 !

л Время выдержки» мин.

Рисунок 11 - Влияние продолжительности теплового воздействия и дозы ГДД на деформацию сыра

продукта (однородная, связная консистенция и сливочный сырный вкус).

Исследование и корректировка реологических характеристик сыра из ВЦМ

26,00

-- 24.00

= 22.00

_!_ 20,00 ^ 18.00

- 0.50°о

—1,50°о •••«" КОНТРОЛЬ

0 12 3 Время, да.

Рисунок 12 - Изменение деформационных характеристик сыра при различных дозах цитрата натрия

Исследование органолептических показателей термокислотных сыров из ВЦМ, полученных при коагуляции последнего органическими кислотами показало, что постоянным недостатком таких сыров является ломкая крошливая консистенция. Введение в раствор кислоты цитрата натрия в дозах 0,5, 1,0 и 1,5% и последующая коагуляция молочной смеси полученным раствором способствовало формированию в готовом продукте однородной связной консистенции.

Установлено, что связная однородная консистенция готового продукта формируется только после непродолжительного периода созревания при условиях низких температур (4 - 6°С) (рисунок 12).

Этот факт можно объяснить тем, что при охлаждении сыра до (4 ± 2)°С повышается растворимость кальциевых солей, в том числе и казеинатов. Введение дополнительного количества ионов натрия в реакционную среду (сырную массу) интенсифицирует замену кальция на натрий, что способствуют лучшему связыванию свободной влаги и формированию однородной связной консистенции готового продукта.

Извлеченный из рассола и обсушенный продукт, имел показатель деформации в среднем 25,5% при дозе цитрата натрия 0,5%. Через сутки величина показателя деформации уменьшается до 21,77%, после чего он изменяется незначительно и по истечении двух суток в дальнейшем практически остается постоянной. Увеличение дозы цитрата натрия снижает показатель деформации готового продукта, консистенция становится более плотной.

Если коагуляция ВЦМ проводится с помощью ГДЛ, то возможно возникновение мажущейся консистенции готового продукта за счет перехода кальция из сырного зерна в кислую сыворотку, так как при кислой реакции среды связанный кальций способен переходить в ионную форму. Данная ситуация усугубляется также тем, что в процессе производства сухого молока, часть солей кальция теряется (оседает на поверхностях пастеризационных установок и т.д.).

НЦМ 17%

ВЦМ 17%

600

ЗУ

19 24 2У 34 Температура, °С

Динамика ионного каль ция в натуральном и ВЦМ с МДСВ

17%

Рисунок 13

При повышении температуры в молоке количество ионного кальция уменьшается (рисунок 13). Повышение температуры с 10 до 40°С заметно уменьшает разницу в количестве ионного кальция между восстановленным и натуральным молоком, поскольку концентрация ионного Са при этом снижается. Однако, общее количество кальция в ВЦМ также остается меньшим, чем в натуральном молоке.

Результаты измерений, представленные в таблице 4, свидетельствуют о том, что количество ионного кальция при 20°С в ВЦМ меньше, чем в соответствующем натуральном молоке.

Таблица 4 - Количество ионного кальция в цельном и восстановленном молоке с различной концентрацией СВ_

Количество ИК, мг/л при 20°С

12,5% СВ 17% СВ

НЦМ ВЦМ А НЦМ ВЦМ А

120 90 30 163 125 38

После коррекции восстановленного цельного молока (с массовой долей СВ 17%) по содержанию ионного кальция проведены опытные выработки мягкого термокислотного сыра, органолептическая оценка образцов, которого представлена на рисунке 13. В качестве контроля использовали натуральное молоко (вариант 1), с которым сравнивали органолептические показатели термокислотного мягкого сыра из ВЦМ без добавления ионного кальция (вариант 2) и с коррекцией ВЦМ по этому показателю (вариант 3). В качестве подкислителя использовали глюко-

Данные рисунка 14 свидетельствуют о том, что при выработке мягкого термокислотного сыра из ВЦМ без коррекции последнего по содержанию ионного кальция в готовом продукте формируется мажущаяся, липкая консистенция, что значительно снижает его балльную оценку. В сыре, изготовленном го ВЦМ, в котором содержание ионного кальция было доведено до уровня натурального молока, сформировалась однородная связная и несколько уплотненная консистенция, то есть продукт приблизился по качеству к сыру, изготовленному из натурального молока.

Таким образом, можно сделать вывод, что коррекция восстановленного цельного молока по содержанию ионного кальция позволяет избежать появления в сыре липкой мажущейся консистенции.

но-дельта-лактон.

10 /

А

Рисунок 14 - Влияние коррекции ВЦМ по содержанию ионного кальция на консистенцию сыра

Исследование влияния внесения пищевых волокон в ВЦМ на выход сыра

Известно, что структуре питания жителей нашей страны на фоне избыточного потребления жира отмечается недостаток овощей и фруктов, молочных продуктов, рыбы — важнейших источников компонентов здорового питания, в том числе пищевых волокон.

Сыр относится к продуктам животного происхождения, в которых, как известно, отсутствует какое-либо количество пищевых волокон, необходимых человеку для нормального функционирования пищеварительной системы организма.

Для восполнения данного недостатка пищевые волокна можно дополнительно вводить в молочную смесь для производства сыра, что позволит повысить его биологическую ценность.

Немаловажной также является способность пшцевых волокон связывать свободную влагу, что позволяет увеличить выход готового продукта, придать сырной головке правильную форму с замкнутой поверхностью и избежать выделения сыворотки из сыра при хранении.

В данном разделе работы проводились исследования влияния на качество мягкого сыра цитрусовых пищевых волокон Herbacel AQ Plus, которые получают из цитрусовых свежего урожая.

На данном этапе исследованы следующие способы введения пищевых волокон в восстановленное цельное молоко для производства сыра:

1. Смешивание пищевых волокон в сухом виде с сухим цельным молоком и их совместное растворение;

2. Растворение сухого цельного молока в подготовленном водном растворе пищевых волокон;

3. Растворение пищевых волокон в сухом виде в восстановленном цельном молоке;

4. Добавление пищевых волокон в виде предварительно подготовленного раствора в восстановленное цельное молоко.

В ходе проведения эксперимента пищевые волокна вводились в молоко в количестве 1г/л (0,1% от массы восстановленного молока). При четвертом способе введения пищевые волокна смешивались с водой в соотношении 1:30.

Из полученных смесей вырабатывали сыр по схеме включающей: внесение в смесь ВЦМ и пищевых волокон хлористого кальция, выдержку полученной смеси, пастеризацию, свертывание смеси глюконо-дельта-лактоном, формование, самопрессование, посолку, обсушку, упаковывание и хранение.

Органолептическая оценка сыров показала, что оптимальным способом введения в молоко пищевых волокон является предварительное растворение в воде (2 или 4 способы). При введении пищевых волокон в молоко без предварительного растворения в воде не происходило их равномерного распределения по объему молока, вследствие чего в готовом продукте наблюдались скопления пищевых волокон в виде сероватых пятен, а консистенция приобретала такие отрицательные качества как несвязность и крошливость.

При введении в молочную смесь пищевых волокон в различных дозах (таблица 5) происходит увеличение содержания влаги в готовом продукте, вследствие

чего наблюдается значительное увеличение выхода готового продукта при неизменном отходе жира в сыворотку.

Таблица 5 - Физико-химические показатели сыров, выработанных из с добавлением пищевых волокон

ВЦМ

Доза ПВ, % Активная кислотность сыворотки, ед. рН МДЖ в сыворотке, % Выход сыра, % МДВ в сыре, % МДЖ в СВ сыра, %

контроль 4,61±0,02 0,1 26,0±0,04 60,0±0,03 41,0±0,02

0,05 4,63±0,03 0,1 30,7±0,02*** 65,6±0,04*** 40,1 ±0,05

0,10 4,64±0,01 0,1 30,5±0,02*** 65,4±0,04*** 40,3±0,03

0,15 4,63±0,02 0,1 30,2±0,01 *** 65,5±0,02*** 40,1±0,03

0,20 4,61 ±0,04 0,1 30,5±0,03*** 65,0±0,03*** 39,8±0,05

Примечание: *** - разница по отношению к контролю достоверна при р<0,001 (п=3).

Также наблюдается некоторое снижение МДЖ в сухом веществе сыра, однако это в некоторой степени может быть обусловлено увеличением содержания СОМО за счет внесения в восстановленное цельное молоко пищевых волокон. Поэтому для производства сыра из восстановленного цельного молока с содержанием жира в сухом веществе около 40% рекомендуется концентрация пищевых волокон менее 0,15% от массы молока.

Способность пищевых волокон связывать значительные количества воды приводит к увеличению в сыре не только массовой доли влаги, но и растворенных в ней компонентов (углеводы, органические кислоты, минеральные вещества). Вероятно, по этой причине при введении пищевых волокон в восстановленное цельное молоко происходит некоторое увеличение (~ на 1%) степени перехода сухих веществ в сыр.

Установлено, что при выдержке восстановленного цельного молока с пищевыми волокнами в дозе 0,05% от массы молока в течение 2,5 ч масса сыра достигает уровня, значительного превышения которого при дальнейшей выдержке не происходит.

При удвоении дозы пищевых волокон эта же тенденция наблюдалась в диапазоне времени выдержки от 0,5 до 1,5 ч. Увеличение времени выдержки до 2 ч и более не оказывало влияния на выход сыра (рисунок 15).

Таким образом, при увеличении дозы пищевых волокон с 0,05% до 0,1% возможно сокращение времени выдержки ВЦМ с пищевыми волокнами без снижения выхода продукта. Т.е. увеличение дозы пищевых волокон в большей степе-

-«--0,05%---0,10%

32

30

28

3 ей

26

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Продолжительность выдержки, ч

Рисунок 15 - Влияние продолжительности выдержки ВЦМ с различными дозами ПВ на выход сыра

ни влияет на продолжительность созревания смеси (ВЦМ+ПВ), чем на выход готового продукта.

Количество сухого вещества в сыре при увеличении продолжительности выдержки восстановленного цельного молока с пищевыми волокнами изменялось незначительно, что свидетельствует о том, что основной прирост выхода готового продукта происходит за счет связывания свободной влаги пищевыми волокнами.

Разработка технологии термокислотного сыра «Феникс» из восстановленного цельного молока

На основании проведенных исследований была разработана технология нового вида мягкого термокислотного сыра, получившего название «Феникс».

Сыр обладает высоким выходом готового продукта, хорошими органолеп-тическими показателями.

Графическая схема технологического процесса производства сыра «Феникс приведена на рисунке 16.

ВЦМ ПВ и СаС12

Рисунок 16 - Графическая схема технологического процесса производства

сыра «Феникс»:

1 - установка для восстановления молока, 2, 12 - насос, 3 - счетчик для молока, 4 - резервуар, 5 ванна длительной пастеризации, 6 - тележка для формования и самопрессования, 7 - солильный бассейн, 8 - весы, 9 - камера хранения, 10 - вакуум-упаковочная машина, 11 - пасте-ризационно-охладительная установка, 13 - фильтр. СЦМ - сухое цельное молоко, ВЦМ - восстановленное цельное молоко, ПВ - пищевые волокна, ГДЛ - глюконо-дельта-лактон.

Технологический процесс производства мягкого термокислотного сыра «Феникс» осуществляется в следующей последовательности:

-приемка сырья, контроль качества, сортировка, восстановление и подготовка к термокислотному свертыванию;

-термокислотное свертывание молочной смеси, обработка сгустка и сырного зерна;

-формование и самопрессование сырной массы; -посолка сыра; -обсушка сыра;

-упаковывание и реализация сыра.

Сухое цельное молоко восстанавливают при 37°С и выдерживают при данной температуре в течение 3 ч для набухания и лучшего растворения компонентов молока. При этом в ВЦМ вносят растворенные в питьевой воде пищевые волокна (в соотношении 1:30) в количестве 1,5 - 3% от массы молока

В восстановленное молоко вносят 0,1% от массы молока (37,5±2,5)% - го раствора хлористого кальция ((37,5±2,5 г) на 100 кг молока).

Подготовленную таким образом молочную смесь нагревают до температуры (75±1) °С после чего вносят 7 кг/т глюконо-дельта-лактона в виде свежеприготовленного раствора 25% концентрации, что позволяет получить плотный термокислотный сгусток (за 5 - 7 мин.). Сгусток разрезается на кубики 2x2x2 см и оставляется в покое на 5 мин. для уплотнения и отделения сыворотки. Затем разрезанный сгусток осторожно перемешивают (2-3 мин.) и разливают по цилиндрическим перфорированным металлическим формам. В процессе самопрессования формы несколько раз переворачивают. Первое переворачивание проводят через 15-20 мин. после формования для лучшего замыкания поверхности сырной головки, последующие - через 30 мин. Самопрессование проводят при температуре (22±2)°С в течение 2 - 3 ч.

Сыр солят в рассоле с массовой долей поваренной соли от 18 до 21% при температуре от 8 до 12°С. Продолжительность посолки составляет 60 - 90 мин. в зависимости от массовой доли влаги в сыре после окончания самопрессования. После посолки сыр обсушивают при температуре (10±2)°С. Оптимальные физико-химические показатели свежего сыра: массовая доля влаги не более 60% в сыре без пищевых волокон и не более 65% в сыре с пищевыми волокнами, массовая доля соли (1,5±0,1)%, активная кислотность 5,3 - 5,6 ед. pH.

На этом технологическом этапе свежий сыр готов к упаковыванию и реализации. Когда поверхность сыра обсохнет, его упаковывают в полимерные пленки под вакуумом. Срок годности при хранении продукта при (4±2)°С составляет 30 суток с даты изготовления сыра.

Для разработанного продукта расход сухих веществ на 1 т сыра составляет в среднем: для сыра без пищевых волокон - 646 кг/т сыра, для сыра с пищевыми волокнами - 580 кг/т сыра, что меньше соответственно на 20 и 28% затрат сухих веществ натурального молока на 1 т сыра «Адыгейский».

На сыр разработана и утверждена нормативная документация, включающая технические условия, технологическую инструкцию. Подана заявка на изобретение «Способ приготовления мягкого сыра». Заявка принята к рассмотрению под №2012135865, дата приоритета 21.08. 2012 г.

ВЫВОДЫ

1 Исследовано влияние концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке на прочность термокислотных сгустков, переход сухих веществ в готовый продукт и органолептические свойства сыра. Установлена оптимальная концентрация сухих веществ в восстановленном цельном молоке (17+0,5) %. Разработана методика определения предела прочности молочных сгустков.

2 Изучено влияние температуры коагуляции восстановленного цельного молока на выход и органолептические свойства готового продукта. Установлено, что при температуре коагуляции 75°С сыр обладает наиболее оптимальным соотношением между выходом готового продукта и его органолептическими свойствами.

3 Исследовано влияние вида подкислителя на физико-химические, реологические и органолептические показатели готового продукта. Установлено, что при использовании в качестве подкислителя пищевой добавки Е 575 - ГДЛ готовый продукт обладает наиболее оптимальным сочетанием значений исследуемых факторов. Подобрана оптимальная доза внесения подкислителя - 7 кг/т молочной смеси.

4 Изучено влияние количества ионного кальция в восстановленном цельном молоке на органолептические свойства готового продукта. Установлено, что при введении в восстановленное цельное молоко дополнительно 35 - 40 г/100 кг молока хлористого кальция устраняются такие пороки как мажущаяся и липкая консистенция сыра.

5 Обоснован способ и технологический этап внесения пищевых волокон в восстановленное цельное молоко с целью увеличения биологической ценности и выхода сыра. При добавлении в ВЦМ пищевых волокон в дозах от 0,05 -0,10% выход сыра увеличивается на 2 - 4% при выдержке пищевых волокон в ВЦМ в течение 0,5 - 2,5 ч. Увеличение дозы пищевых волокон не приводит к повышению выхода сыра, но сокращает продолжительность выдержки молочной смеси.

6 Для определения эффективности использования сухих веществ молока предложено использовать показатель расхода сухих веществ на 1 т сыра. Для разрабатываемого продукта он составляет 646 кг/т для сыра без пищевых волокон и 580 кг/т для сыра с добавлением пищевых волокон в молочную смесь, что на 20 и 28% меньше, чем в традиционной технологии сыра «Адыгейский»(809 кг/т).

7 Разработана и утверждена нормативная документация на мягкий термокислотный сыр «Феникс». Подана заявка на изобретение «Способ приготовления мягкого сыра». Проведена промышленная апробация технологии на базе ООО «Экспериментальный сыродельный завод» г. Барнаула.

Список сокращений: ГДЛ - глюконо-дельта-лактон; ВЦМ - восстановленное цельное молоко; НЦМ - натуральное цельное молоко, ПВ - пищевые волокна, МД - массовая доля, МДВ - массовая доля влаги, МДСВ - массовая доля сухих веществ, СВ - сухие вещества, COMO - сухой обезжиренный молочный остаток.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Мазалевский, В.Б. Производство сырных продуктов из восстановленного молока / В.Б. Мазалевский, И.М. Мироненко // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 8. - Барнаул: АЗБУКА, 2011. - С. 73 - 78.

2. Мазалевский, В.Б. Производство мягкого сыра из восстановленного молока / В.Б. Мазалевский // Электронный каталог VI Международного фестиваля «Праздник сыра» Всероссийского слета молодых сыроделов (9-10 сентября 2011 г). - Барнаул, 2011.

3. Мазалевский, В.Б. Исследование термокислотных сгустков из восстановленного цельного молока / В.Б. Мазалевский, И.М. Мироненко // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 9. - Барнаул: АЗБУКА, 2012. - С. 100 -111.

4. Мазалевский, В.Б. Анализ способов производства мягких сыров из восстановленного молока / В.Б. Мазалевский // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 9. - Барнаул: АЗБУКА, 2012. - С. 112 - 115.

5. Мазалевский, В.Б. Перспективы использования глюконо-дельта-лактона при производстве термокислотного сыра из восстановленного молока / В.Б. Мазалевский, И.М. Мироненко // Молочная промышленность Сибири: VIII специализированный конгресс; сборник тезисов. - Барнаул, 2012. - С. 112-114.

6. Майоров, A.A. Влияние цитрата натрия на консистенцию мягкого термокислотного сыра из натурального молока / A.A. Майоров, И.М. Мироненко, В.Б. Мазалевский // Сыроделие и маслоделие. - 2012. - № 6. - С. 32 - 33.

7. Мироненко, И.М. Влияние концентрации сухих веществ восстановленного цельного молока на физико-химические и реологические показатели мягкого термокислотного сыра / И.М. Мироненко, В.Б. Мазалевский // Аграрная наука -сельскому хозяйству: сборник статей: в 3 кн. / VIII Международная научно-практическая конференция (6-7 февраля 2013 г.). Барнаул: РИО АГАУ, 2013. Кн. 1.-С. 245-246.

8. Майоров, A.A. Влияние концентрации ионного кальция в восстановленном цельном молоке на консистенцию мягкого термокислотного сыра / A.A. Майоров, И.М. Мироненко, В.Б. Мазалевский // Сыроделие и маслоделие. - 2013. № 2. - С. 29 - 31.

9. Майоров, A.A. Разработка новых видов термокислотных сыров / A.A. Майоров, И.М. Мироненко, В.Б. Мазалевский // Переработка молока. - 2013. № 5. -С. 12-14.

10. Мазалевский, В.Б. Пищевые волокна в технологии термокислотного сыра из восстановленного молока / В.Б. Мазалевский // Труды X Международной научно

практической конференции «Пища, экология, качество» (Краснообск, 1-3 июля 2013 г.). - Новосибирск, 2013 .-С. 157-161.

11. Майоров, A.A. Исследование влияния добавки пищевых волокон в термокислотный сыр из восстановленного цельного молока / A.A. Майоров, И.М. Миро-ненко, В.Б. Мазалевский // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 10. -Барнаул: АЗБУКА, 2013. - С. 8 - 15.

12. Майоров, A.A. Выработка мягкого термокислотного сыра из восстановленного молока с применением глюконо-дельта-лактона / A.A. Майоров, И.М. Миро-ненко, В.Б. Мазалевский // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 10. -Барнаул: АЗБУКА, 2013. - С. 16 - 25.

13. Мироненко, И.М. Исследование влияния концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке на технологические характеристики процесса производства и качество сыра / И.М. Мироненко, В.Б. Мазалевский // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сборник научных трудов с международным участием, выпуск 10. - Барнаул: АЗБУКА, 2013. - С. 57 -62.

Подписано в печать 17.09.2013. Формат 60x84 1/16. Печать - цифровая. Усл.п.л. 1,39. Тираж 80 экз. Заказ 2013 - 343.

Отпечатано в типографии АлтГТУ, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 тел.: (8-3852) 29-09^8

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД №28-35 от 15.07.97 г.

Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции

На правах рукописи

04201361 942

МАЗАЛЕВСКИЙ Виктор Борисович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО СЫРА ИЗ ВОССТАНОВЛЕННОГО МОЛОКА

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

и холодильных производств

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор А.А МАЙОРОВ

БАРНАУЛ 2013

Содержание

Введение...........................................................................................5

Глава 1 Обзор литературы..................................................................10

1.1 Изменение физико-химических свойств молочного сырья

в процессе производства сухого молока.....................................................10

1.1.1 Белки............................................................................................10

1.1.2 Молочный сахар............................................................................15

1.1.3 Липиды.......................................................................................16

1.2 Способы подготовки воды для восстановления сухих молочных продуктов...........................................................................................18

1.3 Восстановление сухих молочных продуктов...........................................19

1.4 Коагуляция молока под действием кислоты и температуры........................22

1.5 Существующие технологии производства сыров и сырных продуктов термокислотным способом......................................................................30

1.6 Пищевые добавки, применяемые в качестве коагулянтов в сыроделии...........34

1.7 Технологическая и биологическая ценность пищевых волокон...................39

1.8 Заключение по обзору литературы.......................................................44

Глава 2 Методика проведения исследований и организация

работ................................................................................................46

2.1 Организация экспериментальных работ.................................................46

2.2 Объекты и методы исследований........................................................48

Глава 3 Результаты исследований и их обсуждение....................................50

3.1 Исследование влияния концентрации сухих веществ восстановленного цельного молока на технологические характеристики процесса производства и качество сыра......................................................51

3.2 Исследование влияния вида органической кислоты

и температуры свертывания молока на физико-химические и органолептические свойства получаемых сгустков.................................................................57

3.3 Исследование возможностей улучшения консистенции

готового продукта.................................................................................73

3.3.1 Изучение влияния цитрата натрия на консистенцию готового

продукта.............................................................................................74

3.3.2 Исследование влияния дозы ГДЛ и продолжительности теплового воздействия на физико-химические и органолептические показатели

готового продукта................................................................................78

3.3.3 Исследование динамики концентрации ионного кальция

при нагревании восстановленного цельного молока......................................88

3.4. Исследование влияния пищевых волокон вводимых в ВЦМ на физико-химические и органолептические свойства сыра.............................95

3.4.1 Изучение способов растворения пищевых волокон в ВЦМ......................97

3.4.2 Исследование влияния дозы внесения пищевых волокон на органолептические и физико-химические показатели готового продукта...........98

3.4.3 Влияние продолжительности выдержки ВЦМ с пищевыми волокнами

на свойства сыра................................................................................101

3.5 Отработка технологических параметров производства

мягкого термокислотного сыра..............................................................105

3.5.1 Обоснование выбора размеров сырного зерна......................................105

3.5.2 Подбор режимов посолки сыра..........................................................106

Глава 4 Практическая реализация результатов исследований..................109

4.1 Разработка технологии термокислотного сыра «Феникс»

из восстановленного молока...................................................................109

4.2 Исследование органолептических и физико-химических

показателей сыра «Феникс»....................................................................116

4.3 Исследование мягкого термокислотного сыра «Феникс» в процессе хранения..............................................................................................118

4.4 Расход сырья при производстве сыра «Феникс».....................................120

Выводы...........................................................................................122

Список сокращений и условных обозначений............................................124

Список использованной литературы........................................................125

Приложения.....................................................................................141

Приложение А Акт проведения контрольных выработок мягкого термокислотного сыра из восстановленного цельного молока

в соответствии с ТУ 9225-063-00419710-13 .................................................142

Приложение Б Методика измерения прочности молочного сгустка.................144

Приложение В ТУ 9225-063-00419710-13 Мягкий термокислотный сыр

«Феникс»........................................................................................151

Приложение Г Каталожный лист продукции на мягкий

термокислотный сыр «Феникс»..............................................................152

Приложение Д Экспертное заключение о соответствии технических условий требованиям государственного законодательства в области

технического регулирования и обеспечения единства измерений...................154

Приложение Е Уведомление о положительном результате формальной

экспертизы по заявке на выдачу патента РФ.............................................155

Приложение Ж Протокол дегустационной оценки мягкого

термокислотного сыра из восстановленного цельного молока........................156

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Среди большого разнообразия продуктов питания одно из ведущих мест занимают сыры. Мировая наука о питании признает сыр, как высокопитательный, биологически полноценный продукт. Он является незаменимым и обязательным компонентом пищевого рациона человека.

Обзор достижений в различных регионах мира по переработке молока подтверждает все возрастающую роль мягких сыров. В последнее время увеличилось количество исследований по разработке новых видов мягких сыров из-за наличия у них ряда преимуществ по сравнению с твердыми и рассольными сырами. Их выпуск более экономичен, так как они менее требовательны к составу, свойствам и качеству перерабатываемого молока, что позволяет полнее и эффективнее использовать составные части молочного сырья, интенсифицировать технологию получения сырной массы. При этом для повышения эффективности производства возможно увеличение концентрации основных компонентов (белка и жира) в сырье.

Помимо расширения ассортимента мягких сыров, большое внимание уделяется повышению их пищевой ценности, в первую очередь получению сыра с максимальным использованием всех составных частей молока. Пищевая ценность таких сыров обусловлена высоким содержанием в них молочных белков, наличием незаменимых аминокислот, витаминов, кальциевых, фосфорнокислых и других минеральных солей.

Одной из основных причин, сдерживающих в России интенсивный рост продукции сыродельной отрасли, является сезонность в количестве и качестве поступающего на перерабатывающие предприятия молока.

Одним из возможных путей решения данной проблемы может быть использование в сыроделии восстановленного и (или) рекомбинированного молока.

Степень разработанности темы.

Теоретическое и практическое обоснование перспективности разработки и производства мягких сыров дано А.Г. Храмцовым, И.А. Евдокимовым, O.A. Су-

юнчевым, JI.A. Остроумовым, И.А. Смирновой, JI.M. Захаровой, A.A. Майоровым, И.М. Мироненко, Н.Б. Гавриловой, Л.Г. Германской и другими известными учёными. Научные труды вышеназванных учёных использованы автором в своих научных исследованиях.

Однако большинство исследований касаются в основном технологий мягких сыров из натурального молока, а вопросы, связанные с производством мягких сыров из восстановленного молока исследованы еще недостаточно и требуют более детального изучения.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является исследование технологических особенностей и разработка технологии мягкого сыра из восстановленного цельного молока.

Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- определить степень влияния концентрации сухих веществ в восстановленном цельном молоке на органолептические, физико-химические и технологические показатели сыра;

- исследовать влияние температуры коагуляции белков восстановленного цельного молока на органолептические показатели и выход готового продукта;

- изучить влияние вида подкислителя на органолептические и физико-химические показатели сыра;

- исследовать влияние солевого состава восстановленного молока на характеристики получаемого продукта;

- подобрать функциональную добавку, обеспечивающую повышение влаго-удерживающей способности и биологической ценности сырной массы, рассмотреть способы её внесения в восстановленное цельное молоко, подобрать дозу внесения и продолжительность выдержки;

- выбрать способ посолки сыра после самопрессования и определить необходимое количество поваренной соли;

- обосновать режимы хранения и сроки годности разрабатываемого продукта.

Научная новизна работы:

- изучены процессы коагуляции белков восстановленного цельного молока с массовой долей сухих веществ повышенной до 17%;

- выявлено влияние температуры коагуляции восстановленного молока в диапазоне от 75 до 95°С на выход сырной массы и ее влагоудерживающую способность;

- исследованы процессы свертывания восстановленного молока с использованием глюконо-дельта-лактона в качестве регулятора консистенции получаемого сгустка;

- показано влияние температуры на концентрацию ионов кальция в восстановленном молоке и предложены способы коррекции состава смеси для получения прочной структуры сгустка;

- установлен характер воздействия добавки пищевых волокон на выход сырной массы и ее влагоудерживающую способность;

- доказано, что устранению пороков консистенции в термокислотном сыре из восстановленного молока способствует использование солей-стабилизаторов, применение цитрата натрия приводит к устранению крошливости, так как происходит замена казеинатов кальция на казеинаты натрия, что обеспечивает уплотнение сырной массы и формирование связной консистенции;

- предложено для сравнения эффективности использования сырья с повышенным количеством сухих веществ в смеси относительно натурального молока использовать показатель расхода сухого вещества молока (молочной смеси) на 1 т сыра.

Практическая значимость работы: Разработана технология мягкого термокислотного сыра ТИ ТУ 9225-063-00419710-13, позволяющая снижать влияние сезонности на объемы производства сыра и экономить молоко-сырье за счет использования сухого молока. Новизна технического решения, составляющего основу технологии нового мягкого термокислотного сыра из восстановленного молока, отражена в заявке на изобретение № 2012135865 «Способ приготовления мягкого сыра» (приоритет от 21.08. 2012).

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов на международных курсах повышения квалификации в СибНИИ сыроделия (лицензия Серия А № 0001340) по направлению «Техника и технология сыра».

Положения, выносимые на защиту:

- увеличение концентрации сухих веществ в ВЦМ до уровня 17% приводит к формированию плотного термокислотного геля, что позволяет повысить выход готового продукта при сохранении его органолептических показателей;

- снижение температуры коагуляции белков ВЦМ до 75±2°С предотвращает пересушивание термокислотного сыра;

- использование ГДЛ для коагуляции белков ВЦМ позволяет получить связную консистенцию продукта, так как его постепенный переход в глюконовую кислоту ведет к формированию упорядоченных связей между белковыми молекулами в сгустке;

- коагуляция белков ВЦМ кислым раствором цитрата натрия позволяет избежать крошливой консистенции сыра;

- предотвращение появления в сыре мажущейся консистенции возможно путем корректировки его минерального состава по содержанию ионного кальция;

- внесение пищевых волокон в ВЦМ приводит к повышению его выхода и биологической ценности;

Методология и методы исследования. При проведении исследований применялся комплекс общепринятых, стандартных и модифицированных методов исследований физико-химических, микробиологических, реологических свойств сырья и готовой продукции. Математическая обработка и графическая визуализация материалов экспериментов были проведены с помощью программы «электронные таблицы» MS Excel и программы Eureka.

Достоверность результатов подтверждается достаточной повторностью и воспроизводимостью экспериментальных данных, полученных с использованием современных физико-химических, микробиологических, реологических методов

исследований, и их математической обработкой, апробацией нового технологического решения в производственных условиях.

Проведена контрольная выработка мягких термокислотных сыров из восстановленного цельного молока на ООО «ЭСЗ» г. Барнаула.

Апробация результатов. Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях: VI Международный фестиваль «Праздник сыра»: Всероссийский слёт молодых сыроделов (Барнаул, 2011), Молочная промышленность Сибири: VIII Специализированный конгресс (Барнаул, 2012), «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2013), «Пища, экология, качество» (Краснообск, 2013).

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Так как в нашей стране производится сухое цельное молоко высокотемпературной сушки [48], особенности физико-химического состава, приобретаемые восстановленным молоком в результате воздействия элементов технологического процесса производства сухого молока, не позволяют использовать его в традиционных технологиях производства сыров в качестве сырья. Поэтому необходимо разрабатывать и отрабатывать новые технологии производства сыров с использованием восстановленного молока, учитывающие особенности его состава и свойств.

1.1. Изменение физико-химических свойств молочного сырья в процессе производства сухого молока

Самые сильные изменения во время пастеризации претерпевают сывороточные белки, ферменты и отдельные витамины.Наблюдаются определенная перестройка структурных компонентов оболочки жировых шариков и частичная денатурация мембранных белков. Это приводит к дальнейшему снижению стабильности оболочек жировых шариков. Следовательно, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии помимо сокращения до минимума механического воздействия на дисперсную фазу молока, следует правильно выбирать режимы тепловой обработки. Длительная выдержка молока при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение целостности. Во избежание этого применяют дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации. При выработке сухого цельного молока гомогенизацию надо проводить после сгущения перед стерилизацией или перед сушкой [93].

1.1.1 Белки

Белки с высоким содержанием водородных и легко расщепляемых кова-

лентных связей особенно подвержены изменениям при нагревании. Наибольшим количеством таких связей обладают сывороточные белки.

Сывороточные белки находятся в растворе и имеют более компактную, сферическую форму, чем казенны. Их структура обусловлена формированием ди-сульфидных связей (вследствие присутствия большого количества серосодержащих аминокислот), незначительным содержанием фосфатных групп, а также тем фактом, что сывороточные белки в нативном состоянии не образуют ассоциатов и менее чувствительны к кальцию, чем казеин [123].

Функциональные свойства белков сыворотки становятся более явными после нагревания молока, поскольку при температуре выше 80°С они денатурируют и связываются с к-казеином, повышая стабильность мицеллы. Также денатурированные белки могут взаимодействовать с жировыми шариками, формируя их белковые оболочки [152].

С повышением температуры нагревания общее количество сывороточных белков за счет денатурации уменьшается в 2-3 раза, казеиновые частицы укрупняются на 10-30 %.

По степени реакции на нагревание наиболее термолабильными являются иммуноглобулины, альбумин сыворотки крови, Р-лактоглобулин и а-лактальбумин (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Фракционный состав сывороточных белков молока, подвергнутого различным видам тепловой обработки [91]

Фракция Фракционный состав сывороточных белков молока,%

сырого пастеризованного сгущённого сухого

Сывороточные белки 9,12 7,9 2,07 3,44

р-лактоглобулин 43,95 37,5 29,09 28,12

а-лактоальбумин 8,42 7,4 6,4 5,44

Имунные глобулины 29,00 18,9 10,64 5,61

Стартовые белки 9,51 7,9 3,3 2,18

В зависимости от условий нагревание ведет к частичной или полной дена-

турации сывороточных белков, к реакциям между сывороточными белками и фракциями казеина, а также между сыво�