автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Совершенствование технологии мягкого сыра

Ю 1

«^ипьъ» аьзиипе 11/00 зцзьъ "юрс ьч.

<изчичиъ1 чичшьи

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ И ПРОЕКТНОЕ ГАОЗТ "ПАРЕН" И АРМЯНСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

шкпии циппчьиь чипи'пьззиъ

ВАГРАМ ВАРДКЕСОВИЧ КАРАПЕТЯН

ФЦФГИ-Ч 'пиъпь зыиъпт^ьизь чизипыиаппппмг

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО СЫРА

иииъиаьзт-взт-ъ ' ь.18.02. «ииш^о, ^шрйифй, ¿¡рьррйьрь ь.

ишоОшршСшфй шртшг|.рт.ит.0С1ЬрЬ тЬ|г|Ст|гк}Ьш>>

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 05.18.02 "Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств"

и Б Ь Ъ Ц Ю п и ги О 3 ПЬ Ъ тЬ[иОЬЦшЦшО ч^тпцэц-иййЬрЬ рЫ|0шйпф ^Ь^пшЦшй шиифЛий ИшшЩт. Ьшйиир

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сфтш1|шС| пЬ^шЦшр тЬ|ийЬ1|ш1|шС| чЬтпцэцгийОЬрЬ г>пЦшпр, щрпфЬипр

ц.ц.цаирцрзиъ

Научный руководитель доктор технический наук, профессор

АГАБАБЯН А.А.

ЬРЬЦЦЪ 2004 ЕРЕВАН. 2004

СОДЕРЖАНИЕ

спг

Общая характеристика работы Обзор литературы

1.1, Технология производства мягких сыров

4

8

8

1.2. Технология производства молочных продуктов с лечебно- профилак- 19

тическими свойствами

1.3. Биотехнологические свойства микрофлоры молочных продуктов с 31 лечебно-профилактическими свойствами

1.4. Заключение по обзору литературы и задачи собственных исследо- 40 ваний

2, Методы и схема исследований 44

2.1, Методы исследований 44

2.2. Схема исследований 48

3, Результаты исследований 51

3.1. Изучение физиолого-биохимических свойств местных штаммов мо- 51 лочнокислых бактерий и подбор бактериальных заквасок

3.2. Влияние режимов созревания молока на эффективность использо- 56 вания сухих веществ молока

3.3. Влияние технологических параметров свертывания молока на 73 формирование мягких сыров

4, Практическая реализация результатов исследований 93 4.1. Разработка технологии мягкого кислотно-сычужного сыра "Анаит" 93

4.2. Изучение состава и свойств нового вила сыра 97

4.3. Исследование физико-химических и микробиологических показателей 102

сыров в процессе хранения

4.4. Внедрение результатов исследований и расчёт экономической 114 эффективности

5. Выводы ■ , 116

6. Предложения

7. Список использованной литературы

8.Приложения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сыры, обладая специфическими органолептическими показателями, содержат жиры, белки, а также продукты их гидролиза, что позволяет отнести сыры к категории продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью.

Теоретические и практические основы производства сыров были заложены в классических работах Диланяна З.Х., Королева С.А., Чеботарева А,И., Липатова H.H., Климовского И.И., Алексеева Н.Г., Богданова В.М. и многих других. В дальнейшем они были продолжены и развиты Саакяном Р.В,, Бегларяном P.A., Остроумовым A.A., Гудковым A.B., Агабабяном A.A., Шалыгиной A.M., Бобылиным В.В. и многими другими исследователями.

Среди большого разнообразия сыров в отдельную группу выделены мягкие сыры, которые имеют целый ряд преимуществ перед твердыми сырами. Большинство этих сыров реализуются без созревания, на их получение требуется меньше молока, они имеют высокую биологическую и пищевую ценность.

Следует отметить, что отечественная сыродельная промышленность, в основном, ориентируется на выработке твердых и рассольных сыров. И только в последние годы начал проявляться интерес к производству мягких сыров. При выработке сыра весьма актуальна проблема рационального использования молока, необходимо стремиться к максимально возможному использованию сухих веществ молока, Вместе с тем мягкие сыры могут быть использованы при создании продуктов с лечебно-профилактическими свойствами, Получение таких продуктов возможно за счет широкого

использования специфических групп микроорганизмов - бифидобактерий, бактерий группы L,Acidophilus и L.Salivarius. Они составляют ло 90 % микрофлоры кишечника человека, располагаясь в верхних слоях его слизистой оболочки. Таким образом, создается защитный слой на поверхности кишечника эпителия.

Для предупреждения и профилактики целого комплекса заболеваний кишечного тракта, имунной системы, печени необходимо принимать препараты или продукты, обогащенные этими микроорганизмами.

Таким образом, проведение научных исследований по рациональному использованию составных частей молока при выработке мягких сыров и изучение возможности создания мягкого кислотно-сычужного сыра с бактериями L.Salivarius и бифидобактериями представляют определенный научно-практический интерес, что и определяет актувльность данной работы.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение влияния режимов созревания молока и разработка технологии мягкого кислотно-сычужного сыра, с рациональным использованием составных частей молока.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить физиолого-биохимические свойства местных штаммов молочнокислых бактерий и подобрать бактериальную закваску;

- установить влияние режимов созревания молока на эффективность использования сухих веществ молока;

- исследовать влияние технологических параметров свертывания молока на формирование мягких сыров и обосновать оптимальные параметры свертывания молока;

разработать биотехнологию производства мягкого кислотно-сычужного сыра "Анаит", изучить основные физико-химические, микробиологические и биохимические показатели сыра;

- провести производственную проверку и внедрение результатов научных исследований.

Научная новизна работы. Изучены физико-химические и биохимические свойства местных штаммов молочнокислых бактерий и подобрана бактериальная закваска для производства нового вида мягкого сыра.

Установлено, что эффективность использования сухих веществ молока зависит от условий его созревания. Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость содержания сухих веществ в сыворотке и эффективность использования сухих веществ молока от температуры его пастеризации, дозы вносимой бактериальной закваски и температуры созревания.

Установлены основные закономерности кислотно-сычужного свертывания молока при использовании полобранной бактериальной закваски и получены математические модели, описывающие влияние основных технологических параметров на продолжительность образования сгустка, выход сыворотки и количество молочнокислых бактерий в сгустке.

Исследованы органолептические, физико-химические, микробиологические и биохимические показатели нового вида мягкого сыра "Анаит".

Практическая значимость результатов работы. По результатам проведенных исследований, полученных экспериментальных данных разработана технология производства нового вида мягкого кислотно-сычужного сыра "Анаит". На сыр утверждена нормативно-техническая документация.

Производственные испытания проводились на молзаводе ООО "ХАК" Араратского марза. Было выработано до 2,5 т сыра, В сравнении с другими сырами этой категории его производство позволяет увеличить выход сыра до 11 %.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры технологии переработки продуктов животноводства АрмСХА /2001, 2002,2003 гг./.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 131 страницах, включает 23 таблицы и 19 рисунков,

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Технология производства мягких сыров

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

В зависимости от способа свертывания при получении сгустка, мягкие сыры подразделяют на:

сычужные;

сычужно-кислотные;

кислотные (кисломолочные).

Характерной особенностью производства мягких кислотно-сычужных сыров является способ свертывания молока, при котором для получения сгустка на казеин совместно воздействуют молочная кислота и внесенный сычужный фермент,

Молочная кислота при накоплении в молоке снижает отрицательный заряд мицелл казеина, так как Н+-цоны подавляют диссоциацию свободных карбоксильных групп и кислотных групп фосфорной кислоты казеина. В результате этого перехода достигается равенство положительных и отрицательных зарядов, то есть наступает изоэлектрическое состояние казеина (при рН 5...5,2), обеспечивающее конформационные изменения макромолекул белка [1,2].

Помимо снижения отрицательного заряда мицелл казеина под действием молочной кислоты нарушается структура казеинаткальцийфосфатного комплекса - от него отщепляется фосфат кальция и органический кальций.

Так как кальций и фосфат кальция являются важными структурными элементами комплекса, их переход в плазму молока дестабилизирует мицеллы казеина и вызывает их диспергирование [3, 4]. Таким образом, белки молока теряют свою растворимость и устойчивость.

А.Натте^еп, а впоследствии Р.Рогс1пегс|1 объясняли действие сычужного фермента на молоко следующим образом. Процесс происходит в две стадии:

- сычужный фермент расщепляет казеинат кальция молока на параказеинат кальция, а растворимые азотистые вещества, в основном переходит в сыворотку;

- на второй стадии параказеинат образует необратимый гель (сгусток). В присутствии достаточного количества солей кальция, гель закрепляется на параказеинате [5].

По характеру связей между частицами казеина кислотно-сычужные сгустки относятся к структурам смешанного типа - коагуляционно-конденсационным [1].

Согласно данным Ребиндера П.А. [6], при структурообразовании дисперсных систем могут образовываться два типа пространственных структур - коагуляционные (тиксотропнообратимые) и конденсационные (необратимо - разрушающиеся). Структуры различаются природой связей и контактов между частицами дисперсной фазы. В коагуляционных структурах частицы удерживаются межмолекулярными силами (силами Ван дер Ваальса -Лондона). Между частицами остаются тонкие прослойки дисперсионной среды, то есть возникают коагуляционные и точечные контакты, что придает структуре эластичность и пластичность. В конденсационных структурах частицы соеденены прочными химическими связями (имеют фазовые контакты),

которые обеспечивают им повышенную по сравнению с коагуляционными структурами прочность, но упругохрупкие свойства.

Для структур коагуляционного типа характерны явления тиксотропии и синерезиса. Тиксотропия - способность структуры после разрушения в результате какого-нибудь механического воздействия восстанавливаться во времени. Синерезис - самопроизвольное уплотнение структуры за счет перегруппировки частиц и увеличения контактов между ними, то есть сжатие геля и выпрессовывание из него дисперсионной среды [2].

При выработке кислотно-сычужных сыров получается прочный сгусток, имеющий незначительное количество тиксотропно-обратимых связей и легко отделяющий сыворотку [7].

Одним из наиболее распространеных видов кислотно-сычужных сыров являются сливочные сыры [8, 9],

Технология таких сыров следующая.

Цельное молоко с кислотностью не выше 19 °Т нагревают до 40...45 °С и направляют на сепарирование для получения сливок жирностью 55 %.

Сливки пастеризуют при температуре 84...85 °С. Пастеризованные сливки с температурой от 63 до 65 °С поступают в ванны для нормализации по жиру. Обезжиренное молоко из сепаратора поступает в секцию пастеризации, где нагревается до 76...80 °С с выдержкой 20...25 с. Затем оно охлаждается в секции регенерации пастеризатора до 30...32 °С и направляется в сыроизготовители с мешалками для свертывания.

Бактериальную закваску из молочнокислых ароматообразующих стрептококков вносят в количестве 1,., 1,5 %, затем добавляют водный 40 %-ный раствор хлористого кальция из расчета 200...300 г безводной соли на 1 т

и

молока и раствор сычужного порошка из расчета 1... 1,2 г на 1 т молока, Молоко перемешивают 10..,15 мин и оставляют в покое.

Температуру заквашивания и сквашивания молока устанавливают в пределах от 28 до 32 °С. Продолжительность сквашивания молока составляет 10... 12 часов в зависимости от его качества и активности бактериальной закваски. Окончание сквашивания и готовность сгустка для подачи на сепаратор определяют по активной кислотности, которая должна быть в пределах рН 4,5...4,35. Титруемая кислотность сыворотки не менее 60 °Т, а сгустка - не менее 90 °Т.

Готовый сгусток дробят в течение 10... 15 мин для получения однородной жидкой массы. Затем сгусток направляется в саморазгружающийся сепаратор для отделения части сыворотки. В процессе сепарирования сгусток непрерывно перемешивается для обеспечения подачи на сепаратор однородных по содержанию сухих веществ сгустка и получения белковой массы с содержанием 78.. ,80 % влаги,

Выходящую из сепаратора обезжиренную белковую массу охлаждают до 10...12 °С.

Далее, в зависимости от вида сыра, готовят сливочную смесь с различными наполнителями. Готовую сливочную смесь смешивают с белковой массой. Эта смесь тщательно перемешивается в течение 20...25 мин. Сливочный сыр расфасовывают на автоматах в стаканчики (коробочки) массой нетто 125 и 250 г из пеностирола или других полимерных материалов.

Расфасованные сыры подают в холодильную камеру с постоянной температурой 2...5 °С. Охлажденный сливочный сыр упаковывают в картонные или пластмассовые короба или ящики массой нетто не более 12,5 кг.

Хранение сливочного сыра осуществляется в холодильных камерах торговой сети или на предприятиях общественного питания при 2...5 °С. Сроки реализации составляют не более 48 ч для сладких сыров и 72 ч для соленых с момента выпуска продукта с молочных предприятий.

Еще одним представителем мягких сыров без созревания, вырабатываемых сычужно-кислотным способом, является домашний сыр [9, 10, 11, 12, 13], Полученный готовый сгусток режут на зерна, которые обсушиваются путем их нагревания при температуре 48...55 °С в зависимости от свойств сгустка и зерна, а также их синерезиса и получения продукта с оптимальным содержанием влаги. Обсушенное зерно дважды промывают холодной питьевой водой для вымывания молочной кислоты и молочного сахара, а также для получения прочных, но нежных зерен продукта. В готовое зерно вносят гомогенизированные сливки 13...15 %-ной жирности в количестве, обеспечивающем содержание не менее 20 % жира в сухом веществе продукта.

По внешнему виду и консистенции сыр представляет собой мягкую сырную массу с отчетливо различимыми зернами, покрытыми на поверхности сливками.

Сыр домашний вырабатывают из пастеризованного при 75...76 °С с выдержкой в течение 20...25 с обезжиренного молока кислотностью не выше 19 °Т. В пастеризованное молоко вносят 40 %-ный раствор хлористого кальция из расчета 30...40 г безводной соли на 100 кг молока, а затем бактериальную молочнокислую закваску, состоящую из штаммов молочнокислых стрептококков (Str. Lactis, Str. Cremoris), в количестве 2...3 % при медленном сквашивании (12...16 ч) или 5...6 % при ускоренном сквашивании (6...8 ч).

Температура сквашивания составляет при ускоренном метоле 30...32 °С, при медленном 23,. .26 °С.

После внесения хлористого кальция и бактериальной закваски в подготовленное молоко вносят 1...2 %-ный раствор сычужного фермента или пепсина в количестве 0,8... 1,2 г порошка на 1 т молока, с активностью не менее 100 тыс, усл.ед. При этом молоко перемешивают в течение 3...5 мин, а затем останавливают его движение. После этого молоко оставляют на сквашивание и повышение кислотности. Готовность сгустка к обработке определяется по его кислотности и просности. Кислотность готового сгустка должна находиться в пределах от 70 до 75 °Т, рН 4,6...4,7, кислотность сыворотки -40...50 °Т, в зависимости от содержания сухих веществ в перерабатываемом обезжиренном молоке.

Готовый сгусток режут ножами, получая после разрезки равномерные кубики размером 12 х 12 мм. Разрезанныйна кубики сгусток оставляют в покое на 20...30 мин, после чего приступают к обсушке и обработке сырной массы.

Продолжительность обработки зерна составляет 30...50 мин. При наличии перфорированного отделения сыворотки сырное зерно самотеком поступает в него и обсушивается на потоке. Готовое к смешиванию со сливками сырное зерно должно иметь влажность не более 80 %, кислотность не выше 150 °Т, температура 6...8°С.

В сливках с 13...15 % жирностью, применяемых при выработке домашнего сыра, растворяют рассчитанное количество соли. Затем сливки пастеризуют с выдержкой 20...25 с, охлаждают до 30 °С и при этой температуре гомогенизируют, и вновь охлаждают до 1...4 °С. Охлажденные сливки выдерживают 6... 10 ч для повышения их вязкости.

После смешивания со сливками сыр домашний температурой 4...6 °С оставляют на 2 ч для поглощения зерном сливок, их лучшего распределения и набухания зерна, а затем расфасовывают.

В торговой сети сыр хранят и реализу