автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка интенсивной биотехнологии мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Исследование ассортимента зарубежных и отечественных сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.2 Особенности подготовки молока к сычужному свёртыванию.

1.3 Характер микробиологических процессов при выработке и созревании сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.4 Процесс молочнокислого брожения и способы его регулирования при производстве сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.5 Процесс пропионовокислого брожения и способы его регулирования при производстве сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.6 Процесс маслянокислого брожения и способы его ингибирования при производстве сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.7 Влияние технологических факторов на интенсификацию процесса производства сыров с высокой температурой второго нагревания.

1.7.1 Роль размера зерна в формировании качества сыра.

1.7.2 Температура и продолжительность второго нагревания.

1.7.3 Посолка сыра.

1.7.4 Интенсификация процесса созревания сыров с высокой температурой второго нагревания.

Спад производства твердых сыров, наступивший вследствие переживаемого сыродельной отраслью экономического кризиса, отразился, прежде всего, на выпуске сыров с высокой температурой второго нагревания - швейцарского, советского, алтайского, бийского, горного. В настоящее время объем их производства составляет около 1,5 % от общего количества выпускаемых сыров.

Причинами сложившегося положения является достаточно сложная и трудоёмкая, по сравнению с другими видами сыров, технология производства; длительный срок созревания сыра, уменьшающий рентабельность продукта и задерживающий оборот денежных средств; низкое качество исходного молока по микробиологическим показателям, содержанию белка, содержанию спор маслянокислых бактерий (более 13 в 1 мл), не позволяющее выпускать сыр стабильного качества; высокая стоимость сыра в торговле при низкой покупательной способности основной массы населения. Всё это сдерживает как объёмы производства, так и расширение ассортимента сыров этой видовой группы. Если в последнее десятилетие в России появились десятки новых технологий сыров с низкой температурой второго нагревания, то в группе сыров с высокой температурой второго нагревания - лишь единицы.

За рубежом спрос на сыры швейцарского типа остается стабильно высоким и производство их увеличивается. Так, в Швейцарии по объему производства они занимают первое место, во Франции - второе, в США - третье.

Однако яркие оригинальные вкусовые особенности сыров с высокой температурой второго нагревания (тонкий аромат, сладковатый пряный вкус), безопасность в микробиологическом отношении, длительный срок годности привлекают внимание целого ряда отечественных производителей.

Учитывая потребности сыродельной отрасли и рынка сыров, совершенствование технологии сыра с высокой температурой второго нагревания, позволяющее интенсифицировать его производство без ухудшения потребительских характеристик, представляется задачей актуальной, дающей возможность сделать выпуск сыров рентабельным и нетрудоемким.

С учётом вышеизложенного целью диссертационной работы было создание интенсивной технологии мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания путём подбора состава заквасочной микрофлоры, обеспечивающей активизацию протеолитических и липолитических процессов, на основе усовершенствованных технологических приёмов и защиты молочнокислого процесса от влияния посторонней микрофлоры.

Работа выполнялась в период с 2002 по 2005 год в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия» (ГНУ ВНИИМС).

Тема и программа диссертационной работы утверждены Ученым советом ВНИИМС (протокол № 2 от 23 апреля 2002 г).

На защиту выносятся следующие положения диссертации:

- результаты исследований влияния состава, свойств и дозы заквасочной микрофлоры на показатели качества мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания;

- результаты исследований влияния лизоцима на показатели качества готового продукта;

- установленные закономерности влияния технологических факторов на процесс выработки, созревания и хранения сыра;

- технология нового вида мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые

- изучено влияние состава и свойств заквасочной микрофлоры на показатели качества нового вида мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания;

- изучено влияние лизоцима как ингибитора маслянокислого брожения на динамику развития основных представителей заквасочной микрофлоры и показатели качества готового сыра;

-изучены и оптимизированы технологические режимы выработки и созревания мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания.

Практическая значимость работы заключается в создании интенсивной биотехнологии мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания, позволяющей получить продукт стабильного качества в относительно короткие сроки без ухудшения его потребительских характеристик.

Разработана технология и утверждена техническая документация на новый вид мелкого сыра с высокой температурой второго нагревания «Юбилейный» (ТУ 9225-142-04610209-2004).

Результаты исследований доложены на Международной конференции, посвященной 90-летию Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В. Верещагина «Научные и практические аспекты совершенствования традиционных и разработка новых технологий молочных продуктов» (Вологда,2001г.); Международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2003 г.); региональной конференции «Новые технологии переработки молока, производства масла и сыра» (Новочеркасск - Чебоксары, 2004 г.); конференции «Научно-практические аспекты переработки молока в современных условиях» (Москва, 2004 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах.

Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 36 рисунков, список использованной литературы (88 наименований ),3 приложения.

ВЫВОДЫ

1. Впервые проведены комплексные исследования и установлены закономерности протекания микробиологических, физико-химических и биохимических процессов в мелких сырах с высокой температурой второго нагревания.

2. Изучен характер микробиологических процессов в мелких сырах с высокой температурой второго нагревания при использовании различных комбинаций термофильных и мезофильных молочнокислых микроорганизмов.

Получены математические модели зависимости активной кислотности сыра от параметров технологического процесса и дан их сравнительный анализ при использовании заквасок, в состав которых входит как смешанная, так и только термофильная микрофлора.

Установлен композиционный состав закваски молочнокислых микроорганизмов для нового вида сыра, обеспечивающей заданные характеристики его органолептических показателей.

3. Выявлены закономерности развития пропионовокислых бактерий в сыре в зависимости от активной кислотности сырной массы на различных этапах созревания сыра и исходного количества клеток ПКБ. Установлено, что на начальной стадии созревания рост клеток ПКБ определяется исключительно кислотностью среды, которую необходимо регулировать содёржанием в составе закваски термофильных молочнокислых палочек. Увеличение дозы ПКБ не оказывает значительного влияния на показатели качества сыра.

4. Выявлены закономерности влияния ингибиторов маслянокислого брожения селитры и лизоцима на процесс молочнокислого брожения, а также рост и развитие термофильной молочнокислой микрофлоры и ПКБ. Установлено, что клетки ПКБ более устойчивые к лизоциму по сравнению с термофильными молочнокислыми микроорганизмами.

5. Исследованы закономерности образования глазков и трещин в мелком сыре с высокой температурой второго нагревания по отдельным зонам среза сыра с различной массовой долей влаги, которые выявили отсутствие влияния массовой доли влаги в отдельных слоях сыра на образование самокольных трещин.

Установлено, что причиной образования в сыре трещин является пропио-новокислое брожение, продолжающееся после перемещения сыра из бродильной в холодную камеру, когда эластичные свойства сырной массы ослаблены ввиду пониженной температуры.

6. Научно обоснован выбор основных технологических параметров выработки сыра, позволяющий активизировать биохимические процессы в сыре на начальных стадиях созревания.

7. Изучено влияние параметров посолки на микробиологические, физико-химические, биохимические и органолептические показатели сыра. Показано, что сокращение продолжительности посолки в мелких сырах с высокой температурой второго нагревания способствует интенсификации по сравнению с традиционными сырами процесса созревания и получению продукта с характеристиками зрелого сыра в более короткие сроки. Увеличение посолки более 1,5 сут (без проведения частичной посолки сыра в зерне) вызывает ухудшение показателя качества готового сыра. Установлены оптимальные режимы посолки сыра.

8. Исследована динамика микробиологических, физико-химических и биохимических процессов в сыре в процессе созревания. Выбран режим, позволяющий активизировать процесс созревания и обеспечить требуемые органолептические показатели в сыре в возрасте 45 сут.

9. Выявлены летучие жирные кислоты и их значения, ответственные за вкусообразование нового вида сыра. Установлена зависимость степени выраженности порока «прогорклый привкус» от величины кислотности жировой фазы сыра.

Показано, что уменьшение массовой доли жира в длительно хранящихся мелких полутвердых сырах с высокой температурой второго нагревания позволяет дольше сохранять их качество без ухудшения.

10. Разработана научно-обоснованная технология и утверждена техниче екая документация на новый вид мелкого полутвердого сыра с высокой темпе ратурой второго нагревания «Юбилейный» (ТУ 9225-142-04610209-2005).

1. Алексеева М.А., Аиищеико И.П. Устойчивость пропионовокислых бактерий к хлористому натрию // Интенсификация производства и улучшения качества натуральных сыров/Тезисы докладов научно-технической конференции.-Барнаул, 1974.- с. 284-285.

2. Анищенко И.П. Особенности микробиологических процессов в советском сыре и совершенствование видового состава заквасок. //Автореф. дис. на соискание уч. ст. к.т.н.- Ленинград, -1981.-е. 17.

3. Анищенко И.П. и др. «Видовой состав заквасок для крупных сы-ров»//Тр.ВНИИМС Углич, 1984.- в.41.- с. 52-54.

4. Анищенко И.П., Гудков А.В., Алексеева М.А. Состав незаквасочной микрофлоры созревающего сыра «Советский»// Повышение эффективности и качества в сыроделии / Труды ВНИИМС М.,: Пищевая промышленность, 1980- с. 53-55.

5. Аракелян А.Б. Интенсификация созревания сыров с высокой температурой второго нагревания на основе применения мутантных штаммов пропионовокислых бактерий // Труды Ер. ЗВИ Ереван, 1987.- вып. 61.-е. 67-71.

6. Арутюнян Н.А. Основные биотехнологические свойства молока Армянской ССР. //Современная технология сыроделия и безотходная переработка молока / Материалы научно-технической конференции Ереван, 1989.- с. 121122.

7. Барабанщиков Н.В. Качество молока и молочных продуктов.- М.: Колос, 1980.-е. 255.

8. Брендегаут Я., Лангеруд Ферментация аминокислот, вызываемая про-пионовокислыми бактериями // Международный молочный конгресс.- Т. XXI .М., 1982.- т.1.- КН.2.- с.206-207.

9. Гудков А.В. Проблемы производства и стабилизации качества сыров //Сыроделие, 1999.- №3.- с.3-6.

10. Гудков А.В., Перфильев Г.Д. К теории управления микробиологическими процессами в сыроделии // Технологические особенности производства и повышения качества сыров / Сб. научн. тр. ВНИИМС.-Углич, 1989,- с. 4-9.

11. Гудков А.В., Анищенко И.П., Остроумов Л.А., Алексеева М.А. Особенности микробиологических процессов в советском сыре // Молочная промышленность. №2. - 1980.- с. 13-17.

12. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты М.,: ДеЛи принт, 2003.- 799.- с.220.

13. Гудков А.В. Биология споровых анаэробов, вызывающих порчу сыров//Канд. дисс,-Вологда, 1965.

14. Гудков А.В., Перфильев Г.Д. Факторы, лимитирующие рост споровых анаэробных бактерий в сырах // Мол. пром., 1980,- №12,- с. 18-21.

15. Гудков А.В. и др. В кн. «Производство молочных продуктов» -М.,:Пищ. пром., 1979.-с. 132-162.

16. Граников Д.А. Советский сыр.-М.: Пищевая промышленность, 1972,248 с.

17. Диланян З.Х. Сыроделие М.: Легкая и пищевая промышленность,1984.-с.280.

18. Каган Я.Р., Сергеева И .Я. Динамика роста терм&фильных молочнокислых бактерий закваски в советском сыре // Биологические исследования и совершенствование технологии сыров / Сборник научных трудов Углич,1985.-с. 50-54.

19. Коган Я.Р., Сергеева И.А. К вопросу о целесообразности применения мезофильных молочнокислых стрептококков в производстве советского сыра //

20. В кн. «Повышение эффективности производства и качества молочных продук-тов»/Тезисы докл., науч.-техн. конф,- Каунасе, 1982.- с.82-83.

21. Коган Я.Р., Чистякова Н.ЯЛ В кн.: «Биология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве».- Иркутск, 1981.- с.32-35.

22. Климовский И.И., Алексеева К., Чекалова К. Пропионовокислые бактерии и их влияние на биохимические процессы и качество советского сыра //Молочная промышленность, 1965.-№2.- с. 16-18.

23. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра. М.: Пищевая промышленность, 1966. -207 с.

24. Майоров А.А., Уманский A.M. Сезонные изменения молока в производстве сыров с высокой температурой второго нагревания // Сыроделие и маслоделие, 2001.- №4.- с. 17-18.

25. Майоров А.А., Можаева С.В. Особенности посолки сыра «Славянский» // Тезисы конференции. «Молочная промышленность Сибири».- Барнаул, 2000.-с. 215-216.

26. Майоров А.А., Можаева С.В., Басаргин Н.Г. Технологические особенности созревания сыра с высокой температурой второго нагревания «Славянский» // Тезисы конференции «Молочная промышленность Сибири».- Барнаул, 2000.- с. 222-223.

27. Овчинников А.И., Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных про-дуктов-Ленинград Издательство Ленинградского университета, 1974 г.260 с.

28. Озола Л.Ю. Влияние созревания молока на его сыропригодность // Молочная промышленность, 1983. №3,-с. 11-12. ' .

29. Остроумов Л.А. Интенсивная технология сыров с высокой температурой второго нагревания. М,: АгроНИИТЭИ, 1993. - 40 с.

30. Остроумов Л.А., Вагнер В.А. Подготовка молока при выработке сыров с высокой температурой второго нагревания // Тезисы докладов научно-технической конференции. Барнаул, 1989.- с. 10-12.

31. Остроумов JT.A. Биологические методы управления процессом производства сыров с высокой температурой второго нагревания.- М.: АгроНИИ-ТЭИ, 1993.-40 с.

32. Остроумов J1.A., Отт Е.Ф., Шлегель А.Н. «Физиолого-биохимические свойства пропионовокислых бактерий, выделенных из советского сыра» // Тр. ВНИИМС «Технология и техника сыроделия»- М., Легкая и пищевая промышленность, 1982. с.72-75.

33. Остроумов Л.А. и др. «Качество советского сыра при различных условиях молочнокислого и пропионовокислого брожения» // Тр. ВНИИМС. -Углич. выпуск 23. -1978. - с.100-104.

34. Остроумов Л.А., Алексеева М.А., Бабушкина В.А. Регулирование пропионовокислого брожения в сыре Молочная промышленность, 1977. -№12. - с. 11-13.

35. Остроумов Л.А., Хатминская М.Д. Исследование процессов диффузии поваренной соли при созревании швейцарского сыра // Тезисы н-т конференции. Кемерово, 1994. - с. 8.

36. Остроумов Л.А., Хатминская М.Д. Исследование возможности сокращения продолжительности посолки швейцарского сыра//Тезисы н-т конференции. Кемерово, 1994. - с.9.

37. Остроумова Т.А., Прошкина Т.Г. Использование микроэлементов для повышения биологической ценности молока и качества сыра «Советский»// Повышение эффективности и качества в сыроделии / Труды ВНИИМС. -М., Пищевая промышленность, 1980. с. 14-17.

38. Раманаускас Р., Урбене С., Куликаускене М., Пасерпскене М. Влияние режимов созревания молока на процесс формирования и свойства сычужного сгустка // Труды Литовского филиала ВНИИМС. т. VIII. - с. 63-71.

39. Саакян Р.В. Интенсификация процессов производства и созревания крупных сыров // ЦНИИТЭИ, Маслодельная и сыродельная промышленность. Обзорная информация. М., 1982,. -с. 36.

40. Саакян Р.В. Микроэлементы в крупном сыроделии // Тезисы докладов конференции «Интенсификация процессов производства натуральных сыров и совершенствование их технологии. Ереван, 1977. - с. 95-99.

41. Саакян Р.В. Микроэлементы в швейцарском сыроделии //Труды Ереванского сельскохозяйственного института.- Ереван, 1976. с. 17-24.

42. Сборник технологических инструкций по производству твердых сычужных сыров, утв. НТЦ «Мясомолпром» Госагропрома СССР 23 декабря 1987 г.

43. Степанова Е.А. Разработка биологического способа ингибирования маслянокислого брожения в сырах с высокой температурой второго нагревания. //Автореф. дис. на соискание уч. ст. к.т.н.-Ленинград.-1983. с. 17.

44. Степанова Е.А., Отт Е.Ф. Микробиологические процессы в сырах, выработанных с препаратом КСК. //Повышение эффективности сыроделия / Сборник научных трудов ВНИИМС. Выпуск 56. -1991. - с. 47-51.

45. Степанова Е.А., Отт Е.Ф. Бактериальный концентрат для регулирования процесса созревания советского сыра // Тр. ВНИИМС «Технология и техника сычужных и плавленых сыров». -1989. с.82-89

46. Сучкова Е.П., Маслов A.M., Алексеев Н.Г. Структурно-механические свойства сырного зерна. //Известия вузов «Пищевая технология», 1985, - №4.-с. 113-114.

47. Тетерева Л.И. и др. Динамика восстановления нитратов при производстве сычужных сыров Мол. пром., 1994. - №6,. - с.29-36.

48. Типяков В.Г., Гучок Ж.Л., Бадави P.M., Волокитина З.В. Биотехнология сыроделия // АгроНИИТЭИ. М., 1994. - с. 25.

49. ТУ 9811-153-04610209-2004 «Молоко-сырье для сыроделия. Технические условия».

50. Уманский М.С. Селективный липолиз в биотехнологии сыра. Барнаул, 2000. - 245 с.

51. Урбах Б.Ю., Егорова Н.С. Планирование эксперимента. М.,: 1988.240 с.

52. Федяшев С.П. и др. Потребление и обмен микроэлементов у коров в зависимости от уровня аминокислотного питания // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине.- Ивано-Франковск, 1978.-т. 1. с. 172-173.

53. Шалыгина A.M. К вопросу ускорения созревания и повышения качества сыров // Современная технология сыроделия и безотходная переработка молока / Материалы научно-технической конференции. Ереван: Айастан, 1989.-с. 186-187.

54. Шалыгина A.M., Козяренко Т.А. Подбор заквасок для сыров с высокой температурой второго нагревания // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов. Вологда, 1989. - с. 117-118.

55. Шергин Н.А. и др.: В кн. «Современная технология сыроделия и безотходная переработка молока»// Матер. Всес. научн.-техн. конф. Ереван, 1989.- с.454-455

56. Шергина И.А. и др. Уточнение режимов перекисно-каталазной обработки молока, предназначенного для производства сыров группы голландского

57. Тез. докл. науч. техн. конф. «Проблемы и пути рационального использование сырья в маслоделии и сыроделии». Каунас, 1986. - 4.1. - с.116.

58. Шергина И.А. и др. Влияние перекисно-каталазной обработки молока на некоторые физико-химические процессы в сыре «Костромском» и его качество // Тр. ВНИИМС, 1988. с.9-118.

59. Шилер Г.Г. Технология сыра.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-312 с.

60. Шуази К., Демазо М., Гринен Ж.К., Ламберэ Ж.и др. Производство сыра: Технология и качество,- М.,: ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1989.- 496 с.

61. Элиас П., Кийс А. Влияние вида закваски на развитие микроорганизмов при производстве эмментальского сыра // Maisto chemja ir technologija. -Kaunas, 1997. т.31. - с. 56-60.

62. Accolas I.P. Le Lait, 1978. №573-574. - p. 118-132.

63. Bachmann H.-P, Butikofer U., Isolini D. Swiss-Type"Cheese. FAM-Info, 2001.-No. 424.

64. Baer A. Le Lait, 1995. 75 (4/5). - p.391-400.

65. Behaviour of pathogenic bacteria in cheese. -IDF-F40, F-Doc 223. -1993.

66. Carminati D. et al. Latte, 1985.- 10(3)ю p. 199-194.

67. Cheese. IDF, 1987. Bull.- № 216. - p.17.

68. ChanderH. et al. DSA, 1986. 48 (3). -p. 164.

69. Crow V.L. DSA, 1986. 48 (11). - 769.

70. Cogan T.M., Daly C. In: Cheese: Chemistry Physics and Microbiology -V.I. General Aspects. Elsevier Appl. Sci. -London and New-York, 1987. p. 179-249.

71. Guinee T.P., Fox P.F. In: Cheese: Chemistry Physics and Microbiology // V 1. General aspects. - London-New-York. - Elsevier Appl. Sci, 1987. - p.25I-298.

72. Journal of Dairy Science. -1988.- V 55.- № 2. p.239-245.

73. Journal of Dairy Science.- 1989. V 56. - № 2. -p.285-296.

74. Journal of Food Science. 1990. - V 55. - № 2. - p.386-390.

75. Journal of Food Science. 1990. - V 55. - № 2. - p.391-397.

76. Lodi R. et al. Latte. 1985. -10 (6). - p.549.

77. Losi G., Chiavari С. «Использование лизоцима при производстве сыра Гране» DSA, 1985. - vol. 47. - №6. - р.397.

78. Mantera-Alhunen S.- DSA, 1978. -40 (8). р.461.

79. Milchwissenschaf, 1982. 37 (6). - р.371.

80. Neviani Е. Использование лизоцима для производства сыра: от первых опытов до самых последних технологий Jud. latte, 1992.- 28.- №1.- p.23-44.

81. Park H.S. et al J. Dairy Sci., 1967. -50(4). - p.589-591.

82. Piveteau P.G., Condon S., Cogoa T.M.- Le Lait, 1995. 75 (4/5). - p.333343.

83. Ruig W.G. Frace elements in cous'milk in the Netherlands. Zutern. Sym-pos. Microchem. Fechn. Doves, 1977. - 228-233.

84. Steffen C. et al. In.: «Cheese: Chemistry Physics and Microbiology».- V.2. Major Cheese Croups.- London etc.- Champan, Hall, 1993. - p.83-100.

85. Walstra P. et al. In: «Cheese: Chemistry Physics and Microbiology». -V.2.- London etc.- Chapman, Hall 1993. p.39-82.

86. Wasserfall F., Prokopek D. Milchwissenschafi, 1978. -33(5). p.288-291.

87. Wasserfall F., Voss E., Prokopek D. Kieler Milchwirtschafiliche For-schungberichte, 1976. 28 (1). - p.3-18.