автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии производства мягких сыров с папоротником

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

ГОРИСЛАВСКАЯ ЛИДИЯ ИВАНОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЯГКИХ СЫРОВ С ПАПОРОТНИКОМ

Специальность: 05Л 8.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Остроумов Л.А.

Кемерово 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение ............................................................................. 4

I. Обзор литературы.......................................................... 7

1.1. Теоретические и практические основы производства комбинированных молочных продуктов ...................................................................... 7

1.2. Технологические и практические основы производства мягких кислотно-сычужных сыров.. 21

1.3. Заключение по обзору литературы и задачи исследований...................................................... 38

II. Организация проведения экспериментальных работ

и методы исследования................................................. 41

2.1. Организация работы и схема проведения эксперимента .......................................................... 41

2.2. Методы исследования..............................................................................43

III. Результаты исследований и их анализ..............................................47

3.1. Изучение состава и свойств папоротника орляка в связи с его использованием при выработке мягкого сыра.................................................. 47

3.1.1. Состав и свойства свежего папоротника........ 47

3.1.2. Состав и свойства консервированного папоротника ......................................................... 51

3.1.3. Количественный и качественный состав микрофлоры соленого папоротника в процессе хранения................................................. 55

3.1.4. Отработка способов подготовки консервированного папоротника к переработке.......... 58

3.2. Изучение влияния основных технологических параметров на формирование мягких сыров с папоротником........................................................64

3.2.1. Влияние изучаемых параметров на вкус и

запах мягкого кислотно-сычужного сыра..... 64

3.2.2. Влияние изучаемых параметров на консистенцию сыра................................................... 69

3.2.3. Влияние изучаемых параметров на содержание влаги в сыре.............................................. 75

3.2.4. Влияние изучаемых параметров на выход

сыра................................................................. 80

3.2.5. Обоснование выбора рациональных технологических параметров при выработке мягких кислотно-сычужных сыров...................... 85

3.3. Практическая реализация результатов исследований ............................................................. 91

3.3.1. Разработка технологии нового мягкого кислотно-сычужного сыра............................ 91

3.3.2. Изучение состава и свойств нового сыра..... 94

3.3.3. Исследование динамики органолептичес-ких, физико-химических и микробиологических показателей сыра с папоротником

в процессе хранения............................................98

Выводы............................................................................. 105

Список литературы.......................................................... 106

Приложение...................................................................... 120

ВВЕДЕНИЕ

Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Одним из основных направлений государственной политики в области здорового питания является создание технологий производства качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям человека.

Перед молочной промышленностью агропромышленного комплекса страны стоит задача быстрейшего перевода отрасли на интенсивный путь развития за счет ускоренного внедрения достижений научно-технического прогресса. Реализация этой задачи возможна на основе применения новых ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих наиболее полное использование всех составных частей молока. В последнее время все больше внимания уделяется рациональному питанию продуктами пониженной калорийности за счет уменьшения в них доли животных жиров и повышения содержания белка. Одним из путей решения этой проблемы является рост выпуска мягких сыров. Их производство широко распространено во многих странах с развитым сыроделием (Франция, Италия, Германия, США и другие), составляя до 25-35 % от общей выработки сыров.

В России производство мягких сыров развито недостаточно. В общем объеме выработки они составляют менее 3 %.

Мягкие сыры - высококачественный продукт, получаемый при ферментативном, кислотном или комбинированном свертывании молока с последующей обработкой получаемого сгустка и сырной массы, с созреванием или без созревания.

Преимуществом мягких сыров является эффективное использование сырья за счет более полного перехода составных частей молока в

сыр, возможность реализации многих из них в свежем виде (без созревания), возможность получения продукта различного состава с широкой гаммой вкусовых характеристик, высокая пищевая и биологическая ценность [29].

Сыр является высококальциевым белково-жировым концентратом, содержит большой набор различных компонентов. Основными из них являются белки, жиры, минеральные соли, витамины. Компоненты сыра находятся в легкоусвояемой форме, а наличие кислой реакции и присутствие различных ферментов в продукте способствует активации пищеварительных процессов. Сыр содержит большое количество белка, включающего все незаменимые аминокислоты, а также комплекс жиро- и водорастворимых витаминов. В минеральный состав сыра входят кальций, фосфор, натрий, калий, хлор и другие элементы, необходимые для образования скелета и обеспечения важных функций организма.

Для расширения ассортимента, повышения биологической ценности и улучшения вкусовых показателей мягких сыров в последнее время широко используются различные виды наполнителей из растительного сырья. Большие перспективы имеет использование в качестве наполнителя местного дикорастущего растительного сырья - папоротника, имеющего достаточные промысловые запасы. Доказано, что папоротник обладает высокими питательными, биологическими и лечебными свойствами.

Юрченко H.A. отмечает, что папоротник (молодые побеги) содержит значительное количество азотистых веществ от 5,7 до 7,7 %, 86-90 % которых приходится на долю белка. Папоротник богат саха-рами от 19,4 до 20,6 %, которые представлены в основном глюкозой, фруктозой и сахарозой. Клетчатка составляет до 50 % всех углеводов.

Содержание крахмала в папоротнике от 4,5 до 5,6 %, липидов - до 7,2 %, минеральных веществ - до 9,2 % (от сухой массы).

В папоротнике содержится довольно много витаминов. Так, содержание каротина достигает 11,7, токоферола - 38,2, рибофлавина -7,54, аскорбиновой кислоты - 30 мг на 100 г . В нем определено 17 аминокислот, в том числе 7 незаменимых, которые составляют 37,2 % от общей суммы. Среди незаменимых аминокислот преобладают лизин и лейцин. Скор по незаменимым аминокислотам для папоротника составляет 100,5 %. По биологической ценности белки папоротника близки к белкам молока, аминокислотный скор которого составляет 95% [118].

Настоящая работа посвящена разработке научных и практических основ производства комбинированных мягких кислотно-сычужных сыров, обогащенных папоротником. Установлены основные закономерности, определяющие формирование этих сыров с целью создания продукта с заданным составом и свойствами. Отработан технологический регламент, позволяющий организовать производство мягких сыров с папоротником не только на сыродельных заводах, но и на заводах по производству цельномолочной продукции, масла, а также на предприятиях малой мощности.

Практической стороной работы явилось создание нового вида мягкого сыра, обогащенного папоротником.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Теоретические и практические основы производства комбинированных молочных продуктов

В последнее время широкое распространение получает производство комбинированных продуктов во многих отраслях пищевой промышленности, в том числе на основе молока.

Молоко и молочные продукты занимают существенное место в рационе питания вследствие высокой пищевой и биологической ценности, а также доступности этих продуктов.

Правильное питание - одно из важнейших условий здоровья и работоспособности человека. Основную массу пищи, которая восстанавливает энергетические расходы человеческого организма, составляют белки, жиры, углеводы. Суточная потребность человеческого организма в белках составляет примерно 100 г, жирах - от 80 до 100 г, углеводах - от 500 до 600 г [50]. Основные питательные вещества (белки, жиры, углеводы), потребляемые в больших количествах, обеспечивают (удовлетворяют), прежде всего, энергетические запросы и строительные функции организма. Они или сжигаются в клетках нашего организма, особенно в мышцах, освобождая при этом энергию, или превращаются в вещества нашего тела. К настоящему времени установлено, что оптимальным в рационе практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов, близкое к 1:1,2:4, что наиболее благоприятно для максимального удовлетворения как пластических, так и энергетических потребностей организма, при этом белки в большинстве случаев должны составлять 12 %, жиры - от 30 до 35 %, углеводы - от 53 до 58 % от общей калорийности [95].

Организация рационального питания населения является одной из проблем современного общества. Под рациональным питанием понимают не только обеспеченность организма достаточным количеством энергии, белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и других незаменимых факторов питания, но и поступление этих веществ в определенных, сбалансированных по отношению друг к другу количествах [104]. В связи с этим, необходимы новые технологии пищевых производств на основе производства комбинированных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности с заданной калорийностью [16, 84].

Качественный аспект проблем питания связан с дефицитом в рационе полноценного белка. Белки - высокомолекулярные полимерные соединения, построенные из аминокислот. В их состав входит около 50 % углерода, 7 водорода, 23 кислорода и от 0 до 3 % серы. Белки выполняют многочисленные биологические функции - структурную, транспортную, защитную, каталитическую, гормональную и др. В состав белков входят остатки 20 различных а-аминокислот. Общая формула аминокислот следующая [27]:

Н

I

Я—аС—СООН

Особую ценность для организма представляют богатые незаменимыми аминокислотами молочные белки, которые имеют большое биологическое значение благодаря высокому содержанию метионина, принадлежащего к липотропным веществам, необходимым для функционирования печени. Установлено, что включение в рацион питания молочного белка приводит к снижению содержания холестерина в кро-

ви. Из общего количества белков, потребляемых человеком, около 50 % должно приходиться на белки животного происхождения [54, 81].

Углеводы выполняют, главным образом, энергетическую функцию, а также принимают участие в построении сложных органических соединений (гликопротеидов и др.), играющих важную физиологическую роль [51].

Основным углеводом молока является лактоза (4,8±0,3) %, моносахариды присутствуют в нем в меньшем количестве, олигосахариды -в виде следов. Лактоза, как и любой углевод, выполняет , главным образом, энергетическую функцию - на нее приходится около 30 % энергетической ценности молока. Необходимо отметить, что один из компонентов лактозы - глюкоза - является источником синтеза гликогена (резервного углевода организма новорожденного) , а другой компонент - галактоза - необходим для образования ганглитозидов мозга. Лактоза и другие олигосахариды молока играют большую физиологическую роль. Обладая бифидогенными свойствами, они нормализуют микрофлору кишечника новорожденного. Молочный сахар менее сладок, чем свекловичный и хуже растворяется. В молоке он находится в растворенном состоянии и играет значительную роль в производстве ферментированных молочных продуктов. Ферментативный гидролиз и брожение лактозы происходят под действием ферментов, выделяемых бактериями.

Определенную ценность в питании человека представляет жир молока. По сравнению с другими жирами животного происхождения он лучше усваивается в организме человека. Этому способствуют, во-первых, относительно низкая температура плавления жира (30±0,2) °С, во-вторых, нахождение его в молоке в тонкодисперсном виде. Коэффициент перевариваемости молочного жира составляет (97±1) %. Мо-

лочный жир содержит сравнительно мало незаменимых полиненасыщенных жирных кислот [28].

Жиры животного и растительного происхождения играют роль одного из основных источников энергии. Это объясняется их высокой энергетической ценностью и вкусовыми качествами. Оптимальным считается суточное поступление жирных кислот в следующем соотношении: насыщенных - около 30 %, мононенасыщенных - 60 %, полиненасыщенных - 10 % [94].

Человеческому организму необходимы не только достаточное количество углеводов, жиров, белков, но и, так называемые, биоактивные вещества [20]. Недостаток биоактивных веществ в организме приводит к плохому использованию основных пищевых веществ и к нарушению процессов нормальной жизнедеятельности организма.

К снижению сопротивляемости человеческого организма воздействию окружающей среды приводит недостаток в рационе питания балластных веществ или пищевых волокон (неперевариваемых углеводов: пектина, целлюлозы, гемицеллюлозы и других) [19, 42, 96].

Пищевые волокна выводят из организма некоторые метаболиты пищи, регулируют физиологические и биохимические процессы в органах пищеварения, способствуют улучшению усвояемости пищевых нутриентов [4, 19, 37, 47, 53, 68, 94, 106].

Пищевые волокна широко рекомендуется применять в комбинированных молочных продуктах как вещества, которые снижают калорийность [42].

За последние годы четко определилась тенденция создания продуктов, в которых молочно-белковая основа комбинируется с различными добавками, в том числе растительного происхождения (солод, соя, плодово-ягодные сиропы, морские продукты и др.). Это обеспечи-

вает высокий уровень сбалансированности пищи по аминокислотному и витаминному составу.

Продукты, полученные на основе компонентов животного и растительного происхождения, можно разделить на три группы: продукты, в которых полностью или частично заменены энергетические компоненты (липиды, углеводы); продукты, в которых полностью или частично заменены белковые компоненты; продукты, не содержащие компонентов натурального молока [47].

Разнообразие вкусовых показателей продуктов, а также повышение их биологической ценности обычно достигается путем введения различных пищевых добавок и наполнителей. Используются фруктово-ягодные добавки в виде плодов и ягод как культурных, так и дикорастущих растений. Они употребляются в естественном измельченном состоянии в виде мелких, кусочков, пюре, кашицы, пасты, а также в виде соков, концентратов, варенья, джемов и другом состоянии [67, 76, 77, 78, 82,90, 98].

Кроме фруктовых наполнителей, в последнее время, получили распространение овощные наполнители, которые в предыдущие годы применялись только в сочетании с плавлеными сырами. В настоящее время ассортимент продуктов с фруктово-ягодными и овощными наполнителями постоянно расширяется.

Применение нетрадиционных для молочных продуктов видов сырья - фруктов, овощей, ягод, морских продуктов, продуктов их переработки, соков и сиропов является одним из перспективных направлений расширения ассортимента и повышения пищевой и биологической ценности комбинированных молочных продуктов. Значение овощей и плодов заключается в том, что они являются основными поставщиками витаминов, пищевых волокон, минеральных элементов, органических кислот, углеводов и др.

Разработка и производство комбинированных молочных продуктов с различными наполнителями растительного происхождения получили распространение как в нашей стране, так и за рубежом [17, 57, 130, 132].

По мнению академика Покровского A.A. необходимо создавать обогащенные комбинированные продукты с химическим составом, регулируемым в соответствии с современными физиологическими нормами питания [37]. Главной задачей при этом является разработка комбинированных продуктов повышенной биологической ценности с пониженной калорийностью и со сбалансированным составом компонентов.

Липатов H.H. и другие ученые отмечают, что нерациональное потребление белка и других эссенциальных пищевых веществ привело к широкому распространению так называемых болезней цивилизации : сердечно-сосудистых, онкологических, сахарного диабета и других. Все это обусловило прогрессирующее старение наций при незначительном увеличении продолжительности жизни.

Увеличение объемов производства пищевых продуктов без соблюдения принципов проектирования состава сбалансированных продуктов не способно полностью обеспечить нормальное физическое и ин�