автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Применение заменителей сычужного фермента в производстве мягких кислотно-сычужных сыров

5?<Л 'I Л'< Л Л. **. Л?*у у £ Я гА ; ^ ;Г, £ * ^ д: д. /V

4* 44* 44* 4 4* 44/ 4у 44* 44* 4 у* чу* 44* 44* 44* "А' 44/ 44* 44* 4у 4у*4у* 44* 4'«.* '>4* 44*44*44"* 4'ч* 4'ч* 44'44*

Уч У У лу > >.?<>>.;>.г<У у Ууу!у ->!у ауУ уу!у л у

л. Г'*4-*Ч>У ' ^'У 'У У ^Гу^^^УС'+чУ^.У^УУ ГуУ ^У

.Ч Л.*Ч УЛЛ.Ч'У*чУ Ч-У Чд/'^д"'*(ч'Д_4_^*44/4*ч";\ч'4>чУ.Ч*У У УУУУ Л Ч'У'"¿У Ч:Ч^^Ч^/Ч*^'4у УУ У 4* 44' 4*44*¿»'У 44* "V'/ Уо 44* 44* 4д* V*.' 44' 4' >* 44' 44* 44* 44* 44* 44< 44*44-<44* 44* 44*44* 44* 44*- 44^

ч* 44* 44* 44* \cy.s ^44/ 4* *.* 44* ч/Ч' 44/ 44* "У к' 4* •■* 4ч/ чу* 44* 44* У У 4* ч* V'^ 44* 4*с* 44*44* 44* 4*с 44*

>]>. у уу >/у * у >?у >?*у >.у; ?!у у V уу; уу ч; у у у уч; на; п рав ах рукописи; >!у

44 у* 44у чуу** 44* 4уу./у4у'4д' 'У' Г^У .'У УУ- У

\х У чд у «-ч» Уч'УУ УУУУ<УУ УУ УУУ У Уч'УчУУУ ^'Ч'г^Ч^^Ч^^Ч^Ч^^Ч^^Ч^^Ч*«^

Ч' ' С^Л^.' »/Ч* ' '■* к ' д» ■ ~У 'У-: '>4.* ¿4 ; ^Ч' с* ^ * '/Ч* "уЧ'^Ч* ^Ч*

: ^^ г'(^ ^^ : ^^ ^ ^: ^^ ^ г ^ Г ^^Т'^^Т^ ^

Ч' Цх' ^ч* ЧЧ'П'Ч' у>4'>Ч'>Ч" *>Д-_>Ч*>4' ЧЧ' '>Ч;>4;V;>у VС ^Ч'^Ч'^Ч'^Ч'^Ч'ЧЧ'Ч'с чЧ* Ч, , ', 4 ЧЧуЧV*.ЧЧ^ ЧЧ('Ч^_"Ч Ч ^Чд^' ЧЧ^' чч; дчд^Ч'д* Ч Г-^Ч*ДЧ^ч*ч,Ч,ч Ч^^'Ч*^ л^ У^

Ч* ЧЧ' Ч^ч* Ч>' ЧЧГ «' ддV'/V ЧЧ' Ч^ч' УС 'м' ЧЧГ ЧЧ* >/ч< чу* ^Ч'^Ч'

лЧЧ^^^ Д.ч'У,Чдч*ЧЧ'Ч"^' Ч*У^Ч1 ЧЧ^ЧЧ/Ч У".'сл^»Д '/Ч_Ч д*Ч ^Ч £^у^Ч У^,^

* Г-*^''. Г-*!4-^. ^ Г'*^.4-" Г Г"*!4-' Г**4-*- Г-**4* Г^!4^. Г** Г*' Г-**4^ ^-ф-4*'

V» Ч _ Ч _ г' ЧЧ У у, 1 Ч _ Ч У, Ч ^ У^ Ч, ^ Ч, У Чд^Чд^Ч ^ Ч _ У- Ч 4ч > * / ч ^ У^ У**«' , у V.* ч^^* у

ч* чу чч' чЧ' чу чу чу ч'• * '>4' чч* чч* ЧЧ" ч^'-' чуч чу*4-•»'V* ч'»>* чу* ЧЧ* чу* ЧЧЧ ЧЧ' ЧЧ'Ч'>.* ЧЧ* ч^с ЧЧ* ЧЧ' Ч'Д у"•'У ^ У у'. V чч* чч/ чу Гч'** ч' с чу* чу^ч^ »* чу чу* чу чучу чу чч* чу* чу чу^чу

Д Ч г< Ч*Ч*\_ Ч_Ч_ д" ЧЧ^<_ I»/ Ч_УЧ*г^. Ч_г'/*д(У _У ]^^п,Ч У Д{У,У.'<гУ .^^,..,>ч.Л

ч* чу* чу чу ччучу* чу чучч* чу чу ч^ч* чу* чу* чу чу* У],*-*. Т'У ^чч^чу чу* чч/чч^ чу-Ч4 л! ч л^ у,у*у, лТч . ? . **< У/удУ,- у, у'^* у>;- чч^, уч^ уч^ ч учл* у уу у,* уу. у, ^ ^.

ч* чу чч* чу чу* ЧЧ" Ч^чуч-^ чу* чу* чучучу ч;^чучучу:>у чч* чч* ч'с* чу*ч''.* чч* чч* чучч*чч^.чу

г1 . . .л. . ^ 4 ^У^Ух ^^ . . ^. ^ ^ >

у чу* ч.*-' ччг Ул'УУ'уу^.ч^?.* чч* * * •..* * ч^ / ■' '-^ч.* ^чу* >4'чуучч* чч*чч*уу* чу чучч* чу* чч^ чу*

^'Ч ^'ЧЧ^Ч У''Уг'^"е'/'Д ''ЧЧ'Ч ^Ч \ У'-^у гу.л ^

»ч /4.г ('< УГч л, ч* У,' уУ< у.>: у _ ^^ уч^уч^ч^ *, у ^ р\у у^ уу; у ^ ^ у* у у ^/-'уч^ уу^' уу**ч-у>

ч* чу* чу чч* чч* чч* чу ч'-./ чу чу* чу у'»»" чу' чу чу* чу_ чу* чу* чу* чу* чу* ч'£*-чу* чч-* чч* чч< чу чч* чч* чу* ч; У,"У ч чУч'уЧ; уч; Уд,; УУ * 'У'Уч л^, Л, ^ уу у »-¿уу^ у 'л'

Ч' чу чу чч* чу чу чч* чу *-»у чу* чч* чч* чч' чу чу* чу чч* чу чу чу чч*ч\* чу-' чч* чч*чу чучч* У'У Л >. ч' >. ч' >. У Ч >. ''г >: Ч >; > /<Л > >!' г У ч >. >:; у : й >. >; >. ^ >. Г1 ; у >: Ч' , 'Ч

V чу чч* чч' ч*<УУ>^'У' ' ^ чч'Чч* чч'чу* у чч.*уч* чу* чч.учч* чу чч* чч* чу* у*-/ чу чч* чч*ч\*ч'ч/чу* Ч* ч_ ч л ^ уу; у _ У Ч ^'у у 4' / у>; У _ ч' у _ »ч У,' 5 у у д' ^ У, * /ь, у % у, у уу^ уу^ у ^ ^ *. у ^ у у у у, У, у у у, ^^ у чу 'у^к* чч* чу* ч^-.* чу* ч ч.' чу чу >;<;у<чуу<ч'счу чучучу чуч-с чч-* чу* чч* чч* чч* чч*чуу чч* чу*

ч;;Л:>>:>\:.'Специальн6стъ 05.18.04 - те^блогия мясных,-. молочнь1х<>;?>ч:;Л:>у

Ч/\Ч/* 'у Л.Ч' Ч /ЧЧ/ЧЧ -ч ** 4 Л Ч ^ .Ч4 Ч'^.'»

Ч* Ч ч'ч.' ЧЧ' ЧЧ*>» ЧЧ'Ч->4* '-»Ч" Ч'Л' I (ч!*.! ■». нп а я «Ч^л п' Ч »' Ч ч/ Ч 1' Ч Ч ** Ч С" ЧЧ*-ЧЧ- Ч V* Ч V* Ч ь' ч «д

Ч* >уЧ' ч>4* ЧЧ' ЧЧ* >Ч*ЧЧ.-У-Ч'ЧЧ' ЧЧ' чч: чу ><*У"у .''■•>.*■ Ч V* '.*ЧЧ' •.* ЧЧ* ЧЧ" Ч>У' ЧЧ* ЧЧ" ЧЧ* ЧЧ' чч*чч* чч.*

у*ч У ч лч ': У ч /-Гч'л у у." УУ У ч: лТ*^ ^ «ч л^Гччч

Ч' ч^к* чу чу* чу* чу^ чч*у у чу* чу;,учучучу чу _чу_ чу_ ч^ чу* чу* чу чч* чч' чу* чу чу* ч ч* чу*'^чу* чу*

У у' У у- .''оЧ/Хл'*.''^'.чЧ У ■ .ч*-' чучу ч^-.^чу'чу чу* чу чу* чу* чч' чч* ччч.* чу* чч* чу* ,ч"Уч .ч*Уч:>.ч'Л.ччл.чч'^Уд^Чд" ч ууч г'у^у%*у ^учл:у^ууту^*у^* .*чуч ч* * * ч* ч' с' у^ч* чу ч^ / ч^ч* ч* ч ч'чуч ч* ч у ч*чч*ч ч*чч*чу*ч чч*ччу чч^чу* уч* чч* ч^*

л г < у** 'I ^ с ,"чЧ Чд д'ч*^* ч'" »,ч ^ уч; "У* ,*У**сУ' чу^у**'*/ду * у чУчУ*ч- .

Ч* Ч>У* ч>4* чу 'Уу V* Чу чу Чу чу чу* Чу Чу Чу* Чд' чу ЧЧ* ЧЧ* 44* Ч' .* Ч'ч* ЧЧ* ЧЧ* Ч\* ЧЧ'ЧЧ.* ЧЧ* У Уд," Д* ч д4',' дУ"д*д У ч' У** 1Л 4Ч* У^, ч' Л. Ч* Л. Ч "л!ч Ч >>?',Ч л^ч" л^ч

Ч' чч* чч* чч* чч* чч* чч* ч\' чч* чу чч* чч* чч* чч* чч* чучч* чч* чч* чч* чч* чч* ч 4*44*4-4* чч*ч'с* чч* ч' ч* чу*

•ч'чу;,у чу чу*уу*чу'ч^»*чч*чу*чу*уу^г\'Уу'У4-'чу*чч'чч*чч'чучлч*чучу* Ч^Ч д*», />*д д * * > ч'Л Ч"/**Ч л'-^Ч'^Ч*"4 У Ч'''4*^'*4 У" У ч'4 чУ д г'Д*Ч" Л*Ч">4Ч' ' ^

X >!<>>' диссертаций ^^насяисканиёЧ^ейои степени';^

х Ч*': >>;; кандидата'технических наук'^С]

ч* */4* Ч ч' Ч ч' 44*4Уу*44*Ч^ч* у^ч* 44* Ч^ч* Ч^ч* 44* Ч V* 4у 4лч* 4лСу4' Ч ч*44*44*4у*4*ч*4. ' "4 ' ^ ' * * ' "

Ч^' у У^ ДУ^УУ^УД^/^Ч'ДУ^'ДУ^ УГ^У

д* ЧЧ* Ч^ч* чу* чучу чу У У 44' 44* Ч^»' 44* 44* у/ч* 4у 4у чу* 44* 44* 44*44* 44*44.* 4 ч* 4 V* ч" Ч'ч

'у у У ^ у*/< Уч У, Ч' 'л УУУУ >У,' д"ч Уч' д У*'^ д**^ уу "у у у _ '* дУ^ у* ч У* у* ч 'У ч УУ ч ду УУ д*ч 4*ч

4* 44* 44' у>у* 4'ц,*4у 44* 44* Ч^ч'44' 44'4у уу 44* Ч4*уу 44'4д/ 44' У'У*44*4у*44* 44' 44* 44*44*44*44*

Ч >!ч А Ч У Ч У Ч >У Л< чуч'уу /

4* 44* 44* 44*4у* 44* 4'ч" 4у* 44* 44*44/ 44*;44*[ 44/ 44* 44* 4^ч* 4у*УУ* 44*4у*4у*44'4у*44*44*уу*уу*4у 44*

чаО.ч д у.ч УУ У,* *♦,ч у ^ д,"дУ д, ч' У ч У, ч' У ч л, ^. л. ч . ч ^. ч л, ч' ч , У ч* у, У, д, ч

ч*л>4* 44* >^4* 44'44* 44* 44* 44* ЧЧ* ЧЧ/ У>Ч* Ч4/ 44* Ч'»»* 44* у*4/ ^^»4* 44* 44* "*4* 44* 44/ 44* 44* 44* 44* 44* 4'С 44*

: с^Т^ ^^ ^ 5 ^ 5 Кёмеров6ч1998у>.?л>^

д* 44'4у 4у* 4у 4у 4у уу* Ч'ч'Чд'Чу Ч^«.' *_ ^^ч уч.* 4 С; чУ;4у 4у 44^ 44* 4у44* 44*4у 44*44*44*

гу( уу^ У ч л . ч I >лГч л«ч лГч* .' л*ч" У ч У ч* 'у У у? . г'< у* . ч ^. . ч л?1*; л?'«"

у^; / < уу чу уу уу* уу; уу чу_уч* чу* чу* уу уу. .У*-' Г^У''У'-'У. У Г'Ч^Г'У 44*4у* уу* 44*уу*

'О.,: у ^у _ у д / Ч ^ У( у _ У д > У, у ^ ^Уд_"УЧ/Уд' У*ч- У*Ч УУ 4) ч'^4. Ч ^, '^У, чУ. Ч У. Ч' ^ уч;уу у _ ^ уууу д* 44* у>у 44* 4у у>у 44* чу* 44* Чу Чу 44* чу Ч^ч' 44* 44* 4д* 4у 44* 44* Ч/Ч' 44* 4*«»* 44*4*ч*44* 4*ч* 4у* 44* 4 ч*

чдУ »*уу уу уу уу уу уу уу; лГч ^^у; /*уу у ] л. ч ч 'УУ уУ* /чч' л. ^; л^ч

ч*44*44* 44* 44* 44* 44* 44* 44' чу 44* 44* 44* 44' 44' 44* 44' 44* 44'44* 44* 44* 44*44* 44* 44* 44* 4'ч* ЧЧ' 4'ч'

>ч!ч >. ч' >>; >л.'-с > у > .ч >?ч' > > > л > Г'; > ;ч: X'; >. ! /7л! ^ . ^ >; у >!

ч* у#4* 44' у^4* 44* 4!ч* 44* 4* 4* 44* 44* 44' 44* 44* 44* 44* 44* 44*44* 44*44*44* 44*4'^44* 44/44* 4'^44* 44*

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности

Научные руководители - заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Л.А. Остроумов

- кандидат технических наук В.В. Бобылин

Официальные оппоненты - доктор медицинских наук,

профессор К. Г. Громов

- кандидат технических наук А.А. Майоров

Ведущее предприятие ЗАО "Кемеровомолпром"

Защита диссертации состоится мая 1998 г. в_час. на

заседании диссертационного совета Д 064.67.01 в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650060, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности

Автореферат разослан апреля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор H.H. Потилаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в производстве сыра в качестве молокосвертывающих препаратов применяются ферменты животного и микробного происхождения - различные пепсины, их смеси, мезентерии, фромаза и другие. Однако, возможности поставки ферментов животного происхождения и, в первую очередь, классического сычужного фермента продолжают оставаться в зависимости от условий, складывающихся на рынке мясных продуктов.

Большой вклад в разработку научных и практических основ использования заменителей сычужного фермента в сыроделии внесли И.Я. Веселов, В.И. Звягинцев, А.И. Чеботарев, Е.Г. Сергеева, Т.В. Долгих, А Д. Овчинников и другие.

Перспективным направлением решения проблем дефицита сычужного и ферментов животного происхождения является применение ферментов микробного происхождения, производство которых возможно в неограниченных количествах при использовании сравнительно дешевого сырья, стоимость их значительно ниже, а культура производства значительно выше в сравнении с производством ферментов животного происхождения. Тем не менее, в сыродельной промышленности России объем вырабатываемых сыров с заменителями микробного происхождения незначителен. Учитывая, что применение заменителей сычужного фермента влечет за собой изменение технологических процессов, исследование общих принципов использования молокосвертывающих ферментов, их свойств и влияния этих препаратов на качество сыров является актуальным.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось исследование возможности применения заменителей сычужного фермента в производстве мягких кислотно-сычужных сыров. В задачи исследований данной работы входило: - исследование биохимических свойств молокосвертывающих

ферментных препаратов животного, растительного и микробного происхождения;

- изучение влияния температуры свертывания и кислотности на молокосвертывающую активность исследуемых ферментов;

- исследование влияния отдельных технологических факторов на процесс свертывания молока при использовании микробного препарата фромазы в качестве заменителя сычужного фермента;

- разработка технологии производства мягкого кислотно-сычужного сыра с использованием фромазы;

- изучение влияния использования фромазы на технологические параметры выработки сыров по сравнению с сычужным ферментом;

- исследование качества сыров в процессе хранения.

Научная новизна: Обоснована возможность использования фромазы в качестве заменителя сычужного фермента в производстве мягких кислотно-сычужных сыров. Изучено влияние основных технологических факторов (температура пастеризации, активная кислотность молока и температура свертывания) на процесс свертывания молока фрома-зой. Получены математические модели, описывающие эти процессы. Определены рациональные параметры, позволяющие получить продукт с заданными свойствами. Изучено влияние срока хранения на органо-легггические и физико-химические свойства сыра. Изучен состав и биологическая ценность мягких кислотно-сычужных сыров.

Практическая ценность. Разработана технология мягкого кислотно- сычужного сыра с использованием фромазы.

На основании экспериментальных данных составлена и утверждена нормативная документация на сыр "Искитимский" (ТУ 9225-031-02068315-98).

Результаты работы могут быть использованы в молочной промышленности для обновления технологий производства с целью улучшения качества производимых сыров, а также для создания и освоения новых технологий с использованием заменителя сычужного фермента

фромазы. Внедрение сыров с использованием фромазы позволяет получить значительный экономический эффект.

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на научно-практических конференциях: "Новые технологии" (Кемерово, 1996г), "Проблемы рационального питания" (Кемерово, 1997г), "Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов" (Кемерово, 1997г).

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

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (178 источников) и приложений.

Основное содержание работы изложено на 110 страницах, включает 18 таблиц и 20 рисунков.

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Общая схема исследований приведена на рисунке 1. Весь цикл исследований состоит из нескольких взаимосвязанных блоков.

В первом блоке исследовали биохимические и технологические свойства заменителей сычужного фермента. В качестве препаратов использовали говяжий и свиной пепсины (Россия), ФП ВНИИМС (Россия), ХА-БО (Дания), алтазим (Россия), мезентерии ГК (Латвия), реннилазу (Франция), фромазу (Франция), папаин (Австралия). Свертывающую (Ас) и протеолитическую (Ап) активности определяли по методу Ве1тке. Зависимость молокосвертывающей активности от активной кислотности молока исследовали в диапазоне рН от 5,4 до 6,9 и температуре 35°С. Продолжительность свертывания молока каждым ферментом при рН 6,5 и температуре 35°С принималась за 100%. В остальных случаях - в % от указанной величины. Влияние температуры свертывания на моло-

Блоки Изучаемые Контролируемые

исследований факторы параметры

Рис.1. Схема проведения исследований

косвертывающую активность исследуемых ферментных препаратов изучали при постоянных дозах СаСЬ и молокосвертывающего фермента. Температуру свертывания варьировали в пределах от 30 до 60°С (с интервалом 5°С). Продолжительность свертывания каждым ферментным препаратом, полученная при 35°С принималась за 100%. В остальных случаях - в % от указанной величины.

Во втором блоке изучали влияние пастеризации молока от 70 до 90°С, активной кислотности молока от 6.6 до 5.4 единиц рН, температуры свертывания от 30 до 40°С на процесс свертывания молока фрома-зой. Результаты эксперимента обрабатывали методом регрессионного анализа. Достоверность полученных результатов подтверждали путем просчета относительных изменений изучаемых параметров из полученных ранее уравнений регрессии. Были получены математические модели, характеризующие зависимость продолжительности отдельных стадий структурообразования, реологических, синеретических характеристик сгустка, степени использования белка от изучаемых факторов.

В третьем блоке определяли возможность выработки мягких кислотно-сычужных сыров при условии применения фромазы в качестве заменителя сычужного фермента. Контролем служили сыры, выработанные с использованием сычужного фермента. Сыры вырабатывали при одинаковых параметрах за исключением используемого фермента для свертывания. В контрольных и опытных сырах исследовали влияние использования сычужного фермента и фромазы на технологические параметры выработки сыра, выход и качество готовых сыров: определяли массовые доли влаги, жира, поваренной соли, активную кислотность, содержание летучих жирных кислот, исследовали аминокислотный состав, проводили органолептическую оценку, изучали изменение физико-химических, органолегтгических показателей контрольных и опытных сыров в процессе хранения. В заключение работы проводили внедрение нового сыра "Искитимский" (ТУ 9225-031-02068315-98) в производство и рассчитывали экономическую эффективность.

При выполнении работы использовали стандартные и общепринятые физико-химические, реологические, биохимические методы исследований. Органолептические показатели сыра оценивали по 30-балльной шкале.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование биохимических и технологических свойств заменителей сычужного фермента

Свертывающая и протеолитическая активность

Величины свертывающей, лротеолитической активностей и отношений этих показателей для исследуемых ферментов приведены в таблице 1.

В данной таблице Ас -свертывающая активность, измеряемая количеством (мг) казеина молока, превращенного в гель под действием 1 мг белка ферментного препарата за 6 минут при температуре 35°С и pH 6.5.

Наибольшей свертывающей активностью обладает сычужный фермент. Свиной пепсин, ФП ВНИИМС, ХА-БО, алтазим, фромаза имеют близкие значения свертывающей активности.

Протеолитическая активность представлена двумя значениями: Ans - характеризует гидролиз казеина одним мг белка ферментного препарата непосредственно перед образованием сгустка; Aniso - характеризует гидролиз казеина одним мг белка ферментного препарата в течение времени формирования и обработки сырного зерна. Соотношение Ас:Ап180 является количественной мерой пригодности ферментного препарата в качестве заменитепя сычужного фермента.

По протеолитической активности и отношению свертывающей активности к протеолитической фромаза, ХА-БО имеют наиболее сходные

значения, по указанным свойствам приближаются к сычужному ферменту. Говяжий и свиной пепсины, ФП ВНИИМС, алтазим, имеют приемлемые значения в отличие от реннилазы и мезентерина ГК, имеющих высокие значения протеолитической активности и неблагоприятное соотношение между свертывающей и протеолитической активностями.

Таблица 1

Сравнительная характеристика исследуемых ферментов по их свертывающей, протеолитической активностям и отношению свертывающей активности к протеолитической

Молокосвертывающие ферменты Свертывающая активность Ас Протеол этическая активность Ас А„5 Ас

Ап5 АП1ш А п180

1. Сычужный фермент 5098 6,6 23,6 772 216

2. Говяжий пепсин 3964 8,4 33,1 472 120

3. Свиной пепсин 4984 9,9 49,5 503 101

4. ФП ВНИИМС 4769 8.2 30,4 582 157

5. ХА-БО 4379 6,5 29.7 674 147

б. Алтазим 4627 8,6 36,2 538 128

7. Мезентерии ГК 2214 9,0 268 246 8

8. Реннилаза 1240 9,8 301 127 4

9. Фромаза 4366 6.3 28,3 693 154

Влияние кислотности и температуры свертывания на молокосвертывающую активность исследуемых ферментов

Результаты зависимости молокосвертывающей активности от активной кислотности молока представлены на рисунке 1 (позиция а)

г?

оГ

3

га 200 <в 2 Е

175

Е 150 и

0

1 125

| 100

о

<о

0

& 75

1

I 50

I

8 25

0

1

о

Ш т?и> 111 и/

г

га

V

г7 1

г? / §9

—: н 1 1

200

175

150

125

100

75

50

25

\

1

V «л // 'Л 7/ —0-

•— —

-т

5.4 5.7 6.0 6.3 6.5 6.6 6.9 рН

а

30 35 40 45 50 55 60 температура свертывания, °С б

Рис.1. Зависимость молокосвертывающей активности исследуемых ферментов от кислотности молока (а) и температуры свертывания (б): 1- сычужный фермент; 2- говяжий пепсин; 3- свиной пепсин; 4- ФП ВНИИМС; 5- ХА-БО; 6- алтазим; 7- мезентерии ГК; 8- реннилаза; 9- фро-маза.

Снижение молокосвертывающей активности по мере нарастания величины рН с 5.4 до 6.6 для говяжьего и свиного пепсинов, ХА-БО, ал-тазима, ФП ВНИИМС, фромазы практически одинаково. При рН выше 6.6 происходит значительная потеря молокосвертывающей активности у всех исследуемых ферментов.

Результаты влияния температуры свертывания на мопокосверты-вающую активность исследуемых ферментных препаратов представлены на рисунке 1 (позиция б).

По мере повышения температуры молокосвертывающая активность ферментных препаратов увеличивается. Оптимальная температура свертывания для сычужного и ферментов животного происхождения - (41+1)°С. Ферменты микробного происхождения в меньшей степени

подвергаются неблагоприятному воздействию высоких температур: мо-локосвертывающая активность фромазы возрастает до температуры (50+1)°С; реннилазы - (55+1)°С; мезентерина ГК- (65+1)°С.

В ходе дальнейших исследований было изучено влияние основных технологических факторов на свертывание молока заменителем сычужного фермента микробного происхождения - фромазой.

Выбор фромазы был обоснован следующими причинами. Во-первых, фромаза имеет высокую коагулирующую и умеренную протеолити-ческую активность; отношение свертывающей активности к протеолити-ческой близко к отношению соответствующих активностей классического сычужного фермента. Во-вторых,фромаза имеет широкую область воздействия на субстрат и относительно стабильна при рН 5,4 - 6,5. В-третьих, применение ферментов микробного происхождения по сравнению с ферментами животного происхождения экономически выгоднее.

Исследование влияния некоторых факторов на процесс ферментативного свертывания молока фромазой

Зависимость продолжительности индукционного периода (уД продолжительности стадии флокуляции (у2), плотности сгустка (уз), интенсивности синерезиса (у«), перехода белка в сыворотку (у5) от активной кислотности молока (х,), температуры свертывания (х2), температуры пастеризации молока (хз) выражается следующими уравнениями регрессии (математические модели):

у, = 111,9 - 43,35х, + 1,021х2-4,23х12-0,194х1х2-0,0042х2хз + ■Ю.ООЗх^гХз

у2 = 245 - 78,64X1 - 0,23х2- 0,7хз+ 6,83х12+ 0,01хг2- 0,0001Хз2--0,13Х1Х2+ 0,12х1хз + 0,0083х2хз -0,0012х1Х2Хз

Уз = 157 + 53X1 - 0,023х2 - 4,35х12 - О.ОООвхл

у4 = - 673+252x1+17.4хг10.8х12+0.0055хз2 -2.91х,х2 -1.64X1X3--0.17ХгХз + О.ОЗ1Х1Х2Х3

у5 =-4.895+1.873х1-0.0058х2-0.0226хз-0.144х,2+0.0036х1хз+ +0.001 х2хз- О.ООО2Х1Х2Х3

При определении значимости отдельных факторов на результирующие параметры из уравнений регрессии было установлено, что продолжительность индукционного периода и стадии флокуляции в наибольшей степени обусловливаются кислотностью молока. Уменьшение величины рН с 6,6 до 5,4 ведет к значительному сокращению продолжительности стадий структурообразования сгустка.Увеличение температуры пастеризации с 70 до 90°С способствует удлинению продолжительности индукционного периода и стадии флокуляции, а фактор повышения температуры свертывания с 30 до 40°С действует в противоположном направлении.

На реологические свойства сгустка наибольшее влияние оказывает кислотность молока. При снижении величины рН с 6,6 до 6,0 плотность сгустка увеличивается. При дальнейшем понижении до 5,4 единиц рН плотность значительно снижается. Влияние температурных факторов на реологические свойства сгустка незначительно.

На интенсивность выделения сыворотки из сгустка наибольшее влияние оказывает кислотность молока. По мере понижения активной кислотности выделение сыворотки происходит интенсивнее. На переход белка в сыворотку оказывают влияние кислотность молока (в интервале 6,0-5,4 единиц рН потери белка с сывороткой увеличиваются) и температура пастеризации. Повышение температуры пастеризации улучшает степень использования казеина и общего белка в сгустке за счет денатурации сывороточных белков.

Базируясь на проведенных исследованиях, разработаны технологические параметры производства мягкого сыра. Он вырабытыва-ется из молока, пастеризованного при температуре (88+2)°С, имеющего актизную кислотность в пределах (6,4-6,2) единиц рН и свернутого при температуре (35+1)°С.

Практическая реализация результатов работы

Разработан технологический процесс производства мягкого кислотно-сычужного сыра "Искитимский", состоящий из следующих этапов: пастеризация при повышенной температуре, свертывание молока, обработка сгустка, посолка в зерне, самопрессование сыра, хранение.

Исследовали влияние использования сычужного фермента и фро-мазы на технологические параметры выработки сыра (таблица 2).

Таблица 2

Технологические показатели производства мягкого кислотно-сычужного сыра

Показатели Единица измерения Контроль Опыт

Кислотность смеси перед свертыванием

°Т 23+1 23+1

Доза вносимого фермента г/100кг 2,0 1,2

Продолжительность свертывания мин 58+2 59+1

Разрезка сгустка 30x30x30 мм мин 10+1 10+1

Продолжительность вымешивания мин 30+2 30+1

Продолжительность всей обработки мин 100+1 100+1

Кислотность сыворотки после разрезки °Т 14,5+0,5 14,6+0,5

Кислотность сыворотки в конце ®Г 15,5+0,5 15,5+0,5

обработки

Продолжительность самопрессования час 6,5+1,5 6,5+1,5

Выход сыра кг/100кг 12,5+0,20 12,7+0,22

По технологическим параметрам и показателям контрольные и опытные выработки практически не отличались друг от друга.Следует отметить, что при одинаковом качестве сгустка доза фромазы была на 40% меньше.

Изучена возможность хранения сыров. Исследовали изменение активной кислотности и массовой доли влаги контрольных и опытных сыров при хранении в течении 15 суток (таблица 3). Изменения органо-лептических показателей контрольных и опытных сыров в процессе хранения при (4+2)°С видно из таблицы 4. Сопоставляя результаты исследований физико-химических и органолептических показателей, установлен срок хранения сыров - 8 суток.

Таблица 3

Изменение активной кислотности контрольных и опытных сыров в зависимости от продолжительности хранения

Продолжительность хранения, суток - Варианты Активная кислотность, рн Массовая доля влаги, %

1 контроль 5,29+0,07 60,8+0,1

1 опыт 5,31+0,06 61,7+0,1

3 контроль 5,20+0,06 60,7+0,2

3 опыт 5,23+0,05 61,6+0,2

5 контроль 5,16+0,07 60,7+0,1

5 опыт 5,18+0,07 61,6+0,2

8 контроль 5,12+0,06 60,6+0,2

8 опыт 5,15+0,07 61,6+0,2

10 контроль 5,06+0,05 60,5+0,3

10 опыт 5,09+0,03 61,4+0,3

15 контроль 4,97+0,05 60,3+0,3

15 опыт 4,99+0,04 61,4+0,3

Таблица 4

Органолептическая оценка сыров в процессе хранения

Продолжительность Вкуси запах Консистенция

Вариант Характе- Балл Характе- Балл Общий

хране- ристика ристика балл

ния, сут.

1 контроль кисломолочный 14.7+0,1 хорошая 9.0+0.0 28.7+0.1

1 опыт кисломолочный 14,8+0,1 хорошая 9.1+0,0 28,9+0,1

3 контроль кисломолочный 14,7+0,1 хорошая 9,0+0,0 28,7+0,1

3 опыт кисломолочный 14,8+0,1 хорошая 9,1+0,0 28,9+0,1

5 контроль кисломолочный 14.6+0.1 хорошая 9.0+0.0 28.6+0.1

5 опыт кисломолочный 14,7+0,1 хорошая 9,1+0,0 28,8+0,1

8 контроль кисломолочный 14,6+0,1 хорошая 9.0+0,0 28,6+0,1

8 опыт кисломолочный 14,7+0,1 хорошая 9,1+0.0 28,8+0,1

10 контроль кисломолочный, слегка горький 11,9+0,2 удовлет-воритель ная 8,0+0.0 24,9+0,2

10 опыт кисломолочный, слегка горький 12,0+0,2 удовлет-воритель ная 8,0+0,0 25,0+0,2

15 контроль кисломолочный, горький 9,7+0,3 удовлет-воритель ная.крош-ливая 7,2+0,2 21,9+0,2

15 опыт кисломолочный, горький 9,7+0,2 удовлет-воритель ная.крош-ливая 7,3+0,2 22.0+0,2

Аминокислотный состав сыра приведен в таблице 5. Следует отметить, что сыр хорошо сбалансирован по содержанию незаменимых аминокислот. Их скор варьировал от (119-120)% (для изолейцина) до (100-101)% (для метионина с цистином).

Таблица 5

Аминокислотный состав контрольных и опытных сыров

..... ■ — Аминокислоты Контроль Содержание Опыт Содержание

мг/100г сыра % мг/ЮОг сыра %

Незаменимые, в том числе 4911 37.4 4895 37,4

валин 669 5.1 675 5,2

изолейцин 618 4,7 617 4,7

лейцин 1119 8,5 1122 8,6

лизин 798 6.1 801 6,1

метионин 303 2,3 301 2,3

треонин 655 5,0 649 4,9

триптофан 251 1,9 252 1,9

фенилаланин 498 3,8 480 3,7

Заменимые, в том числе 8204 62,6 8204 62,6

аланин 1052 8,0 1060 8,1

аргинин 743 5,7 738 5,6

аспарагиновая кислота 1243 9,5 1245 9,5

гистидин 367 2,8 371 2,8

глицин 720 5.5 713 5,5

глутаминовая кислота 1921 14,6 1931 14.7

пролин 612 4,7 606 4,6

серии 929 7,1 930 7.1

тирозин 462 3,5 458 3.5

цистин 155 1.2 152 1.2

Общее количество 13115 100 13099 100

На сыр утверждена нормативная документация (сыр "Искитим-ский". Технические условия ТУ 9225 - 031 - 02068315 - 98)

Проведены выработки сыра мягкого кислотно-сычужного на Кемеровском молочном заводе №2. Опытные и контрольные сыры не отличались друг от друга по физико-химическим показателям. В органо-

лептических показателях существенных различий также не обнаружено. Повышение выхода продукта из единицы исходного сырья и экономия фермента - основные экономические преимущества использования фромазы при производстве мягких кислотно-сычужных сыров.

ВЫВОДЫ

1. Приведена характеристика биохимических и технологических свойств девяти молокосвертывающих ферментов животного, растительного и микробного происхождения (говяжьего и свиного пепсинов, ФП ВНИИМС, ХА-БО, алтазима, папаина, реннилазы, мезентерина ГК и фромазы) в сравнении с сычужным ферментом.

2. Установлено, что фромаза, говяжий и свиной пепсины, ФП ВНИИМС, алтазим, ХА-БО обладают высокой коагуляционной и умеренной протеолитической активностью. Отношения этих показателей для данной группы ферментов приближаются к подобным показателям для сычужного фермента. Микробные препараты (мезентерии ГК и реннилаза) имеют более низкую молокосвертывающую активность и повышенную протеолитическую активность. Фермент растительного происхождения (папаин) в условиях изучаемых физико-химических параметров (рН молока 6.5, температура 35°С) молокосверты-вающей активностью не обладает.

3. Изучено влияние рН (от 6,9 до 5,4) и температуры свертывания (от 30 до 65°С) на молокосвертывающую активность исследуемых ферментов. Отмечено, что по мере снижения величины рН с 6.6 до 5.4, молокосвертывающая активность ферментов повышается, при рН выше 6.6 происходит быстрая потеря их молокосверты-вающей активности. Оптимальная температура свертывания для ферментов животного происхождения - (41+1 )°С, а для ферментов микробного происхождения она выше (фромаза - (50+1)°С, реннилаза -(55+1)°С, мезентерии ГК- (65+1)°С).

4. Исследована кинетика свертывания молока при использовании

фромазы. Установлено влияние на этот процесс пастеризации (от 70 до 90°С), активной кислотности (от 6,6 до 5,4) и температуры свертывания (от 30 до 40°С) молока. Получены математические модели, характеризующие зависимость продолжительности индукционного периода, стадии флокуляции, плотности сгустка, интенсивности синерезиса и потерь белка с сывороткой от температуры пастеризации, активной кислотности и температуры свертывания молока.

5. Установлена возможность получения мягких кислотно-сычужных сыров без созревания с использованием фромазы. Определены рациональные режимы, позволяющие получать продукт гарантированного качества с эффективным использованием белков молока: температура пастеризации (88+2)°С; активная кислотность 6.2-6.4; температура свертывания (35+1 )°С.

6. Разработана и утверждена нормативная документация на новый вид мягкого кислотно-сычужного сыра "Искитимский" (ТУ 9225-031-02068315-98), при выработке которого используется фро-маза. Использование фромазы позволяет увеличить оптимальный выход сыра на 1,5 %, сократить расход фермента на 40%, а также получать сыры со стабильными вкусовыми свойствами и консистенцией. Экономический эффект от применения фромазы составляет около 250 руб на 1 тонну сыра.

7. Исследованы состав и свойства нового вида сыра. Содержание незаменимых аминокислот в сыре "Искитимский" составило 4895 мг% или 37,4% от их общего количества.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Цветкова Н.Д., Хатминская М.Д., Захарова Л.М. Влияние кислотности молока на процесс свертывания ферментами различного происхождения// Новые технологии:Тезисы научных работ.-Кемерово,1996.-С15.

2. Цветкова Н.Д., Хатминская М.Д., Захарова Л.М. Влияние температуры на активность мопокосвертывающих ферментов// Новые технологии: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1996. - С.16.

3. Захарова Л.М. Молокосвертывающие ферменты, используемые для выработки сыров// Новые технологии: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1996.-С. 17.

4. Захарова Л.М. Влияние активной кислотности, температуры свертывания и тепловой обработки молока на синеретические свойства сгустка// Проблемы рационального питания: Тезисы научных работ. -Кемерово, 1997. - С.24.

5. Захарова Л.М., Дашкуева Б.С., Тяпкина Н.В. Исследование мо-локосвертывающей и протеолитической активности заменителей сычужного фермента// Проблемы рационального питания: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1997. - С.ЗО.

6. Захарова Л.М., Брагинский В.И., Дашкуева Б.С. Влияние некоторых факторов на процесс ферментативного свертывания молока ферментом фромазой// Проблемы рационального питания: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1997. - С.31.

7. Захарова Л.М. Использование протеазы микробного происхождения фромазы в сыроделии// Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1997.-С.20.

8. Захарова Л.М., Брагинский В.И. Влияние некоторых факторов на реологические свойства сгустка// Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: Тезисы научных работ. - Кемерово, 1997.-С.21.

9. Захарова Л.М. Исследование протеолитической активности мо-локосвертывающих ферментов// Нетрадиционные технологии и способы производства пищевых продуктов: Тезисы научных работ. -Кемерово, 1997. - С.26.

аг>51>/(Г 2 .06 91 ЛИТКЫТиШ. Заь47.