ПОЛУТВЁРДОГО СЫРА С пропионовокислыми бактери

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждениевысшего профессионального образования
«Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»
На правах рукописи
ЛОГИНОВ ВИТАЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛУТВЁРДОГО СЫРА С
пропионовокислыми бактериями.
Специальность 05.18.04 – технология мясных,
молочных и рыбных продуктов и холодильных производств
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание степени кандидата технических наук
Научный руководитель:доктор технических наук,профессор,
заслуженный работникВШ РФ
Н.Б. Гаврилова
ОМСК 2014
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….5
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ……………………..………………………………….. 10
Глава 1 Литературный обзор на тему «Состояние и основные
направления совершенствования технологии твѐрдых и
полутвѐрдых сыров» …………………………………………....…10
1.1 Твѐрдые и полутвѐрдые сыры:ассортимент, особенности
производства,нормативная база ………………………………….... 10
1.2 Молоко-сырьѐ для сыроделия и пути повышения его качества ...... 22
1.3 Влияние биотехнологических факторов на формирование
видовых особенностей твѐрдых и полутвѐрдых сыров ………….... 28
1.4 Процесс созревания и его значение для формирования
органолептических показателей и рисунка втвѐрдых и
полутвѐрдых сырах…………………………………………………... 43
1.5Роль упаковочных материалов в повышении сроков годности
сычужных сыров ……………………………………………………… 49
1.6 Заключение по главе 1. Цель и задачи исследований ………………. 53
Глава 2 Методология проведения исследований …………………………. 56
2.1 Постановка экспериментальных исследований. Схемапроведения
и практической реализации исследований ………………………….. 56
2.2 Объекты и методы исследований ………………………………………. 58
2.2.1 Физико-химические методы и органолептическиепоказатели........ 59
2.2.2 Биохимические методы ……………………………………………..... 60
2.2.3 Микробиологические методы ……………………………………….... 63
2.2.4Методы исследования структурно-механических свойств…………. 63
2.2.5 Методы статистической обработки результатов
3
исследования и построение математических моделей………………......... 64
Глава 3 Результаты экспериментальныхисследований …………...…....... 65
3.1 Выбор сыра-аналога и определение основных видовых
показателейнового вида полутвѐрдого сыра …………………….....65
3.2 Исследование качества молока сырого и разработка
мероприятий для его коррекции …………………………………......66
3.3 Выбор вида закваски для выработки полутвѐрдого сыра ……….…. 76
3.4 Моделирование совокупности экспериментальных данных
по выбору заквасочной культуры и определению срока
созревания нового продукта ………………………………………..… 83
3.4.1 Моделирование процесса созревания опытных сыров по
изменению активной кислотности при различных композициях
заквасочных культур …………………………………………….....85
3.4.2 Моделирование процесса созревания в опытных сырах по
изменению содержания азота …………………………………..…87
3.4.3 Математическое моделирование динамики содержания
пропионовокислых бактерий в опытных сырах впроцессе
созревания при использовании различных композиций
бактериальной закваски ………………………………………….. 89
3.4.4 Двухфакторные математические модели, характеризующие
процесс созревания опытных сыров в зависимости от
продолжительности созревания и количества
внесенной закваски …………………………………….......…....... 92
3.5 Влияние защитных и упаковочных покрытий на качественные
показатели и безопасность полутвѐрдого сыра …………………….. 96
3.6 Исследование структурно-механических свойствполутвѐрдого
сыра ………………………………………………………………….... 101
3.7 Определение срока годности полутвѐрдого сыра ………………… 103
3.8 Биологическая, пищевая и энергетическая ценность
4
полутвѐрдого сыра …………………………………………………...107
Глава 4 Технология производства полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями: нормативная и производственная стадия …………..113
4.1 Разработка технологии инормативной документации –
стандарта предприятия ........................................................................ 113
4.2 Расчѐт экономических показателей производства полутвѐрдого
сыра «Премиум» ………………………………………………117
4.3 Рекомендации по производству нового вида сыра в условиях
промышленного предприятия ……………………………………..…118
4.4 Промышленная апробация технологии полутвѐрдого сыра
«Премиум» ……………………………………………………….. 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………….......……....................................................123
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………….....……..............................................126
ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………….........…..139
Приложение 1.Программы расчѐта экспериментальных показателей
используемые при математического моделировании ………………….... 140
Приложение 2. Протокол лабораторных исследований НОЦ
КемТИПП
(г. Кемерово) ………………………………………………...145
Приложение 3. Акт производственной выработки полутвѐрдого сыра .. 150
Приложение 4. Акт ввода в производство полутвѐрдого сыра ………… 152
Приложение 5. Протокол дегустации полутвѐрдого сыра …….……...... 155
Приложение 6. Стандарт предприятия ОАО «Белебеевский ордена
«Знак почета» молочный комбинат»СТО 00431728-005-2013 ………...158
5
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире, несмотря на рост цен на продукты питания, интерес
потребителей к сырам не ослабевает, в том числе и в России. Статистика подтверждает увеличение объемов потребления продуктов сыроделия в 2010-2011 гг.
по сравнению с предыдущими годами. Это подталкивает производителей расширять ассортимент продукции для удовлетворения возрастающих запросов потребителей. Этому способствуют и новые технические возможности предприятий [72].
По итогам 2012 г. в России произведено 460 тыс. т сыра, что на 12 % больше аналогичного уровня 2011 г. В стоимостном выражении объем рынка составил
51,3 млрд руб., в 2011 г. –45,8 млрд руб., что на 19,2 % больше уровня 2010 г. В
России стабильно растет потребление сыра, что делает отрасль одной из наиболее
динамично развивающихся в молочной индустрии. Согласно Государственной
программе развития пищевой промышленности Правительство России планирует
инвестировать 100 млрд руб. в развитие молокоперерабатывающей отрасли в течение ближайших восьми лет, что позволит увеличить объем производства сыра
на 25 % –до 576 тыс. т в год[105].
Сегодня, несмотря на кризисные явления, в молочной промышленности
России наступил новый этап развития сыродельной отрасли – формирования на
рынке сегмента современных сыродельных предприятий, которые не только способны производить сыры стабильного качества, но и конкурировать с импортными сырами.Следует отметить, что в России абсолютными лидерами по потреблению остаются сыры «Российский» и «Голландский», а вот «Костромскому» и
«Пошехонскому» серьезную конкуренцию составляют сыры, производство которых освоено в последнее десятилетие – «Эдам» и «Гауда». Из стран дальнего зарубежья наиболее популярны шесть видов сыров. Пальму первенства впервые в
2011 г. завоевал «Маасдам», объемы поставок которого достигли 23,2 тыс. т, его
теперь принято считать любимым сыром нашего среднего класса [103, 104].
6
В настоящее время известно более 2000 наименований сыров, их ассортимент постоянно пополняется. Тем не менее, существуют определенные предпочтения потребителей, которые побуждают отечественных учѐных и производителей вести поиск новых ресурсных, технологических, аппаратурных возможностей
для создания сыров с видовыми характеристиками, близкими к таким известным
импортным сырам, как швейцарский, маасдам, эдам и др. Маасдам – один из самых молодых голландских сортов сыра, отличается большой популярностью благодаря особым органолептическим показателям: сырная масса имеет сладкоореховый вкус, бледно-жѐлтый цвет. Маасдам относится к полутвѐрдым сырам,
хорошо режется и имеет рисунок, состоящий из круглых дыр (диаметром 2-3
см)[14].
Все вышеизложенное позволяет считать актуальным проведение исследований по разработке инновационных технологий полутвѐрдых сыров – аналогов популярных брендов европейских сыров.
Степень разработанности темы. Вопросы совершенствования и разработки
новых технологий сыра и сырных продуктов отражены в научных трудах фундаментального и прикладного характера А.Г. Храмцова, З.Х. Диланяна, Н.Н. Липатова (мл), В.Д. Харитонова, Ю.Я. Свириденко, А.В. Гудкова, Г.Б Гаврилова, И.С
Хамагаевой, В.И Ганиной, М.С Уманского, В.Ф Семинихиной, Н.С. Королѐвой,
Л.А. Остроумова, М.Б. Данилова, А.А. Майорова, Г.М. Свириденко, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, Л.М. Захаровой, И.А. Евдокимова, А.М. Осинцева, И.В.
Буяновой, О.В. Буянова, М.П. Щетинина, Н.Б. Гавриловой и др.
Цель работы и задачи исследований. Цель работы – исследование и научное обоснованиетехнологии полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие научные
задачи:
- обосновать выбор сыра-аналога и качественных показателей разрабатываемого полутвѐрдого сыра;
7
- исследовать качество молока-сырья и определить обязательные показатели
для обеспечения качества и безопасности нового вида сыра;
- разработать комплексные мероприятия для повышения качества, безопасности и сыропригодности молока-сырья;
- выбрать основные биообъекты, обеспечивающие видовые особенности полутвѐрдого сыра;
- провести математическое моделирование комплекса показателей;
- изучить процесс созревания полутвѐрдого сыра с целью определения параметров его производства и влияния упаковочных материалов на качество и
безопасность нового сыра. Установить срок его годности;
- определить пищевую, биологическую, энергетическую ценность полутвѐрдого сыра;
- разработать технологию и нормативную документацию для производства
полутвѐрдого сыра. Провести промышленные испытания новой технологии.
Определить экономические показатели производства.
Научная новизна работы. Установлены закономерности изменения химического состава, физико-химических и микробиологических показателей качества
молока-сырьядля твѐрдых и полутвѐрдых сыров. Разработаны научно-обоснованные мероприятия для повышения объемов сыропригодного молока.В их числе:
очистка молока путѐм совместного использования сепаратора-молокоочис-тителя
и бактофуги, а также разработка и включение в рацион коров кормовой биодобавки производимой по предложенной технологической схеме.Обоснован вид культур – энергичных газообразователей и ускорителей созревания сыров с пропионовокислым брожением на основании изучения комплекса качественных показателей полутвердых сыров.
Предложен алгоритм оптимизации вида и количества закваски для полутвѐрдого сыра с рисунком из крупных глазков. Исследован процесс созревания полутвѐрдого сыра, научно обоснован вид защитных и упаковочных покрытий.
Определены технологические параметры производства, пищевая, биологическая
и энергетическая ценность полутвѐрдого сыра. Установлен срок его годности.
8
Теоретическая и практическая значимость работы. В результате аналитических и экспериментальных исследований разработана технология нового вида полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями и нормативная документация
для его производства (СТО 00431728-005-2013). Проведена промышленная апробация технологии в условиях предприятия ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета» молочный комбинат».
Методология и методы исследования. В процессе реализации экспериментальных исследований использовались общепринятые, стандартные и модифицированные методы определения химических, микробиологических, биохимических, физических характеристик. Для обработки полученных данных применялись методы математической статистики и построения математических моделей.
Основные положения выносимые на защиту:
- мероприятия по повышению качества молока-сырья для производства полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями;
- исследование закономерностей влияния биообъектов содержащих пропионовокислую микрофлору на формирование органолептических показателей и рисунка полутвѐрдого сыра;
- технология производства полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями.
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.Пищевая, биологическая ценность
нового продукта определялась в лаборатории научно-образовательного центра
Кемеровского технологического института пищевой промышленности.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Область исследований диссертации соответствует п.п. 1,2,4 паспорта научной специальности
9
15.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных
производств.
Апробация результатов.Основные положения работы и результатов были
предметом обсуждений и докладов на научно-технических мероприятиях различного уровня:VIII специализированном конгрессе «Молочная промышленность
Сибири» (Барнаул, 2012); международной научно-практической конференции посвященной 70-летию проф. Е.Т. Тулеуова «Продовольственная безопасность Казахстана: состояние и перспективы» (Семей, 2012); втором международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья
и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2013).
Публикации.По материалам диссертационнойработы опубликовано 11 печатных работ, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации.Диссертационнаяработа состоит из введения,
основной части, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст
работы изложен на 138 страницах, содержит 31 таблицу, 33 рисунка,148 литературных источникови приложения.
10
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР НА ТЕМУ «СОСТОЯНИЕ И
ОСНОВНЫЕНАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИИ ТВЁРДЫХ ИПОЛУТВЁРДЫХ СЫРОВ»
1.1 Твѐрдые и полутвѐрдые сыры: ассортимент, особенности
производства, нормативная база
Проблема сохранения здоровья и увеличения продолжительности жизни человека всегда являлась и продолжает оставаться одной из самых важных и актуальных. Обеспечение здоровья населения страны – приоритетное направление деятельности государства. Питание является важнейшим рычагом, обеспечивающим
поддержание здоровья, работоспособности, творческого потенциала нации [92,
94].
Традиционно полезным продуктом, являющимся хорошим источником
кальция и обеспечивающим организм человека белками, считается сыр. В России
традиционно производят твѐрдые и полутвѐрдые сыры. В настоящее время ассортимент сыров в России существенно расширился, однако по сравнению со странами развитого сыроделия он остается по-прежнему узким. Для сравнения: на
Международном конгрессе молочной промышленности 2002 г. было представлено около 1000 видов сыров из Франции.
Основу российского ассортимента крупных полутвердых сыров составляет
сыр «Российский» (более 70 %). Около 50 % всего ассортимента мелких полутвердых сыров приходится на долю «Голландского» и «Пошехонского». Сыров
с высокой температурой второго нагревания («Советский», «Швейцарский») производится менее 1,5 %.
11
Одной из проблем отечественного сыроделия является довольно ограниченный ассортимент вырабатываемых сыров, в котором как вчера, так и сегодня доминируют твѐрдые и полутвѐрдые прессуемые сычужные сыры, в результате чего
ниша других сыров отдана импорту. По данным Института управления, качества
безопасности и экологии пищевых продуктов и Института исследования товародвижения и конъюнктуры оптового рынка, в России в 2003 г. всего выработано
сыров жирных 348,7 тыс. т, из них на долю мягких сыров – 11,3 тыс. т, в 2005 г. –
370,9 тыс. т. В то же время объѐмы производства сыра и творога за последние три
года снизились, выпуск составил 640,1 тыс. т [14, 24,37, 112, 113, 132]. Вместе с
тем увеличивается доля импортных сыров на российском рынке, она существенно
превышает предельно допустимый уровень для сохранения продовольственной
безопасности страны (25 %). Лидирующее положение в списке экспортѐров занимает Украина (43 %) [111]. Мировое производство всех видов сыров с 1999 по
2004 г.г. продолжает расти. Согласно данным FAO, в 2004 г. выработка всех видов сыров в мире составила 17778 тыс. т. Последние шесть лет ежегодный прирост объѐмов производства сыра в среднем составлял 2,3 % и рост его продолжается. Доля сыров из коровьего молока составляет (95-96) % [1].
С каждым годом в мире растут объемы производства сыров. Их ассортимент становиться разнообразнее, появляются новые виды. В связи, с чем меняется
классификация сыров, которая в различных странах базируется на разнообразных
принципах и факторах.
В настоящее время согласно общепринятому стандарту А-6 (рекомендуемому для сыра) Международная организация ФАО/ВОЗ предложила следующее
определение продукта «сыр»:
«Сыр представляет собой свежий или прошедший созревание продукт твердой или полутвердой консистенции, получаемый:
- а) путем свертывания отдельно или в виде смеси молока, обезжиренного
молока, сливок, подсырных сливок из пахты воздействием сычужного или
других молокосвѐртывающих ферментов и препаратов с последующим ча-
12
стичным удалением молочной сыворотки, образующейся в результате этого свертывания;
- б) с использованием технологий производства, обеспечивающих свертывания молока и (или) веществ, являющихся его производными, с целью
получения готового продукта, основные физические, химические и органолептические характеристики которого идентичны характеристикам продукта, определенного в пункте а)».
В разных странах могут вырабатываться сыры с одинаковым названием, отличающиеся технологией, и с разными названиями, но по одинаковой технологии
[100].
Одной из самых распространенных и признанной на международном уровне
классификаций является французская Appellation d'origine controlee (А.О.С.) в силу исторически сложившихся обстоятельств. В таблице 1.1 приведена французская квалификация марок сыра в сравнении с Российской квалификацией [102].
Таблица 1.1 – Сравнительная классификация марок сыра
Французская
Свежие сыры
Марки
Российская
Марки
Fromage blanc, Petit Мягкие/свежие
Любительский
Suisse,Cottage cheese
Сыры сплесне- Camambert,
Brie, Мягкие с плесенью Белый Десертный
войкорочкой
Chaorce, Blanchette
на поверхности
Сырыспромытой Maroilles, Mont d'Or, Мягкие/слизневые
Дорогобужский
плесневой
ко- Romadur, Limburger сыры
рочкой
Сыры из козьего Crottin de Chavignol, Сыры из
козьемолока
Saite-Maure, Picodon го молока
Голубые сыры
Roquefort, Brue de Мягкие/с плесенью
Brisse, Saint Agur,
во всей массе сыра
Прессованные
Emmental,
Comte, Твердые сычужные/ Советский,
вареные сыры
Beaufort, Maasdam
с низкой температу- Швейцарский
рой2-го нагревания
Прессованные
Cantal,Edam, Gouda, Твердые сычужные/ Российский, Угневареные сыры Palet d'Or, Oltermanni с низкой температу- личский,
Голрой2-го нагревания ландский
Плавленые сыры Rambol, La vache qui Плавленые сыры
Янтарь, Волна
rit, President, Viola
13
Ассортимент выпускаемой продукции – один из главных показателей, отражающих состояние любой пищевой отрасли промышленности. Несомненно, это
относится и к сыроделию. В России традиционно производят полутвердые сыры с
низкой температурой второго нагревания («Голландский», «Костромской», «Российский»). До 1990-х годов ассортимент натуральных сыров в России насчитывал
около 100 наименований, половину из которых составляли сыры вышеназванной
группы. Середина 1990-х годов была самым худшим периодом для российского
сыроделия за всю историю его развития, что нашло отражение и в ассортименте:
он был весьма невелик и насчитывал всего несколько десятков наименований. И
по-прежнему в этот период «самыми выпускаемыми» были полутвѐрдые сыры с
низкой температурой второго нагревания.
В настоящее время ассортимент сыров в России существенно расширился,
однако по сравнению со странами развитого сыроделия он остается по-прежнему
узким. Для сравнения: на Международном конгрессе молочной промышленности
2002 г. было представлено около 1000 видов сыров из Франции. В последнее время стали популярны сыры, а точнее, сырные продукты с растительными жирами.
Их производство позволяет увеличить выпуск продукции, расширить ассортимент. ВНИИМС предлагает предприятиям технологии сырных продуктов «Урожайный» и «Деревенский» с использованием в их составе композиций растительных жиров[138].
В данное время разработана технология полутвердого самопрессующегося
сыра «Ново-Российский нежный», в которой были учтены замечания промышленности к его предшественнику. Производство последнего, в том числе с некоторыми изменениями технологии («Джентльмен», «Старо-Российский» и «Российский сливочный»), было внедрено вместе с оборудованием, изготавливаемым
ОНО «Молмаш» более чем на 30 заводах.
Сыр «Ново-Российский нежный» относится к группе полутвердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания и повышенным уровнем
молочнокислого процесса. Сыр вырабатывается из пастеризованного, нормализованного по жиру коровьего молока с использованием бактериальных заквасок или
14
концентратов молочнокислых бактерий, молокосвѐртывающих ферментов, с последующей специальной обработкой сырного зерна, без созревания и с созреванием сырной массы. Головка сыра покрывается специальными сплавами или упаковывается в полимерную пленку под вакуумом[106].
В настоящее время ассортимент молочной продукции, выпускаемой в мире,
постоянно расширяется, а технологии производства совершенствуются. Учитывая
традиционную технологию сыра «Гауда» и адаптировав ее к российским условиям, компания «Христиан Хансен» разработала нормативную документацию на
сыр «Гауда Премиум» (ТУ 9225-008-49942742-05), относящийся к группе полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания.
Сыр «Гауда Премиум» разработан по специальной технологии совместно со
Всесоюзным научно-исследовательским институтом маслоделия и сыроделия
(ВНИИМС). Изготовление опытных партий сыра и отработка режимов производства осуществлялись в экспериментальном цехе ВНИИМС.Сыр изготавливают из
коровьего молока, подвергнутого воздействию заквасочной микрофлоры, молокосвѐртывающих ферментов, путем выделения сырной массы, ее обработки и созревания. В зависимости от массовой доли жира в сухом веществе предлагается вырабатывать сыр «Гауда Премиум» в следующем ассортименте:
- полужирный с массовой долей жира 30,40%;
- жирный с массовой долей жира 45, 50, 55%[23].
Специалистами Сибирского НИИ сыроделия в рамках создания эксклюзивных технологий сыров по заказам сыродельных предприятий разработаны технологии полутвердых сыров: «Карагужинский», «Сузунский», «Ренессанс», «Маасдаммер-Экстра», «Майминский», «Зеленодольский», «Миталер», сыр с чеддеризацией и плавлением сырной массы «Вееrkа» и др.
В рамках программы «Здоровое питание» созданы молочные продукты с
пробиотической микрофлорой: серия лечебно-профилактических молочных
напитков «Нина», «Нежность», «Алтайская закваска», «Алтайское лето»; сыры
«МЧС», «Курортный».
15
Разработан широкий спектр специальных бакпрепаратов, подобранных по
совокупности технологически полезных свойств, современные способы безмоечного созревания сыров, ферментированные продукты, содержащие лакто- и бифидофлору.
Новая оригинальная технология – сыр «Норталь», полутвѐрдый жирный сыр
с высокой температурой второго нагревания. Отличительная особенность технологии этого сыра – использование при его выработке дополнительно к основной
бактериальной закваске концентрата молочнокислых палочек вида Lactobacillus
casei «БК-Алтай-К», а также ферментного препарата «Липаза» для интенсификации процесса созревания и улучшения вкуса и аромата продукта. Сыр выпускается в реализацию с массовой долей жира в сухом веществе 45 и 50 % в возрасте 45
и 60 сут. Сыр имеет следующую форму:
- брусок (блок) с квадратным основанием со слегка выпуклыми боковыми
поверхностями и округленными гранями;
- прямоугольный брусок со слегка выпуклыми боковыми поверхностями и
округленными гранями. Допускается легкая выпуклость верхней и нижней
поверхностей;
- низкий цилиндр со слегка выпуклыми боковыми поверхностями и округленными гранями[64].
Другое направление расширения ассортимента путѐм экономии молочного
сырья – применение молочных белков в производстве сыра.
Специалистами ГК«Союзоптторг» при поддержке компании Ingredia отработана технология получения сычужных сыров и сырных продуктов с использованием функциональных молочно-белковых концентратов «Promilk Kappa
Optimum 85».
Результаты выработок показали, что применение «Promilk Kappa Optimum
85» в составе сыра позволяет:
- решить проблему сезонных колебаний качества молока-сырья;
- восполнить дефицит белка в молоке-сырье на 100%;
- исключить процесс сепарирования;
16
- сократить время производственного цикла на 30 мин и более;
- увеличить оборачиваемость оборудования на 10 % и более;
- улучшить качество молочного сгустка и сырного зерна (оно будет плотное,
глянцевое, упругое, хорошо отдающее сыворотку);
- снизить потери белка и жира с сывороткой (на 20 % и более);
- увеличить выход сыра на 15 % и более;
- снизить сырьевую себестоимость сыра.
«Promilk Kappa Optimum 85» – это современное решение для производителей сыра и сырных продуктов[95].
Во ВНИИМСе разработаны технологии выработки сыра, относящегося к
группе мелких сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания, 45 %
содержанием жира в сухом веществе, продолжительностью созревания один месяц. Технологический режим производства данного сыра с использованием белков подсырной сыворотки включает в себя следующие операции: количество вносимых белков, грамм сухого вещества на 1 л молока (3,5-4,5), количество закваски
молочнокислых бактерий 1,0-1,5 %, температура второго нагревания 39-41 °С, количество воды для промывки зерна, в процентах от веса молока (0,3), содержание
влаги в сыре после прессования 48-50%, в зрелом 44-46%, активная кислотность
сыра рН после прессования – 5,5-5,8, в возрасте 5-10 сут – 5,15-5,25, зрелого –
5,25-5,40. Продолжительность посолки сыра 16-18 ч, содержание влаги в зрелом
сыре 2,0-2,5 %, температура созревания сыра 10-12 °С, продолжительность созревания 30 сут. Сыр, выработанный по данной технологии, имеет чистый кисломолочный вкус с легкой горечью, хорошую консистенцию и пустотный рисунок
[52].
В настоящее время институтом проводятся исследования по разработке высокоэффективной технологии сыров, созревающих при участии микрофлоры сырной слизи [73].
Специалистами ВНИИ маслоделия и сыроделия использовали в качестве
сырья наряду с жирами немолочного происхождения сухие молочные ингредиенты, в частности сухое обезжиренное молоко (СОМ). Объектами исследования бы-
17
ли модельные смеси, составленные по схемам: смесь № 1 (контроль) → натуральное молоко + обезжиренное молоко; № 2 → СОМ + вода + молочный жир; № 3 →
СОМ + вода + молочный и растительные жиры в соотношении 50:50%; № 4 →
СОМ + вода + растительный жир. Реологическими и электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что полная замена белковой части натурального молока на белки СОМ, а молочного жира – растительный снижает в пять
раз интенсивность нарастания упругости и в 3 раза – вязкость сычужного сгустка.
При производстве сырных продуктов на основе СОМ и эмульсий растительных
жиров необходимо использовать специально подобранные эмульгаторы, которые
обеспечивают формирование прочной оболочки на поверхности мелкодисперсных капель растительного жира. Белки СОМ в этом отношении неэффективны
[60].
Эстонский сыр ускоренного созревания относится к группе твердых сыров с
низкими температурами второго нагревания. Для производства эстонского сыра
используется два вида ферментных гидролизата: гидролизат, приготовленный с
культурами молочнокислых палочек и стрептококков и гидролизат, приготовленный с культурами молочнокислых стрептококков. Оба гидролизата содержат значительные количества небелкового азота и по своему составу отличаются один от
другого. В ферментных гидролизатах содержится значительное количество молочнокислых бактерий – 400-600 млн. клеток в 1 мл. Эта микрофлора влияет на
ход молочнокислого процесса во время выработки и созревания сыра [47].
В Норвегии вырабатывают сыры типа «Мюзост», «Приммюзост» и другие
вырабатываемые из сгущенной подсырной сыворотки с высокой концентрацией
сухих веществ 75-80%. Это усложняет технологический процесс, так как требуется дополнительное специальное оборудование. Основным моментом является повышенное содержание лактозы. В данном случае просматриваются следующие
варианты: направленный процесс кристаллизации лактозы в сгущенной подсырной сыворотке: энзимный гидролиз, современные методы инверсии молочного
сахара. Получение указанного продукта с улучшенными биологическими, органолептическими и структурно-механическими свойствами являются удаление мине-
18
ральных веществ, инверсия молочного сахара, сбалансирование белково-углеводного, жирно-кислотного и водно-солевого состава [129].
Учѐные Мичуринского государственного аграрного университета выработали «Пошехонский» сыр 45% жирности из молока коров разных генотипов. Молоко было получено от чистопородных симментальских коров, первое поколение
поглотительного
скрещивания
симментальскихкоров
с
красно-пестрыми
голштинскими быками, второе поколение, третье поколение, чистопородные
голштинские коровы и молоко от коров возвратного скрещивания. Сделав оценку
выработанных сыров, отмечено, что все образцы сыра «Пошехонский» по органолептическим показателям в полной мере соответствуют ГОСТу. Но так же, сделан
вывод, что для производства высококачественного сыра «Пошехонский» наиболее пригодно молоко чистопородных симментальских и помесных коров, полученных от поглотительного скрещивания с красно-пестрым голштинским скотом
[78].
Специалистами компании «Даниско» совместно с ОНО «Экспериментально-производственный сыродельный завод» ВНИИМС доработана и адаптирована
к условиям российских предприятий технология традиционного германского сыра
«Тильзетер». Сыр «Тильзетер Люкс» относится к группе полутвердых сыров с
низкой температурой второго нагревания. Его производят из нормализованного
коровьего молока, подвергнутого воздействию заквасочной микрофлоры, молокосвѐртывающих ферментов, выделением сырной массы и ее обработкой. «Тильзетер Люкс» вырабатывают с массовой долей жира в сухом веществе 30, 40, 45 и
50%.
Использование культур прямого внесения вместо традиционных бактери-
альных заквасок положительно влияет на качество сыра. Сыр созревает не менее
25 сут. Срок годности составляет 90 сут [137].
Так же учеными компании «Даниско» совместно с ОНО «Экспериментально-производственный сыродельный завод» ВНИИМС разработали ряд технологий натуральных сыров «Гауда люкс», «Эдам люкс», «Маасдам люкс» и «Пипперони». «Маасдам люкс» имеет умеренно выраженные сырные, слегка сладковатые, пряные вкус и аромат, эластичное тесто, на разрезе – рисунок, состоящий из
19
глазков круглой или овальной формы разного диаметра. Имеет форму низкого
цилиндра массой от 3,5 до 12,5 кг. Массовая доля жира в сухом веществе сыра –
45%, влаги – 43%, созревает не менее 35 сут. Для сыра «Гауда люкс» регламентирован выпуск с массовой долей жира в сухом веществе 45 и 50%; сыр может
иметь форму низкого цилиндра 0,4-7,0 кг или прямоугольного бруска массой 2,56,5 кг или шара массой 1,8-2,5 кг. Сыр имеет умеренно выраженные сырные,
слегка кисловатые вкус и аромат, эластичное тесто, для менее жирных видов оно
слегка плотное. Рисунок состоит из глазков круглой или овальной формы, равномерно расположенные по всей массе. Срок созревания – не менее 30 сут. «Эддам
люкс» выпускается с массовой долей жира в сухом веществе 45 и 50%; форма сыра – прямоугольный брусок массой 2,5-6,5 кг или шаровидный массой 1,8-2,5 кг.
Сыр имеет умеренно выраженные сырные, слегка кисловатые вкус и аромат, эластичное тесто, рисунок - глазки круглой или овальной формы, равномерно расположенные по всей массе. Срок созревания - не менее 30 сут. «Пипперони» так же
относится к группе сыров с низкой температурой второго нагревания. Выпускается с использованием пряных наполнителей душистого перца или тмина, которые
придают сыру неповторимый вкус и аромат. Массовая доля жира в сухом веществе сыра – 40, 45 и 50%. Сыр имеет форму прямоугольного бруска массой 2,5-6,5
кг или шара массой 1,8-2,5 кг. Срок созревания сыра – 15 сут, что делает его рентабельным продуктом. Срок годности – 30 сут [136].
В институте питания РАМН разработана солевая смесь с пониженным содержанием натрия в виде профилактической и лечебно-профилактической соли.
Влияние профилактической и лечебно-профилактической соли, используемой при
посолке твѐрдых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания, на
их качеств а так же развитие микробиологических и биохимических процессов во
время созревания было изучено на сырах «Костромской» и «Российский». По органолептическим показателям все сыры были оценены высшим сортом, имели
одинаковое содержание соли. Опытные сыры имели хорошую эластичную консистенцию. Общее количество бактерий и ароматобразующих в опытных сырах в 23 раза больше, а количество бактерий группы кишечной палочки в 25-30 меньше,
20
чем в контрольных. Полная посолка сыров лечебно-профилактической солью не
ухудшает их органолептические показатели, что полностью согласуется с результатами зарубежных исследований. При этом массовая доля соли в продукте не
превышала 2,5 %, а соотношение хлоридов калия к хлоридам натрия соответствовало 1:1. Посолка сыра лечебно-профилактической солью обогащает продукт физиологически важными для организма человека элементами калия и магния, а сыр
приобретает диетические свойства [16].
Во ВНИИМС (г. Углич)разработана технологияпроизводства сыра с использованием восстановленного молока: полутвердый сыр «Голландский ИТ», «Костромской ИТ», «Пошехонский ИТ» и «Российский молодой». В состав смеси
входит цельное молоко, обезжиренное молоко (или восстановленное СОМ для
нормализации смеси). Так же учѐными ВНИИМС решена проблема продления
сроков годности сыров «Костромской ИТ» и «Пошехонский ИТ» с 30 до 120 сут
при созревании и хранении в упаковочном материале «Амивак» [110].
Новая группа сыров «Фаворит», «Покровский», «Алтайский кудесник» относятся к твѐрдым сычужным сырам с низкой температурой второго нагревания.
Существенным отличием этих сыров от традиционных сыров с низкой температурой второго нагревания является использование закваски молочнокислых палочек вида L. casei совместно с закваской мезофильных молочнокислых лактококков и термофильных палочек (ТМП) [2].
Корпорацией «СОЮЗ» выполнены исследования и накоплен положительный практический опыт в производстве твердых сычужных сыров с заменой молочного жира жировыми системами «СОЮЗ» на 30,50% и более. Отработана на
действующих предприятиях возможность использования указанных компонентов
в заданном соотношении при производстве сыров, выработанных по технологиям
производства аналогичным для голландского, пошехонского, российского и сусанинского сыров. Анализ производственных выработок сыров с частичной заменой
молочного жира жировыми системами «СОЮЗ» позволят сделать выводы о возможности получения функциональных продуктов высокого качества, сочетающих
21
в себе, как диетические, так и полезные свойства. Применение данной технологии
приводит так же к сокращению сроков созревания и улучшению степени использования сырья (повышение выхода сыра, снижение потерь жира) [58].
Учѐными Северо-Кавказского государственного технического университета
и НИИ разработана технология сывороточных сыров «ЛАКТОЧИЗ». Его вырабатывают из подсырной сыворотки, сыворотки козьей, обезжиренного молока, масла сливочного или пластических сливок, с добавлением или без лактулозы, вкусовых и ароматических наполнителей. Сыр «ЛАКТОЧИЗ» вырабатывают 20 %
жирности [131].
Р.И. Раманаускас с коллегами выработали литовский сыр с использованием
белкового концентрата. Для нормализации применялся выработанный с использованием ультрафильтрации обезжиренного молока сухой белковый концентрат.
Сухой белковый концентрат восстанавливали в молоке из расчѐта (1,2±0,2) кг
концентрата на 10 л молока. Нормализацию осуществляли путем смешивания
контрольного и обогащенного белком молока. Количество молокосвѐртывающего
фермента, необходимое для свертывания сгустка в течение (35±5) мин в расчете
на 1 г белка, уменьшилось по мере увеличения массовой доли белка в смеси. Авторы рекомендуют оптимальную концентрацию массовой доли белка в молоке
при производстве полутвердого сычужного сыра жирностью 30% (литовского) –
(4,0±0,1) %. Это способствует интенсификации протеолитического процесса созревания сыра, улучшению вкусовых свойств и консистенции [88, 98].
Учѐными ВНИИМСа исследовано влияние денатурированных сывороточных белков на протеолитические процессы сыров костромского и корпинского.
Установлено, что выработанных из молока, обогащенными денатурированными
сывороточными белками, во время созревания происходят наиболее глубокие
структурные изменения белка, чем в сырах, выработанных из натурального молока [10].
22
1.2 Молоко-сырьѐ для сыроделия и пути повышения его качества
Молоко, применяемое для выработки сыра, должно отвечать определенным
требованиям, т.е. быть сыропригодным. Сыропригодность молока характеризуется комплексом показателей физико-химических, технологических и гигиенических свойств. Молоко должно иметь оптимальное содержание белков, жира, СОМО (сухой обезжиренный молочный остаток), кальция, образовывать под действием сычужного фермента плотный сгусток, хорошо отделяющий сыворотку, и
быть благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий.
Для сыроделия наиболее пригодно молоко с высоким содержанием белков,
не ниже 3,1%, в том числе казеина не менее 2,5%. Оптимальная массовая доля
жира составляет 3,6 %, СОМО 8,4%, соотношение между жиром и белком 1,111,25, между белком и СОМО 0,35-0,45. Для сыроделия хорошо подходит молоко с
высоким содержанием в казеине фракций α-, β- и χ- (в сумме они должны составлять не менее 91%) и низким фракции γ-казеина. Длительное хранение молока
при низких температурах (2-5 °С) приводит к увеличению γ-казеина, что ухудшает свойства сгустка. По этой причине нельзя долго хранить при низкой температуре сырое молоко, предназначенное для выработки сыра[19].
Специалисты Горского государственного аграрного университета (г. Владикавказ) провели исследования и сообщают, что для сыроделия наиболее пригодно
молоко с высоким содержанием белков (не ниже 3,1 %, в том числе казеина не
менее 2,5 %), жира (более 3,6 %), СОМО (более 8,4 %) и оптимальным соотношением между жиром ибелком 1,10-1,25, между белком и СОМО – 0,35-0,45; содержание кальция – 125 мг%. По мере снижения рН молока реакция сычужной коагуляции белков протекает быстрее и плотность полученного сгустка больше.
Лучшей сыропригодностью характеризуется молоко коров симментальской
юроды по сравнению с черно-пестрой. В молоке коров симментальской породы
больше диаметр мицелл казеина, количество альфа-казеина, плотность сычужного
сгустка и меньше продолжительность свертывания по сравнению с молоком ко-
23
ров черно-пестрой породой. Из молока коров черно-пестрой породы образуются
дряблые или вялые сгустки. Края сгустков на изломе неровные, сыворотка выделяется медленно, мутная, зерно неровное, недостаточно клейкое.Молоко коров
черно-пестрой породы характеризуется невысоким содержанием жира и белка, но
довольно высоким количеством белка, приходящимся на 100 г жира [13].
Следует отметить, что сыродельные предприятия часто сталкиваются с проблемой снижения сычужной свертываемости перерабатываемого на сыр молока.
Простая коррекция состава молока, используемая в сыроделии с помощью внесения в него, например, кальция, не во всех случаях способна придать «сычужновялому» необходимые для сыроделия свойства «активного» молока.
Как показывает практика, важную роль в повышении сычужной свертываемости молока играет,кормовой рацион лактирующих коров. Неполноценность и
несбалансированность его по основным питательным и минеральным веществам
не позволяют использовать в полной мере генетический потенциал важных для
сыроделия пород животных.Показательны в этом отношении наблюдения сыроделов, касающиеся реакции на сычужный фермент молока, получаемого от коров
на высокогорье или в низинных районах. В первом случае молоко свертывается,
как правило, значительно быстрее. Перевод скота с зимнего рациона на весеннее
пастбище также сопровождается значительными изменениями как в составе молока, так и его способности к свертыванию ферментным препаратом. Определенную роль может сыграть даже вид пастбища [96, 97].
Принято считать, что основные компоненты молока – белок, жир и лактоза.
Это те важные составляющие, к которым обращено внимание переработчиков молока. Однако в долевом отношении белок, жир и молочный сахар – промежуточные продукты. Наибольшая процентная доля в молоке приходится на воду. Этот
компонент полностью переходит в кисломолочные продукты, самый твердый из
продуктов – сыр содержит 37-60 % воды, в сухих молочных продуктах воды остается 3-5 %. Роль воды в формировании структуры молочных продуктов хотя и
признается, но ее функциональная значимость раскрыта еще далеко не полностью. Тем не менее, поведение органических и неорганических (минорных) ком-
24
понентов молока при его переработке тесно взаимосвязано с уникальными свойствами и структурными особенностями воды.Определяющий фактор специфичности переработки молока на сыр – температура. Критические точки воды – так
называемые «аномальные» – также зависят от этого показателя.
Если сравнить параметры технологической цепочки производства сыра с
аномальными параметрами воды, то здесь прослеживаются явные совпадения:
- 4 °С – точка максимальной плотности воды. Именно эта температура эмпирически выбрана для хранения молока, сыров и созревания многих молочных продуктов: упорядочивание структуры воды обеспечивает стабилизацию структуры молочных смесей;
- 10 °С – точка максимального поверхностного натяжения воды. Совпадает
с температурами созревания молока, принятыми в сыроделии, и посолки
сыров в рассоле;
- 30-40 °С – диапазон теплового расширения воды. При этих температурах
осуществляются процессы сычужного свертывания молока;
- 37 °С – точка минимальной теплоемкости воды (точка физиологической
температуры). Сопоставима с температурами вымешивания сырного зерна
в частных технологиях сыров;
- 42-45 °С – температура, при которой ионы Са в водных растворах переходят в связанное состояние, стартовая точка денатурации белков при повышении температуры;
- 85 °С – точка перестройки структуры воды. Связана со снижением скорости нагрева молочных смесей, вызывает необратимое снижение способности молока к отстою (в технологиях производства сычужных сыров не используется из-за тепловой денатурации белков)[71].
Ю.П.Фомичев и Т.В.Кабанова (Всероссийский государственный НИИ животноводства) предложили повышать сыропригодность молока биотехнологическим методом. Достаточно высокий удельный вес молока-сырья низкого качества
является основной характеристикой состояния сырьевой базы молочной промышленности страны. Поэтому получение полноценной, безопасной и качественной
25
молочной продукции из такого сырья – серьезная проблема, которая осложняется
тем, что большинство ценнейших физиологически активных компонентов теряется или утрачивает свои первоначальные свойства в процессе традиционных технологий переработки. Из этой ситуации есть только один выход – создание качественно новых технологий, позволяющих рационально использовать и сохранять
все полезные компоненты натурального сырья.
Улучшение качества сырья на стадии первичной обработки молока в хозяйствах, на предприятиях (при хранении и подготовке для переработки) предусматривает запатентованный способ обработки молока для производства сыров
(патент 2220580 Российская Федерация МПК 7А 23С19/05). Влияние обработки
молока давлением газообразного азота на биохимические, микробиологические и
технологические свойства молока исследовали на базе кафедры технологии молока и молочных продуктов Марийского государственного университета в 20062007 гг.Данный метод обработки молока высоким давлением 1,4 МПа газообразного азота в течение 5 мин с последующим резким сбросом давления при температуре 4-8 °С позволяет экологически чистым способом воздействовать на такие
важные свойства молока, как кислотность, бактериальная обсемененность, сыропригодность молока, а также повысить качество и выход сыров до 5 %[128].
Учѐные Северо-Кавказскогогосударственного технологического университета разработали способ повышения технологических свойств молока коров путем использования хелатного соединения в их рационах.
Технологические свойства молока коров зависят от условий окружающей
среды, но главным фактором, способным обеспечить существенный сдвиг этих
показателей в ту или иную сторону – кормовой. Это особенно важно учитывать,
так как молоко и молочные продукты занимают значительную нишу в обеспечении отечественных потребителей полноценным белком, жиром и другими биологически активными веществами.
Для изучения технологических свойств молока под влиянием скармливания
хелатного соединения в условиях СП «Мясопродукты» РСО-Алания на трѐх
группах коров швицкой породы численностью по 10 голов провели научно-произ-
26
водственный опыт. Коровы контрольной группы получали основной рацион без
добавок хелатного соединения. Животным первой опытной группы к основному
рациону добавляли препарат тетацин-кальций в количестве 1 %; второй – 2 % от
массысухого вещества рациона. Тетацин-кальций – комплексообразующее соединение, способное образовывать стойкие малодиссоциирующие комплексы со многими двухвалентными и трѐхвалентными металлами.
Известно, что наибольшим колебаниям в молоке под влиянием кормового
фактора подвержены показатели содержания жира и белка. Как показали результаты химического анализа, хелатного соединение оказало особенно положительное действие на уровень белка и жира в молоке подопытных коров второй опытной группы – отмечено увеличение содержания жира на 0,18%, белка – на 0,22
%.От содержания молочного белка и жира зависит, на какие цели будет использоваться молочное сырье – сыроделие или маслоделие. Сыропригодность молока во
многом зависит от состава и свойств его белков[122].
В связи со вступлением России в ВТО особое значение приобретает производство сыров высокого качества не только для внутреннего потребления в
стране, но и на экспорт, для этого необходимо молоко-сырьѐ только высшего сорта.
Е.А. Юрова (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии), С.Е. Кресова, А.С. Шувариков (РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева) провели исследования, целью которых
было изучение взаимного влияния совокупности технологических характеристик
молока-сырья из различных районов Московской области на качество выпускаемых сыров. Для измерения показателей качества молока применяли стандартизованные методы исследований физико-химических и микробиологических показателей, а по отдельным параметрам, на наш взгляд являющимися спорными, использовали арбитражные методы определения.
В связи с тем, что сыр представляет собой высокоценный пищевой продукт,
получаемый из молока путем ферментативного свертывания белков, выделения
сырной массы с последующей обработкой и созреванием, в молоке, используемом
для сыроделия, должно быть больше белка с крупными частицами казеина, а так-
27
же высокое содержание α-казеина. Кроме того, оно должно хорошо свертываться
под действием сычужного фермента[140].
Полученные данные сравнивались с нормативами принятыми в России и
странах ЕЭС, которые являются более строгими. Сделаны выводы, что не все
объемы молока в Московской области можно перерабатывать на сыр.
Особое значение имеют микробиологические показатели и их контроль в
сыром молоке.Следует помнить о том, что микроорганизмы, развиваясь в молоке,
выделяют ферменты, которые катализируют или ингибируют протекание биохимических реакций, что, несомненно, может оказывать как положительное, так и
отрицательное влияние на показатели качества молока. Еще раз хотелось бы обратить внимание специалистов на то, что при появлении пороков в продуктах,
связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, недостаточно определять
просто бактериальную обсемененность сырого молока, а следует более детально
изучить микрофлору поступающего сырья от конкретных поставщиков[15].
С.С. Колесникова предлагает способ биологической обработки молока в
сыроделии. Биологическая обработка проводится во время наполнения сыродельной ванны молоком, внесением в количестве 1,0-1,5 % от исходного молока закваски, приготовленной на чистых культурах L. acidophilum н/р. Этот способ
обработки улучшает сыропригодность молока, органолептические характеристики сыров, ускоряет их созревание. При этом интенсифицируется процесс получения сгустка и обработки сырного зерна (применены некоторые новые технологические приемы), в 2-3 раза. Ускоряется созревание, а также увеличивается оборачиваемость сыродельных ванн и камер созревания по сравнению с традиционной
технологией [50].
С.А. Емельяновтеоретически обосновал и экспериментально доказал целесообразность бактериальной санации молочного сырьяв условиях реального биоценоза. Результаты использованы в технологии сыра «Российский» [42].
Из вышеизложенного следует, что важным аспектом разработки новых видов твѐрдых и полутвѐрдых сыров является использование молока-сырья высокого качества.
28
1.3 Влияние биотехнологических факторов на формирование видовых
особенностей твѐрдых и полутвѐрдых сыров
Технология получения твердого сычужного сыра из молока включает комплекс взаимосвязанных биотехнологических приемов, в основе которых лежат
сложнейшие физико-химические, биохимические, микробиологические и реологические процессы, вызывающие глубокие изменения практически всех компонентов молока на уровне макро-, микро- и субмикроструктур. Направленность
этих процессов зависит от многих факторов и должна регулироваться в ходе изготовления сыра для того, чтобы получить готовый продукт высокого качества с характерными для каждого вида вкусом, ароматом, консистенцией.
Важную роль в формировании качественных показателей сычужных сыров
играет процесс молочнокислого брожения, сущность которого состоит в ферментативном расщеплении лактозы молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты и других продуктов. Количество молочной кислоты, являющейся
основным продуктом метаболизма молочнокислых бактерий, влияет на величину
активной кислотности среды. От уровня активной кислотности зависят многие
физико-химические процессы, на которых базируется технология сыра. В первую
очередь это процессы дестабилизации коллоидной белковой системы молока, агрегации дисперсных белковых частиц, образования пространственной структуры
сгустка, синерезис. Структурные изменения белковой основы сырной массы продолжаются и на последующих этапах изготовления сыра (формование, прессование, созревание). Под действием молочной кислоты от параказеинаткальцийфосфатного комплекса (ПККФК) отщепляется коллоидный фосфат кальция, вследствие чего структура ПККФК претерпевает существенные изменения. Микроструктурные перестройки отражаются на макроструктуре продукта, а это значит,
что изменяется его консистенция[61].
Органолептические показатели любого вида сыра зависят от состава и
свойств перерабатываемого молока, используемых бактериальных препаратов, а
29
также от технологических параметров, применяемых при выработке продукта.При исследовании влияния технологических факторов на органолептические
показатели сыров с низкой температурой второго нагревания и срок их созревания были выбраны следующие факторы: массовая доля жира в сухом веществе
продукта, температура второго нагревания сырного зерна, уровень посолки сыра.
Массовая доля жира в сухом веществе сыра регулируется путем нормализации перерабатываемого молока. Количество жира оказывает влияние на формирование консистенции продукта, а также на его пищевую ценность. Этот показатель регламентируется для каждого вида сыра. Следует отметить, что чем меньше
массовая доля жира в сыре, тем выше в нем содержание влаги и наоборот.Температура второго нагревания относится к факторам, влияющим на
обезвоживание сырной массы, а также регулирующим начальный состав микрофлоры сыра. Повышение температуры усиливает синеретические процессы,
происходящие в сырном зерне, ускоряя тем самым выделение из него сыворотки.
Кроме того, повышенные температуры второго нагревания начинают сдерживать
развитие отдельных видов молочнокислых стрептококков.
Уровень посолки сыра определяет интенсивность микробиологических и
биохимических процессов, протекающих в созревающей сырной массе. Чем
меньше в сыре содержание поваренной соли, тем активнее идут эти процессы.
Вместе с тем рассматриваемые факторы требуют определенного регулирования,
так как могут привести к развитию в сыре различных пороков[120].
Технология производства сыров базируется на биохимических и физикохимических превращениях составных частей молока, переходящих в продукт. Основу получения сыра составляют биохимические процессы, протекающие под
влиянием бактериальных ферментных систем и ферментов молокосвѐртывающих
препаратов. При этом белки распадаются на целый ряд азотистых веществ, из
числа которых пептиды и аминокислоты являются основными соединениями,
обусловливающими вкусовой фон. В результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий сбраживается лактоза, устанавливаются реакция среды и окислительно-восстановительный потенциал, создающие условия для дальнейшего фер-
30
ментативного преобразования сырной массы. Образовавшиеся продукты гетероферментативного брожения участвуют в создании аромата сыра, а углекислый газ создает рисунок. Ферментативные процессы сопровождаются образованием большого количества соединений, от количественного и качественного соотношения которых зависят вкус и аромат продукта.
Поэтому молочнокислая микрофлора является основным фактором получения продукта высокого качества, поскольку влияние других факторов созревания
или выбор для выработки вида и типа сыра ограничены вполне определенными
пределами. Регулирование молочнокислого брожения является наиболее важным
элементом в производстве сыров. Совершенствование технологии в целях обеспечения высокого и стабильного качества продукта всегда неразрывно связано с
проведением молочнокислого процесса [99].
К.К. Горбатова отмечает, что структура, консистенция и рисунок сыра характеризуют правильность прохождения биохимических и физико-химических
процессов при выработке сыра и, следовательно, качество готового продукта.Структура продукта (сыра), изучаемая с помощью оптического микроскопа,
называется микроструктурой, а с помощью электронного микроскопа – ультраструктурой или субмикроструктурой.Каждый вид сыра имеет свою – характерную для него – микроструктуру, но в целом у всех сычужных сыров она состоит из одних и техже структурных элементов.
Эти понятия тесно связаны с другими: консистенция и рисунок сыра. Консистенция – важный элемент в органолептическом восприятии, получаемом при
употреблении плотного пищевого продукта. Она включает такие понятия, как
мягкость, жесткость, зернистость, связность, пластичность и т.д. Консистенция
формируется в процессе созревания продукта. В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы – углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично газы выделяются наружу, частично задерживаются в сырной
массе, образуя глазки[20].
31
Все перечисленные элементы характеризуют видовые особенности твѐрдых
и полутвѐрдых сыров, которые формируются, в основном в процессе созревания
сыра под действием биообъектов – заквасочной микрофлорой.
Особое значение в сыроделии, уделяется вопросу научно-обоснованных
способов применения молочнокислых микроорганизмов в сыроделии.
Необходимо отметить, что большинство молочнокислых микроорганизмов
имеют фермент β-галактозидазу (лактазу), способную гидролизовать лактозу на
моносахара глюкозу и галактозу. Поэтому с точки зрения углеводного питания
молоко, содержащее более 40% (по сухим веществам) лактозы – молочного сахара, является субстратом, достаточным для осуществления энергетического метаболизма лактозоположительных микроорганизмов закваски.
Обычно молочнокислые микроорганизмы обладают неустойчивой или слабой протеолитической активностью, в связи с чем для их нормального развития
необходимо присутствие в среде не просто белка, но готовых аминокислот и пептидов. Особенно важно наличие в полном объеме и достаточном количестве в
окружающей среде этих соединений на начальных этапах развития молочнокислых бактерий, при низкой плотности популяции, в случае «патологического» состояния микробных клеток, например в лиофилизированных препаратах [6, 11, 12,
93].
Эффективно и удобно использование стандартных питательных сред для
активации бактериальных концентратов (БК). Во ВНИИМСе была разработана
сухая питательная среда для получения производственных заквасок из сухих БК.
Среда получила название «Реактибакт-Углич». Она имеет высокие ростовые, физико-химические характеристики, обеспечивает стабильное качество производственных заквасок, получаемых из сухих БК отечественного производства. Основным компонентом среды «Реактибакт-Углич» является молочная сыворотка,
обогащенная гидролизатом белков молока. Кроме того, в состав среды входят
биостимуляторы и факторы роста содержащие, в том числе, комплекс витаминов
группы В. Специальный подобранный солевой состав среды обеспечивает необходимую буферную емкость, снижает отрицательное влияние активной кислотно-
32
сти на клетки микроорганизмов, стимулирует активное размножение и метаболизм не только кислотообразующей, но и ароматообразующей микрофлоры, повышает устойчивость заквасочных микроорганизмов к действию бактериофагов.
Ростовые характеристики среды позволяют сократить количество используемого
сухого бактериального концентрата в 3 раза по сравнению с рекомендуемым для
изготовления производственной закваски традиционным способом на молоке [108].
В последние годы наблюдается тенденция расширения спектра микроорганизмов, включаемых в состав микрофлоры заквасок для сыров, что связано со
стремлением улучшить органолептические свойства традиционных сыров, повысит их питательную и биологическую ценность, интенсифицировать процесс выработки и ускорить созревание, повысить устойчивость к биоповреждениям [114].
Я.Л. Яркиной разработана технология двухвидового бактериального концентрата пробиотических культур бифидобактерий и бактерий L. casei. Выявлен
закономерности роста бифидобактерий В. adolescentis и мезофильных молочнокислых палочек L. casei на различных питательных средах . На основании этих
данных разработаны питательные среды БФ-4 и БФ-5 для наращивания бактериальной массы различных пробиотических штаммов бифидобактерий и молочнокислых бактерий L. casei. Сроки хранения сухого бактериального концентрата
пробиотических культур при различных температурных режимах в зависимости
от концентрации жизнеспособных клеток сразу после сушки. Для бакконцентрата
с исходным содержанием микроорганизмов не менее 1·1011 КОЕ/г обеих культур
(при норме содержания жизнеспособных клеток наконец срока годности не менее
1·1010 КОЕ/г) установлены сроки хранения:при температуре минус (20±1)°С – 24
мес; при температуре (6±1)°С – 12 мес.
Концентраты бактериальные лиофилизированные могут применяться при
производстве молочных продуктов путем прямого внесения и путем приготовления производственной закваски беспересадочным способом. Прямое внесение
концентратов молочнокислых бактерий: концентраты вносят в подготовленные к
заквашиванию молоко из расчета 1 Е.А. на 50-150 л молока. Перед внесением
концентрат тщательно растворяют в небольшом количестве (20-50 мл) стерильно-
33
го молока или воды в стерильной ступке или колбе. Молоко с внесенным концентратом тщательно перемешивают сразу после заквашивания и через 1 и 2 ч для
равномерного распределения бактериальных клеток по всему объему молока.
Температура сквашивания молока 40-45 °С – для концентратов БК-Углич-Б, БКУглич-ТНВ, БК-Углич-ТВ, БК-Углич-СТБ, и 37-38 °С – для БК-Углич-АВ, БКУглич-АНВ. Внесение концентратов молочнокислых бактерий после предварительной активации: для активации используют стерилизованное при температуре
(121±1) °С с выдержкой в течение 10-15мин цельное, обезжиренное или 10% восстановленное обезжиренное молоко.
Чешская фирма «Астром» производит питательную среду «Супербакт 2000»
представляющую собой сухую смесь молочных и минеральных компонентов, а
так же вещества содержащие факторы роста. В состав среды «Супербакт 2000»
входит: сухое обезжиренное молоко и молочная сыворотка, фосфаты, дрожжевой
автолизат. ВНИИМСом проведены испытания этой питательной среды для приготовления производственной закваски с использованием отечественных бактериальных препаратов и проверка ее при производстве различных видов сыра. Она
обеспечивает необходимую активность производственных заквасок с необходимым для сыроделия качественным составом, а так же кислото-, газо- и ароматобразующей активностью [109].
Большой интерес в использовании пробиотиков в сыроделии представляют
культуры пропионово-кислых бактерий и мезофильных лактобацилл L. саsei.
Пропионовокислые бактерии являются нативными представителями нормофлоры
не только желудочно-кишечного тракта людей, но и традиционных продуктов питания, таких как хлеб и сыры. Уникальность этих анаэробных микроорганизмов
заключается в способности синтезировать витамины группы В, особенно В12. Все
большее применение при производстве сыров используется культура мезофильных палочек L. casei. Селектированные штаммы Lactobacillus casei способны подавлять гнилостную микрофлору кишечника. ООО «Барнаульская биофабрика»
совместно с Сибирским НИИ сыроделия провели исследования по использованию
L. casei и Lactobacillus acidophilus при производстве сыров. Исследования опытно-
34
го сыра показали в процессе производства культуры L. casei и Lactobacillus
acidophilus хорошо развиваются в сыре и сохраняют свои свойства до конца созревания, при общем количестве в 1 г продукта – 107 КОЕ, что соответствует нормам СанПИН [5].
Не менее важным элементом управления качеством сыром является использование бактериальных концентратов специального назначения, с помощью
которых можно решать отдельные задачи, такие, как улучшение вкуса и рисунка
сыров, ускорение процесса созревания, подавление технически вредных микроорганизмов. БК-Углич-7К представляет собой концентрат мезофильных молочнокислых палочек L. casei, обладающих повышенной протеолитической активностью и способствующих ускорению созревания сыров. Этот концентрат применяется совместно с поливидовыми концентратами как дополнительное средство
управления процессом созревания [118].
Молочнокислые палочки вида L. casei более стойки к сезонным изменениям
молока, хорошо растут на биологически неполноценном молоке, что позволяет
вырабатывать сыры в осенне-весенний период. Сухая бактериальная закваска L.
casei производится двух видов: в виде сухой L. casei, предназначенной для приготовления 2 см3 материнской закваски и в виде сухой L. casei с повышенным содержанием клеток, предназначенной для непосредственного внесения в смесь при
производстве сыра или в подготовленное молоко для приготовления беспересадочной закваски. На основе сухой бактериальной закваски готовится материнская
закваска. Оживление порции закваски ведется в 2 дм3 стерильного (цельного или
обезжиренного) молока при температуре культивирования (36±1) °С в течение
(24±1) ч. Титруемая кислотность материнской закваски 72-85 °Т. Закваска имеет
нежный сгусток однородной консистенции, чистый кисломолочный вкус. В дальнейшем на основе материнской закваски готовятся пересадочная и производственная закваска [3].
Карел Кваст изучал применение производственной закваски в виде смеси
сухого концентрата, в которую после разбавления водой и при соответствующей
температуре и густоте добавляются молочные культуры, способствующие про-
35
цессу возникновения финальной закваски. В первую очередь необходимо обратить внимание на ее состав. Незначительным по объему, но не менее важным
компонентом, является добавка сухого молока. Следующей составляющей, представленной более высоким процентным содержанием в культивируемой среде,
является сухая сладкая сыворотка, которая была выбрана с одной стороны из-за
своей более низкой себестоимости по сравнению с сухим обезжиренным молоком, а с другой стороны из-за своей питательной ценности и микробиологических
параметров. Оставшиеся компоненты смеси – фосфатная соль и дрожжевой аутолизат – компоненты, которые обеспечивают смеси неоспоримые выгоды [109] .
Активность лактобацилл, особенно термофильных, в накоплении свободных
аминокислот выше, чем лактококков. Мезофильные лактобациллы всегда есть в
сырах, но в мелких сырах их содержание в сотни раз ниже, чем лактококков, поэтому вклад лактобацилл в созревание этих сыров, вырабатываемых на лактококковых заквасках, сравнительно небольшой. Включение мезофильных лактобацилл
в закваски повышает их содержание в сырах в десятки раз и увеличивает степень
влияния на формирование органолептических показателей сыров [37].
Кроме L. casei следует выделить среди заквасок, необходимых для созревания сыра пропионовокислые бактерии [143], которые незаменимы для развития
характерного аромата и типичного образования глазков в эмментальском сыре.
Их причисляют к группе актиномицитов и родственных им микроорганизмов.
Внутри этой группы они относятся к семейству Propionibacteriaceae и роду Propioni-bacterium. Пропионовокислые бактерии предпочитают анаэробные условия,
однако в определенной мере аэротолерантны и в присутствии кислорода могут
расти медленно и в нетипичной форме. Они характеризуются как грамположительные каталазаположительные неспорообразующие палочки, которые в большинстве проявляют плеоморфизм (коккоподобные, нитеподобные, изогнутые до
V-образной формы, У-образные в результате разветвления). Важными продуктами обмена являются пропионовая, уксусная кислоты и диоксид углерода, образующиеся в меняющемся соотношении. Затем возникают в небольших количествах
изовалериановая, муравьиная, янтарная или молочная кислоты.
36
Существенным для роста и обмена веществ пропионовокислых бактерий
является наличие достаточного количества свободной воды, выраженное в активности (показатель aw). Показатель aw подсчитывают по отношению к давлению
водяного пара р/р0. При aw, равном 0,97-0,96, лаг-фаза и время генерации сильно
удлиняются, ниже 0,95 рост полностью прекращается, и бактерии начинают отмирать [77, 145].
Вышеназванная культура участвует в формировании видовых особенностей
эмментальского сыра совместно с термофильными палочками Lb. helveticus, Lb.
lactisи другими культурами.
Пропионовокислые бактерии принимают участие в формировании специфических органолептических показателей сыров с высокими и средними температурами IIнагревания. А.В. Гудков приводит характеристику основных свойств
пропионовокислых бактерий. Это грамположительные, не образующие спор, неподвижные палочки, образуют каталазу. Обычно плеоморфные дифтероидные
или булавовидные с одним закругленным, другим – конусообразным или заостренным концом. Клетки некоторых культур могут иметь кокковидную, удлиненную, раздвоенную и даже разветвленнуюформы. Расположение клеток: одиночное, в парах, коротких цепочках, V- или Y-образное, в виде «китайских иероглифов». Факультативные анаэробы, вариабельные по аэротолерантности.
Большинство культур лучше растет в анаэробных условиях. Сбраживают
углеводы, лактаты, пируваты с образованием пропионовой и уксусной кислот, небольших количеств изовалериановой, муравьиной, янтарной или молочной кислот, СО2, а также цитраты в присутствии лактатов. Лактаты и глюкоза более благоприятны в качестве источника энергии, чем лактоза. Основные продукты ферментации лактатов показаны в уравнении:
3СН3СНОНСОО → 2СН3СН2СОО– + CH3COO– + СО2 + Н2О
Отношение количества пропионовой кислоты к уксусной обычно равно 2:1,
но оно меняется в широких пределах и может достигать 5:1. Наиболее быстрый
рост при температуре 30-37°С и рН равной 7,0.Пропионовокислые бактерии фер-
37
ментируют аланин, серин, аспарагин и глицин с образованием СО2, NH3, уксусной
и пропионовой кислоты [37].
Кроме отечественных поставщиков заквасочных культур (Биофабрики г.
Углич, г. Барнаул) активным производителем первичных и созревательных культур, а также ферментных препаратов для сыров является компания «Христиан
Хансен».
На сегодняшний день компания «Христиан Хансен» предлагает на российский рынок обширный ряд различных культур для создания вкусовых модификаций Flavor Control (серии CR и LH-B). Ввиду расширения диапазона предпочтений, связанных с разнообразными вкусами, ассортимент будут составлять созревательные культуры, включающие в себя новые штаммы, используемые для ферментации, а также новые комбинации уже известных штаммов или традиционные
штаммы с улучшенными свойствами.Так, серия созревательных культур CR состоит из определенных штаммов Lactococcus lactis spp. и Lactobacillus spp., термофильная культура LH-B-02 содержит штаммы Lactobacillus helveticus.
Подбор комбинаций штаммов в созревательных культурах основан на уникальной сбалансированной аминопептидазной активности. Штаммы изолированы
из традиционно используемых сыродельных симбиотических культур по критерию отсутствия или очень незначительного влияния на ферментацию лактозы[44].
Компания «Хр. Хансен» поставляет молочные культуры для производства
сыров различных сегментов. Для твердых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания рекомендуется использовать закваску YY-80, содержащую гомоферментативные мезофильные и термофильные культуры. Для производства сыров с мелкопористой структурой типа Чеддер и Фета – закваски гомоферментативных лактококков R-серии; для сыров типа Моцареллы – закваски
STM-серии; для зерненого творога – мезофильные закваски СС-серии и мезофильно-термофильные культуры серии Fresco-1000[56].
Потребность в дифференцировании вкусов сыров, спрос на низкожирные
продукты, а также новые технологии с растительными компонентами в составе
сыра привели к развитию и введению на рынок целого ряда культур, участвую-
38
щих в процессе созревания сыров. Цель таких культур – улучшение или усиление
вкуса и текстуры и придание основной культуре четко выраженных индивидуальных свойств. Новые закваски CR-520, CR-540 и CR-550 позволяют получить выраженный сырный и сливочный вкус, а также убрать горечь в готовом продукте.
Специально подобранные штаммы Lactococcus и Lactobacillus «работают» в процессе созревания сыра и не оказывают влияния на технологический процесс производства и развитие основной закваски. Культура LH-B02 содержит Lactobacillus
helveticus. Ее использование придаст сыру выраженный пряный вкус. При использовании пропионовокислых бактерий PS-4 сыр приобретает ореховый привкус и характерный рисунок с большими глазками [43].
Для твердых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания
типа «Швейцарского» и «Эмменталь» предлагается сочетание закваски АР-М-1,
содержащей гомоферментативные мезофильные и термофильные культуры, и закваски PS-4, в состав которой входят пропионовокислые бактерии, отвечающие за
вторую ферментацию в сырах данной группы и обеспечивающие стабильное образование глазков при созревании. Пропионовокислые бактерии PS-4 были выделены из различных групп швейцарских сыров, они устойчивы к соли, лизоциму,
низкому значению рН.Целесообразность использования заквасок DVS в сыроделии подтверждается многими факторами, главные из которых:
- простота и удобство в применении;
- стабильность соотношения между штаммами и свойств закваски;
- исключение возможности внесения посторонней микрофлоры с закваской;
- отсутствие риска фагового загрязнения;
- гарантия качества, количества активных клеток;
- соответствие мировым стандартам;
- возможность работы с сырьем с пониженными качественными характеристиками;
- возможность расширения ассортимента[21, 57].
Основу созревания и формирования органолептических показателей сыров
составляют ферментативные превращения составных частей сырной массы, про-
39
текающие с образованием многочисленных соединений, формирующих специфический вкус и аромат продукта [7, 40, 59, 54]. Наиболее важные из них – протеолиз белковых и гидролиз липидных компонентов сырной массы.
Протеолиз в сыре проходит под воздействием различных протеолитических ферментов: нативной протеазы молока, протеаз молокосвѐртывающих ферментных препаратов (МФП), ферментов протеиназно-пептидазной системы заквасочной микрофлоры и микрофлоры молока. Сычужный фермент в силу высокой
специфичности входящего в его состав химозина к связи Phe (105) - Met (106)
оказывает ограниченное воздействие на казеин в процессе созревания сыра. Это
действие выражается в основном в изменении консистенции продукта. Дальнейшее изменение белка при созревании сыра идет под действием протеиназ и пептидаз заквасочной микрофлоры [8].
Молокосвертываюшие препараты, содержащие в своем составе пепсина 50
% и более, менее специфичны и обладают более широким спектромдействия на
казеин. Пепсин специфичен главным образом к пептидным связям ароматических
и объемных алифатических аминокислотных остатков, связям, включающим глутаминовую кислоту, и др. [134, 141].Подбор необходимого спектра ферментных
препаратов – один из путей регулирования процесса созревания сыров.
А.В. Кригер и А.Н. Белов рекомендуют использовать сычужный фермент
(«Calf rennet Clerici 96/4», Италия) который содержит химозин и пепсин в соотношении 1:1[54].
Учѐными проведен анализ характеристик молокосвертывающих ферментов
в связи с их функционированием на разных стадиях выработки и влиянием на качество сыра. предлагается подход к выбору молокосвертывающего фермента с
учетом возможной активности последнего на разных стадиях процесса выработки
сыра.При оценке пригодности заменителей сычужного фермента для выработки
конкретного вида сыра необходимо учитывать следующие обстоятельства:
- кислотность молочной смеси при внесении фермента – пепсины активнее в
кислой среде, быстрее сквашивают молоко и полнее переходят в сгусток;
40
- температуру второго нагревания – куриный пепсин и многие микробные
ферменты выдерживаютнагревание, не разрушаясь, способны активно
расщеплять белки и при высокой температуре второго нагревания, и далее
при созревании сыра, вызывая порчу продукта;
- сроки созревания – обладающие высокой протеолитической активностью
пепсины и микробные ферменты не рекомендуются для сыров с длительными сроками созревания, так как в этих условиях вызывают появление
пороков консистенции и вкуса[75, 76].
Г.П.Шаманова характеризуя виды коагуляции и ферменты указывает, что
плотность получаемого сгустка зависит от многих факторов, в том числе от вида,
активности и количества вносимого молокосвѐртывающего фермента. Сегодня на
российском рынке представлены три основные группы молокосвѐртывающих
ферментов:
- сычужный фермент, который получают из желудков телят или взрослых
коров. Активными коагулирующими ферментами этой группы являются
химозин и пепсин разного состава;
- микробный фермент. Активным ферментом является протеаза Mucor
miehei;
- 100% химозин, полученный путем ферментации. Активный коагулирующий фермент – химозин.
Особо следует отметить роль сычужного фермента в созревании сыров.
Вторая и очень важная функция сычужного фермента осуществляется во время
созревания сыров. При производстве любого сыра определенная часть протеолитически активного молокосвѐртывающего фермента сохраняется в сырном сгустке (2-6%), а остальная часть переходит в сыворотку. Небольшое количество фермента, оставшегося в сыре, остается активным и продолжает расщеплять альфа- и
бета-казеин в процессе созревания. И количество, и специфичность получающихся продуктов расщепления белков являются важными факторами в образовании
вкуса и структуры сыра[133].
41
Компания «Христиан Хансен» в настоящее время является производителем
и поставщиком всего спектра молокосвѐртывающих ферментов: полученных традиционной экстракцией из четвертого отдела желудочка, главным образом телят
(серия NATUREN®), химозина, произведенного путем ферментации (серия CHYMAX®), микробиальных коагулянтов (серия MICROLANT). Главный принцип
разделения всех молокосвѐртывающих ферментов основан на способе их производства - традиционной экстракцией (серия NATUREN®) и ферментацией (серии
CHY-MAX® и MICROLANT). Группа коагулянтов – продуктов ферментации делится на две большие подгруппы, которые принципиально различаются по получаемому активному веществу: это высокоспецифичный к белку молока химозин
(в случае CHY-MAX®) и кислотная протеаза (в случае MICROLANT), разрывающая казеиновую мицеллу по нескольким связям.
Сычужный фермент содержит химозин и пепсин в качестве единственных
активных субстанций. Химозин вследствие своей высокоспецифичной активности
свертывания молока – важнейший и идеальный фермент для изготовления сыра[22, 45].
Современная биотехнология открыла новые способы получения ферментов,
одним из которых является получение 100 % химозина под торговой маркой
«MAXIREN®» голландской фирмы DSM.«MAXIREN®» получен ферментацией из
молочных дрожжей Kluyveromyces lactis.После того как фермент получат в лаборатории, его нужно апробировать в условиях реального производства сыра. С
этой целью компания DSM направила данный продукт в Научно-исследовательский институт молочных продуктов Голландии NIZO. Исследование включало все аспекты процесса изготовления сыра, его созревания, в том числе всестороннее изучение расщепления белка и органолептическую оценку[67].
Многие из отечественных производителей сыра предпочитают использовать
натуральные молокосвертывающие препараты российских производителей. Эти
препараты выпускаются в сухом виде, имеют активность от 100 до 150 тыс.
условных единиц на 1 г и содержат в своем составе химозин и пепсин в различных соотношениях.
42
Наибольшей популярностью у сыродельных предприятий пользуются сычужный фермент и сычужно-говяжий препарат СГ 50, выпускаемые по ОСТ 10288-2001.
Старейшим и одним из ведущих предприятий, производящих эти ферменты,
является ОАО «Московский завод сычужного фермента», продукция которого у
сыроделов по праву считается одной из лучших. Сегодня молокосвѐртывающие
препараты от ОАО «МЗСФ» по качеству и стабильности работы в разные периоды года не уступают зарубежным аналогам. Они лучше адаптированы к особенностям состава и качества молока, поступающего на отечественные сыродельные
предприятия, и особенно ярко проявляют свои свойства в межсезонный период,
отставляя на второй план зарубежные аналоги. Практика работы с ферментамиот
МЗСФ показывает, что сыры, выработанные с их использованием, дают лучшие
результаты при длительном хранении по сравнению с сырами, изготовленными с
применением зарубежных аналогов [66, 125].
Предложен и успешно прошел испытания на производстве фермент «Фромаза» в Нидерландах (сыр «Гауда») и в Великобритании (сыр «Чеддер») [83].
Ферментативное свертывание молока при производстве сыров – не единственный, но наиболее распространенный способ образования молочного сгустка.
Общепризнанным эталонным ферментом, катализирующим этот процесс, является сычужный фермент. Однако сложившаяся в конце прошлого века в связи с постоянным ростом мирового производства сыров проблема дефицита и высокой
стоимости этого фермента не решена и в настоящее время. Это вызывает необходимость поиска более или менее адекватных заменителей химозина и, следовательно, новых сырьевых ресурсов для их производства. В 2004-2005 гг. в лаборатории биохимии СибНИИ сыроделия СО РАСХН (Барнаул) из сычугов северного
оленя (СО) выделен и частично охарактеризован молокосвѐртывающий фермент.Были исследованы основные технологические характеристики молокосвѐртывающего фермента из сычугов СО[41].
Компания «Даниско» – мировой лидер в производстве всех необходимых
ингредиентов для сыроделия. Для российского рынка из всего ассортимента фер-
43
ментов компании «Даниско» выбран натуральный ферментный препарат с соотношением химозин:пепсин 90:10 % под торговой маркой REDLABELSPAIN™.
Данный ферментный препарат производят во Франции, его широко применяют
сыроделы в Европе.Наилучший способ подтвердить высокое качество ферментного препарата RED LABEL SPAIN™, его пригодность и экономическую эффективность при производстве сыров (а не биохимические свойства) – испытание в условиях российского предприятия на российском молоке-сырье. С этой целью на
Экспериментально-производственном сыродельном заводе Углича проведена серия из 200 промышленных варок сыра «Российский»[135].
Из вышеизложенного следует выделить особую актуальность проведения
исследований по подбору биообъектов для производства сыра.
1.4 Процесс созревания и его значение для формирования
органолептических показателей и рисунка
в твѐрдых и полутвѐрдых сырах
Формирование видовых особенностей сыра происходит главным образом в
результате ферментативных превращений составных частей молока с образованием многочисленных соединений, создающих вкус и аромат, характерных для данного вида.
Созревание сыра представляет собой сложный биохимический процесс,
протекающий под влиянием энзимов молока, сычужного фермента и молочнокислой микрофлоры. Типичные реакции в созревающем сыре – ферментация белков,
при которой образуются многочисленные азотистые соединения. Во время созревания количество нерастворимых белков уменьшается, но на любой стадии созревания мелких и крупных сычужных сыров их содержание остается высоким. Прирост азота отражает общий протеолитический процесс и в свое время служил
главным показателем скорости созревания сыра и степени его зрелости [47].
Особое значение в формировании сыра как специфического пищевого продукта, играют заквасочные микроорганизмы. Имеющиеся литературные данные
44
свидетельствуют, о том, что молочнокислые бактерии выполняют в сыре следующие основные функции [36, 38, 39, 91, 96, 144, 146, 147, 148]:
- преобразуют основные компоненты молока (белки, жиры, углеводы) во
вкусовые и ароматические вещества, соединения, обуславливающие питательную ценность и биологическую активность сырной массы;
- создают в сырной массе физико-химические условия (рН, Eh, парциальное
давление кислорода и др.), тормозящие развитие технически вредных микроорганизмов и регулирующие биохимические процессы;
- подавляют развитие и метаболизм опасных для сыров микроорганизмов в
результате конкуренции за источник энергии, образования специфических
и неспецифических ингибиторов бактериального роста;
- активизируют действие молокосвѐртывающих ферментов и ускоряют синерезис сгустка, повышая активную кислотность сырной массы и сыворотки;
- ингибируют действие (а в ряде случаев дезактивируют) кислоточувствительных ферментов осуществляющих нехарактерные для сыров биохимические процессы;
- сбраживают лактозу и цитраты с образованием карбоновых кислот (молочной, пропионовой, уксусной), альдегидов (ацетальдегидов), спиртов
(этанола), кетонов (ацетоин, диацетил), углекислого газа, принимающих
участие в физико-химических, химических, биологических и микробиологических процессах во время выработки и созревании сырной массы, формировании органолептических свойств сыра (вкуса, аромата, консистенции, рисунка), сохранении их во время хранения и оборота;
- осуществляют трансформацию и гидролиз белков молока с образованием и
накоплением в процессе созревания сырной массы азотсодержащих органических соединений различного молекулярного веса (растворимые белки,
протеины, пептиды, аминокислоты), принимающих участие в формировании вкуса, аромата и структуры сыров;
45
- вызывают модификацию и ограниченный гидролиз молочного жира с образованием продуктов, так же участвующих в формировании вкуса, аромата и консистенции сыров;
- образуют биологически активные соединения (олигопептиды, ферменты,
соединения с антибактериальным действием и др.), придающие сырам
специфические функционально-пищевые свойства;
- защищают сыры от биоповреждений во время созревания, хранения и оборота за счет конкуренции микроорганизмов за источники питания, образования неспецифических (молочной, пропионовой, уксусной кислот, диацетила, перекиси водорода) и /или специфических (антибиотиков, бактериоцинов) антибактериальных веществ;
- поглощают растворенный кислород, снижают окислительно-восстановительный потенциал, изменяют кислотность, оказывают существенное влияние на интенсивность и направленность микробиологических и физикохимических процессов;
- способствуют приданию сырам диетических, профилактических и лечебных свойств.
Для благоприятной жизнедеятельности, т.е. энергетического и конструктивного метаболизма, молочнокислые микроорганизмы нуждаются в готовых органических веществах [51, 90].
К.К. Горбатова считает, что в образовании сычужного сгустка, кроме казеина, принимают участие денатурированные сывороточные белки. Вокруг крупных частиц денатурированных сывороточных белков начинает образовываться
пространственная сетка из мицелл казеина. Поэтому добавление к молоку сывороточных белков, выделенных из подсырной сыворотки, ускоряет процесс сычужного свертывания молока [18, 53, 89].
В процессе созревания сыров белки молока претерпевают глубокие биохимические изменения. Под влиянием сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий они распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений. Состав образующих продуктов распада белков у отдельных
46
групп сыров различен. Анализ технологического процесса получения сыров позволил выделить в нем четыре основных этапа, связанных с регулированием активности молочнокислого процесса при формировании продукта: стадия подготовки молока к переработке, сычужное свертывание молока, стадия обработки
сгустка и формование сыра, период созревания и хранения сыра. Основная цель
первого этапа заключается в накоплении в молоке биомассы молочнокислой микрофлоры, а также в структурных изменениях белковой фазы. Он включает в себя
следующие технологические операции: хранение и созревание молока, его тепловая обработка, нормализация состава молока, использование бактериальных заквасок. Данные операции применяют в различном сочетании и последовательности, а также с использованием разных технологических параметров [48, 86].
Существует тесная корреляция между характером протеолиза, вкусом и
ароматом сыра. При этом скорость формирования и степень выраженности сырного вкуса коррелирует с расщеплением только β-казеина, которое осуществляют
в мелких сырах микрофлора закваски, лактобактерии незаквасочного происхождения плазмин. В формировании органолептических показателей сыров принимают участие продукты протеолиза – пептиды и свободные аминокислоты (САК),
а так же соединения, получающиеся в результате дальнейшего преобразования
САК в результате воздействия на них микрофлоры сыра [37].
Оптимизация технологических параметров при выработке твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания является наиболее экономически выгодным направлением сокращения срока созревания сыров. Сыры с
ускоренным сроком созревания с низкой температурой второго нагревания можно
получать при использовании специальных бактериальных заквасок и регулировании технологических параметров производства сыра. Применение бактериальных
заквасок, включающих штаммы молочнокислых стрептококков с высокой липазной и слабой фосфолитической активностями, способствует улучшению органолептических показателей сыров. Такая микрофлора одновременно с активизацией процессов гидролиза триацилглициридов и накоплением продуктов их ферментации усиливает протеолитические процессы. Использование термофильных
47
палочек активизирует процесс гидролиза белка в созревающем сыре. При этом
содержание общего растворимого азота в месячном сыре повышается на 13,9 %,
небелкового растворимого азота – на 12,9 %, аминного азота – на 14,5 %. Из этого
сделан вывод, что применение бактериальных заквасок приводит к получению
высококачественного продукта с ускоренным сроком созревания. Для производства сыра с сокращенным сроком созревания была использована схема с применением сычужного фермента «Алтазим», бактериального препарата № 4
(Lactobacillus lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, Leucocnostoc mesenteroides, L.
cremoris) и пропионовокислых бактерий. Температура второго нагревания составила 41 °С. Формование выполнено из пласта. Прессовали сыр без нагрузки, с
одиннадцатью перепрессовками (семь из которых каждые 15 мин, остальные четыре – каждые 30 мин). Перед посолкой сыры помещали в камеру созревания, где
температура составляла 30 °С, влажность – 100 % Благодаря этому уменьшили
активную кислотность сырного теста до 5,3-5,4. Сыр созревал в термокамере при
28°С в течение 5 сут. Дальнейшее созревание сыра проходило при стандартных
условиях в камере созревания при 20 °С. Таким образом, для уменьшения срока
созревания, ускорили процесс развития бактерий [121].
Развитие рисунка при созревании сыра «Голландский» брусковый при традиционном способе ухода и в термоусадочных пакетах из полимерной пленки,
средний размер глазков в типичном зрелом сыре составил 5,8 мм. Установлено,
что на распределение глазков по монолиту сыра, их размер и стадии развития некоторое влияние оказывает способ ухода за сыром во время созревания. В типичном сыре в начале созревания в газовой смеси обнаружено 64% азота воздуха и
36% углекислого газа (традиционный способ созревания) и 48% азота и 52% углекислого газа (созревание в пленке). Таким образом, созревание сыра «Голландский» брусковый в термоусадочных пакетах из полимерной пленки в сравнении с
сыром, созревающим при традиционном способе ухода, способствует равномерности распределения рисунка, некоторому увеличению размера глазков, а так же
влияет на состав газовой смеси [80].
48
А.Д. Коваль разработал состав смесевой композиции молокосвертывающего препарата «СГС-Алтай», состоящий из смеси сычужного фермента, говяжьего и свиного пепсинов. Доказал, что использование в качестве молокосвертывающего препарата сложной смесевой композиции расширяет специфичность атаки казеина, спектр и уровень продуктов протеолиза, что является основой для интенсификации процессов созревания и улучшения качества сыра.
Специфичность протеолиза казеина при действии смесевой композиции имеет
свои отличительные черты и представляет собой совокупность фрагментов протеолиза казеина, характерных для каждого фермента, входящего в состав смеси.
Проверку опытного варианта композиции молокосвѐртывающего препарата проводили при выработке Радонежского сыра. В качестве контроля использовали
традиционный молокосвѐртывающий препарат СГ-50. По результатам оценки
опытные сыры отличались более выраженным вкусом и ароматом. Поэтому целесообразно подбирать смесь композиций молокосвѐртывающего препарата для регулирования процессов созревания и улучшения качества сыров с низкой температурой второго нагревания [49].
Движущей силой созревания мелких сыров являются молокосвѐртывающие
энзимы и энзимы микрофлоры закваски. Ускорять созревание сыров повышением
дозы молокосвѐртывающих энзимов нельзя, так как это увеличивает количество
образующихся в сыре горьких пептидов. Увеличение же биомассы молочнокислых бактерий и количества, образуемых ими энзимов весьма привлекательно, так
как в этом случае можно ускорить созревание сыров при сохранении присущих
им органолептических показателей. В 50-60 годах пытались увеличить биомассу
молочнокислых бактерий в сыре за счет увеличения дозы или активации закваски.
Однако этими способами можно увеличить скорость накопления, но не выход
биомассы молочнокислых бактерий, который определяется количеством источников энергии в сыре, в частности лактозы, уровнем рН и титруемой кислотности
[37].
49
И.И. Климовский подтвердил, что повышение дозы закваски при выработке
Голландского сыра с 0,4 до 4,0 % увеличивает содержание бактерий в пласте в два
раза, почти не изменяя его в сыре[47].
1.5 Роль упаковочных материалов в повышении сроков годности
сычужных сыров
Условия созревания и уход за сыром во многом определяют качество, величину естественной убыли продукта и себестоимость. Многообразие видов сыров вызывает необходимость разработки различных по своим свойствам и составу
полимерных оболочек, учитывающих специфику свойств поверхности сыра и
особенно процессов его созревания и хранения.
Продолжительность хранения пищевых продуктов и их качество зависят не
только от состава продукции, но и от вида и санитарного состояния упаковки.
При этом санитарными нормами предписывается расфасовывать продукцию длительного срока хранения в герметичные виды упаковки. Решение проблемы повышения хранимоспособности молочных продуктов, в том числе сыров, базируется на следующих принципах: сохранении и повышении пищевой ценности, органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, улучшении условий хранения. Герметичная упаковка сыров обеспечивает длительную
сохранность показателей качества продуктов благодаря целому ряду преимуществ
технологического и экономического характера [84].
Сформулированы требования к полимерным покрытиям, применяемым при
производстве сыров. Они должны обеспечить управление массообменными процессами газов, влаги и соли, защиту сыров от развития поверхностной микрофлоры и от загрязнений посторонними веществами, эстетическое оформление, повышение технико-экономических показателей, снижение трудовых затрат и производственных потерь, улучшение качества продукта [130].
Кроме того, вакуумная упаковка в пленку способствует увеличению рентабельности производства за счет удешевления процессов упаковки, созревания,
50
хранения сыра, улучшения товарного вида и привлекательности упаковки сыра,
увеличению сроков хранения и удобств при транспортировании. Важным критерием для обеспечения сохранности показателей качества сыров в течение длительного периода хранения является не только правильный выбор материала и
способа упаковывания, но и грамотный выбор оптимальных режимов упаковывания [84].
Полимерные материалы, используемые для защиты сыров, можно разделить
на два типа: покрытия, формируемые непосредственно на поверхности сыра, и готовые пленочные материалы. В свою очередь, первый тип покрытий подразделяется на следующие классы: формируемые из расплавов твѐрдых углеводородов,
водных дисперсий полимеров (латексные покрытия), комбинированные. В качестве защитных покрытий применяют различные комбинации парафинов с церезинами, восками, полимерами, маслами, антиокислителями, красителями. Сыры парафинируются в основном в возрасте 15-20 сут.
Это предполагает определенную защиту сыра от потерь, связанных с испарением влаги. Примером латексных покрытий является водная дисперсия поливинилацетата и ряда сополимерых дисперсий и композиций, созданных на ее основе. Это отечественные покрытия «Новаллен», «Лиимс», а так же голландские
«Пластикоут» и ряд других. Преимущество латексных покрытий – предотвращение массообменных процессов между сыром и окружающей средой.
Созревание сыра в полимерной пленке – одно из направлений совершенствования ухода за сыром. Этот способ давно привлекает внимание большого
числа специалистов. Созревание сыра в полимерной пленке способствует более
равномерному распределению соли и влаги по его массе.
Л.А. Остроумовым и Е.А. Николаевой установлено, что при использовании
классической технологии созревания сыра неоднородность органолептических
показателей весьма существенная. Использование технологии созревания сыра в
полимерной пленке дает лучшие результаты. Способствует более равномерному
распределению составных компонентов в сырной массе, улучшает качество продукта и увеличивает его выработку из единицы сырья [79, 87].
51
При выработке мелких сыров с низкой температурой второго нагревания
хорошо зарекомендовал себя способ упаковывания сыра в термоусадочные полимерные пакеты под вакуумом не позднее, чем на 7-е сутки с момента производства. В отношении крупных сыров с высокой температурой второго нагревания так же имеется положительный опыт применения полимерных термоусадочных пакетов для упаковывания как способ ухода за сыром в процессе созревания. Технология производства блочного сыра «Швейцарский» предусматривает упаковку блоков сыра непосредственно после посолки в полимерную пленку
с последующей их укладкой в специальные жесткие контейнеры. Периодически
контейнеры переворачивают на 180 градусов. Созревание сыра по такой технологии обеспечивает высокий выход готового продукта за счѐт малых потерь массы
[81].
Экспериментальные
данные,
приведѐнные
Институтом
питания
РАМН,свидетельствуют о том, что сыры группы «Голландский» и «Костромской»
могут храниться в вакуумных пакетах 4 мес. и даже больше [101].
Специалисты компании Cryovac разработаны специальные системы упаковки и материалы, которые могут быть использованы для упаковывания влажного
сыра в автоматическом режиме (без обсушки). Для производства пакетов ВК 3550
и ВК 3950 используют специально разработанный материал PBDC, физикохимические свойства которого не зависят от влажности среды, и биохимический
процесс созревания сыра не изменяется в отличие от использования других материалов [9].
В настоящее время одно из многообещающих направлений – это разработка
«умной» упаковки – использование нанотехнологии для создания антибактериального упаковочного материала. Компании Kraft, Bayer, Kodak в сотрудничестве
с научными лабораториями разрабатывают материалы способных абсорбировать
кислород, распознавать на продукте возбудителей опасных заболеваний (например сальмонелл, кишечную палочку) и предупреждать потребителя об испорченных товарах. Голландские ученые разработали упаковку, которая может не только
распознать признаки порчи продукта, но и выделять специальные консерванты
52
для продления срока годности. В проблемной лаборатории полимеров МГУПБ
разработаны новые материалы со встроенными в их структуру наночастицами серебра проявляют высокую антимикробную активность по отношению к различным видам патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Бактерицидное действие пленок сохраняется в течение длительного времени. Установили так же, что
новые материалы совершенно не токсичны для человека и окружающей среды
[115].
В Московском государственном университете прикладной биотехнологии
прошли испытания новые полимерные комплексы сорбиновой кислоты (ПК-СК),
отличающихся антифугальным пролонгированным действием и поверхностной
активностью. Они хорошо растворимы в воде, при нанесении растворов на различные поверхности образуют прозрачную тонкую гомогенную пленку. Специфической особенностью разработанных систем является иммобилизация антимикробной добавки – сорбиновой кислоты в полимерном носителе пищевой марки и образование комплекса, обеспечивающего пролонгированное во времени поступление добавок из него в контактирующий с ним пищевой продукт [117].
Голландские компании предпочитают ПВА-покрытия – это дисперсия полимера в воде. Во время применения ПВА происходит испарение воды. Частицы
полимера контактируют друг с другом, и образуется прочная эластичная пленка.
ПВА-покрытие наносится на сыр вручную щеткой или специальным оборудованием с системой из хлопковой ткани или распылителем. Необходимо наносить
равномерный, не слишком толстый слой. ПВА-покрытие содержит натамицин в
виде известного препарата «Дельвоцид», который позволяет исключить рост плесени в течении всего срока созревания и хранения [123].
В проблемной лаборатории полимеров Московского государственного университета прикладной биотехнологии разработано латексное полимерное покрытие «Полисвед». Это водная дисперсия экологически безопасных полимеров, модифицированная биологически активными добавками, фунгистатическими и колористическими комплексами. Нанесенное на сформированную поверхность сыра, покрытие после высыхания образует однородную, блестящую, эластичную
53
пленку, которая в дальнейшем защищает продукт в течении всего цикла производства и реализации. Покрытие, обладая комплексом специфических свойств,
обеспечивает нормализацию газообменных процессов в оде созревания. При этом
не нарушаются биохимические и микробиологические процессы в сыре, что обеспечивает высокие органолептические показатели готового сыра. Введение в состав покрытия фунгистатических средств и гарантированное плотное прилегание
оболочки к поверхности сыра защищают продукт от поражения нежелательной
микрофлорой и снижают финансовые и трудовые затраты на обработку поверхности сыра антисептическими средствами, как это бывает при корковом созревании
[17].
Там же получены плѐнки и покрытия с принципиально новым комплексом
показателей, отличающихся от свойств аналогичной макрофазы. Для создания таких систем целесообразен переход к использованию в качестве плѐнкообразователей ультрадисперсных коллоидных систем в виде наноэмульсий полимеров.
Характерной особенностью покрытий является варьирование барьерных свойств
системы во времени. Структура пленок с заданным комплексом свойств отличается высокой упорядоченностью и развитой межфазной поверхностью, наблюдается
сохранение наноразмерных элементов структуры во времени и при контакте с
биоактивной подложкой.
Дополнительное антимикробное действие этой системы обеспечено использованием традиционного пищевого концентрата – дегидрацетовой кислоты в
форме наноэмульсии. Установлено, что эффективная защита продукта и самого
покрытия достигнута при содержании консерванта не более 0,1% в системе, что
на порядок ниже традиционных [116].
Технологии упаковывания сыров в среде инертных газов позволяет гарантировать высокое качество продукции в течение длительного времен, повысить
уровень санитарии и эффективность розничной торговли [73].
Данное направление имеет большое значение для производства сыра.
54
1.6 Заключение по главе 1. Цель и задачи исследований
Аналитический обзор технической литературы и патентной информации
позволяет заключить, что в мире известны различные бренды сыров, пользующиеся спросом у населения как в европейских странах, так и в России. При вступлении России в ВТО важнейшей задачей является производство молочных продуктов и, в первую очередь, сыра, отличающиеся высоким качеством, безопасностью,
пригодными не только для потребления отечественного населения, но и для импорта в зарубежные страны. Это прежде все твердые и полутвердые сыры с крупным рисунком и высокими органолептическими показателями. Все вышеизложенное позволяет считать актуальным проведение исследований и разработку
технологических параметров полутвердого сыра с крупные рисунком (типа Маасдам).
Следует выделить основные инновации в технологии полутвѐрдых и твѐрдых сыров:
- использование в активизированной форме биообъектов (заквасок);
- повышение качества молока-сырья, путем использования современных методов его обработки, включая бактофугирование и его химического состава путем использования белковых компонентов;
- совершенствование параметров технологического процесса производства
(особенно созревания);
- использование новых видов упаковочных материалов для повышения качества и безопасности.
55
Глава 2 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Постановка экспериментальных исследований. Схема
проведения и практической реализации исследований
Экспериментальные исследования, аналитическая и математическая обработка данных проводились в производственных цехах и лаборатории производственного предприятия ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета» молочный
комбинат»,лабораториях: кафедры технологии и оборудования пищевых производств ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А.
Столыпина»;научно-образовательного центра ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»; ГНУ Сибирский НИИ сыроделия РАСХН (г. Барнаул) в соответствии со схемой исследований приведенной на
рисунке 2.1.
Условные обозначения исследуемых показателей: 1 – массовая доля жира;
2 – массовая доля влаги; 3 – массовая доля белка; 4 –титруемая и активнаякислотность; 5 –органолептические показатели;6 – свободные аминокислоты; 7 – полная
характеристика белков; 8 –количество витаминов; 9 –количество минеральных
веществ; 10 – безопасность продуктов; 11 – микробиологические показатели; 12 –
структурно-механические показатели; 13 – нормативная документация; 14 – экономические показатели; 15 – показатели качества и безопасности молока-сырья;
16 – показатели сыропригодности молока-сырья; 17 – программы для ЭВМ.
На первом этапе исследований изучена научно-техническая литература и
патентная информация по вопросу«Состояние и основныенаправления совершенствования технологии твѐрдых иполутвѐрдых сыров», обоснована актуальность
направлений, цель диссертационной работы и сформулированы задачи научных
исследований.
56
1 ЭТАП
Анализ научно-технической литературы и патентной информации
по вопросу «Состояние и основные направления совершенствования
технологии твѐрдых и полутвѐрдых сыров».
Обоснование актуальности,цели диссертационной работы
2 ЭТАП
и формулирование научных задач
Определение объектов исследования сыра – аналога полутвѐрдого
сыра, изучение химического состава и безопасности молока-сырья
дляполутвѐрдого сыра высокого качества. Разработка методов
повышения качества молока-сырья
1, 2, 3, 4, 5, 15, 16, 17
3 ЭТАП
Выбор и исследование биообъектов, участвующих в формировании
видовых особенностей полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями.
Математическое моделирование совокупности
4 ЭТАП
экспериментальных данных
Изучение процесса созревания полутвѐрдого сыра, подбор полимерного
4, 5, 7, 11
покрытия, определение параметров процесса созревания, сроков его
годности. Определение пищевой, биологической, энергетической
5 ЭТАП
ценности
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
Практическая реализациярезультатов исследования: разработка технологии, нормативной документации, определение экономических показателей производства новых продуктов
13, 14
Рисунок 2.1 – Схема проведения исследований
На втором этапе определены объекты исследований, их качественные характеристики и сыр-аналог нового вида полутвѐрдого сыра. Изучены химический
состав и показатели безопасности молока-сырья в сравнении с требованиями ГОСТа, определены дополнительные параметры, обеспечивающие высокое качество
сыров класса «Премиум».
57
На третьем этапе выбраны и исследованы основные биообъекты, участвующих в формированиивидовых особенностей полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями. Математическое моделирование совокупности экспериментальных данных.
На четвѐртом этапе изучен процесс созревания полутвѐрдого сыра, определены условия созревания, виды полимерных покрытий и срок годности нового
продукта.Изучена биологическая, пищевая, энергетическая ценность.
На заключительном этапе определеныэкономические показатели, разработаны технология и нормативная документация, определено перспективное оборудование для производства сыра.
Экспериментальные исследования и опытные выработки проводились в
трех-пятикратных повторностях с использованием общепринятых, стандартных
методов исследований физико-химических, микробиологических и реологических
показателей объектов исследований. Для получения достоверных, исчерпывающих характеристик результаты экспериментальных исследований обрабатывались
методами математической статистики и анализа.
2.2 Объекты и методы исследований
В качестве объектов исследования определены:
- молоко-сырьѐ по ГОСТ Р 5204-2003;
- биообъекты – заквасочные культуры, содержащие пропионовокислые бактерии, фирмы в соответствии с нормативной документацией, утверждѐнной
в установленном порядке;
- полутвѐрдый сыр с пропионовокислыми бактериями;
- ферментные препаратыв соответствии с нормативной документацией,
утверждѐнной в установленном порядке;
- полимерные покрытияв соответствии с нормативной документацией,
утверждѐнной в установленном порядке.
58
Для получения достоверных и полных характеристик сырья и готовых продуктов в работе применяли современные методы исследования. Изучение химического состава, безопасности готовых продуктов в соответствии их требованиям
СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности пищевых продуктов» и ФЗ № 88 «Технический регламент на молочную продукцию» от 2008 г.
и ФЗ № 163 «О внесении изменений в ФЗ № 88» [107, 126].
2.2.1 Методы исследований физико-химических
и органолептических показателей
Определение химического состава и физико-химических показателей основных объектов исследований (молока-сырья, и полутвѐрдого сыра)на всех этапах исследований проводились с использованием следующих стандартных методов исследования:
- отбор и подготовку проб осуществляли по ГОСТ 26809-86 [26];
- титруемую кислотность определяли стандартной методикой в градусах
Тернера по ГОСТ 3624-92 [28];
- активную кислотность определяли электрометрическим методом на рНметре (рН-121) в диапазоне измерения от 4 ед. рН до 9 ед. рН, с погрешностью измерения 0,05 ед. рН по ГОСТ Р 53359-2009 [34];
- массовую долю жира по ГОСТ 5867-90 [30];
- массовую долю белка по ГОСТ 25179-90 [25];
- массовую долю влаги и сухого вещества по ГОСТ 3626-73 [29];
- определение показателей безопасности новых продуктов: токсичные элементы (свинец по ГОСТ 30178; мышьяк по ГОСТ 26930; кадмий по ГОСТ
30178), антибиотики (левомицетин по МР 4-18/1890-91; тетрациклиновая
группа по МУК 4.2.026-95), микробиологические показатели по ГОСТ
Р 52816, ГОСТ Р 52815, ГОСТ Р 51921;
59
- органолептическуюоценку готовых продуктов проводили методом закрытых и открытых дегустаций по 100- бальной шкале, разработанным на основании ГОСТ Р 52972-2008 [33, 139];
- содержание минеральных веществ методом атомной абсорбции на спектрофотометре шведской фирмы «Perkin Elmer-360» по ГОСТ 27996-88 [27];
- определения массовой доли общего фосфора проводили по ГОСТ Р 5145899[31];
- определение содержания кальция, натрия, калия и магния проводилиспектрометрическим методом атомной абсорбции по ISO 8070:2007 (IDF 119:
2007);
- исследование процесса свѐртывания молока и определение готовности
сгустка (по К. Буткасу и Р. Буткасу) проводили методом основанном на светопропускании молока во время его свѐртывания. Исследование проводили
с помощью прибора ОСС-76 [55].
2.2.2 Биохимические методы
Определение аминокислот. Хроматографическое разделение смесей аминокислот проводится с помощью ионообменной хроматографии на аминокислотном
анализаторе ARACUS (с послеколоночной дериватизацией нингидрином). После
хроматографического разделения смеси аминокислот они количественно реагируют с нингидрином при температуре от 100 до 130 °С. При этом нингидрин взаимодействует с аминогруппой аминокислот с отщеплением воды, превращаясь в
основание Шиффа. После декарбоксилирования карбоксильных групп аминокислот и последующего отделения остатков аминокислот образуется соответствующий аминонингидрин. Последний образует димер с нингидрином и приобретает
синюю окраску (пурпур Руэмана). Интенсивность окраски пропорциональна концентрации красителя и концентрации определяемой аминокислоты. Для количественного анализа фотометрически (при 440 нм и 570 нм) сравниваются образцы с
известными концентрациями (в качестве стандартов) с образцами исследуемой
60
смеси аминокислот. С пролином происходит немного другая реакция, при которой возникает краситель с максимумом поглощения на 440 нм. Идентификация
аминокислот происходит через точно определенное время удержания при хроматографическом разделении.Определение аминокислот осуществляется в предварительно подготовленном кислотном гидролизате. Для гидролиза образцов используют концентрированную соляную кислоту, гидролиз осуществляют под вакуумом при температуре (110±5)°Св течение 12 ч. Затем полученные гидролизаты
нейтрализуют и центрифугируют с осадителем Precipitationssolution (PMA, GmbH)
с использованием специальных мембран (диаметр пор 0,22 нм). Для проведения
гидролиза образцов сыра использовали навески около 0,1 г. Перед взятием навески образцы тщательно измельчались и усреднялись. Для получения достоверных
результатов делали по три параллельных анализа каждого образца. Результаты,
представленные в отчете, являются средним арифметическим из трех параллельных измерений.
Определение общего белка. Анализ общего белка проводится по методу
Дюма, основанному на измерении теплопроводности молекулярного азота, образующегося после сжигания анализируемого образца при температуре около
1000ºС в атмосфере кислорода и последующего восстановления всех образующихся оксидов азота при помощи восстанавливающего агента (меди), с использованием анализатора белкового азота RAPIDNCube (Elementar, Германия). При
этом процесс определения полностью автоматизирован. На этапе пробоподготовки пробу таблетируют с использованием фольги, не содержащей азота. Навеска
пробы составляет 250 мг. Для получения достоверных результатов делали по четыре параллельных анализа каждого образца. Результаты, представленные в отчете, являются средним арифметическим из четырех параллельных измерений.
Определение массовой концентрации водорастворимых витаминов с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105». Метод капиллярного электрофореза для определения содержания водорастворимых витаминов
основан на миграции и разделении ионных форм анализируемых компонентов
61
под действием электрического поля вследствие их различной электрофоретической подвижности с последующей регистрацией при длине волны 200 нм.
Работу с пробами начинают только после проведения градуировки системы
или после проверки стабильности градуировочной характеристики, что связано с
необходимостью анализа получаемых растворов в течение первых 1,5-2,0 ч после
их приготовления.
Из подготовленной (измельченной и усредненной) пробы берут одну навеску (от 0,2 до 1,0 г), помещают в плоскодонную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 25 см3 экстрагирующего раствора (0,05 М раствор тетрабората натрия,
0,1 М раствор сульфита натрия) и ставят в перемешивающее устройство при комнатной температуре на 15 мин.Часть полученной вытяжки переносят в пробирку
типа Эппендорф и центрифугируют в течение 5 мин при 5000-6000 об/мин, раствор над осадком отбирают в чистую пробирку типа Эппендорф. В некоторых
случаях требуется дополнительное фильтрование вытяжки через мембранный
фильтр. При этом отбрасывают первые 1,0-1,5 см3 раствора.
Промывают капилляр ведущим электролитом (0,05 М раствор тетрабората
натрия, 0,2М раствор борной кислоты) в течение 10-15 мин. Далее устанавливают
на выходе в рабочее положение пробирку с таким же буферным раствором, а на
входе – пробирку с пробой и производят ее ввод.Для каждого раствора регистрируют не менее двух электрофореграмм в тех же условиях анализа, при которых
была проведена градуировка. Наполученных электрофореграммах необходимо
проверить правильность автоматической разметки пиков, удалить лишние пики и
настроить отчет так, чтобы маркировка пиков включала имя компонента и его
массовую концентрацию. В качестве результата принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.
Массовую долю каждого витамина в пробе вычисляют по формуле:
X = (Cэ·Vэ)/m,
где X – массовая доля витамина в пробе, г/кг;
Cэ – массовая концентрация витамина в экстракте, мг/дм3;
Vэ – объем полученного экстракта, дм3;
m – масса навески пробы, г.
(2.1)
62
Результат измерения может быть представлен в виде: X±Δ, г/кг, Р = 0,95, где
Δ – показатель точности методики:
Δ = (δ·X)/100,
(2.2)
2.2.3 Микробиологические методы
В работе использовали стандартные методы исследования микробиологических показателей по ГОСТ Р 51446-99 «Микробиология. Продукты пищевые.
Общие правила микробиологических исследований», ГОСТ 10444.11-89 «Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов», ГОСТ
26670-85, MP 2.3.2.2327-08 «Методические рекомендации по организации микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности».
Общее количество молочнокислых бактерий определяли по ГОСТ 104441189 «Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов». Методом предельных измерений на стерильном обезжиренном молоке и
чашечным методом на агаре с гидролизованным обезжиренным молоком [6, 68,
69] .
Бактерии группы кишечной палочки определяли по первой бродильной
пробе, а количество посторонних микроорганизмов – методом посева на мясопептонный агар с выдержкой при температуре 37 °С в течение 48 ч. В работе также
использованы общепринятые методы биологических анализов [68, 4].
2.2.4 Методы исследования структурно-механических свойств
Наиболее простым и распространенным методом измерения твердости является метод пенетрации. При этом твердость сыра определяется по показателю
пенетрации, который измеряют автоматическим пенетрометром АР/4. Конус с углом заточки 30° погружают в продукт под нагрузкой 150-10-2 (150 г). Таким образом, пенетрометр АР/4 – прибор для изучения твердости сыра (структурномеханические свойства), позволяющие измерять глубину погружения в продукт за
63
определенный промежуток времени (за 5 с) металлического конуса с углом раскрытия 30° и весом 150-10-2 Н (150 г). Твердость сыра – обобщенный реологический показатель, с помощью которого можно количественно характеризовать
прочностные и деформационные свойства сыра, обычно оцениваемые при его дегустации такими понятиями, как «грубая», «мягкая», «нежная», «плотная» консистенция. Показатель пенетрационной твердости сыра, определялся на пенетрометре АР/4.
2.2.5 Методы статистической обработки результатов
исследования и построение математических моделей
Результаты экспериментальных исследований подвергали статистической
обработке методами корреляционного и регрессионного анализа, реализованного
с помощью стандартных пакетов программ «MathCAD-14 Professional», «Ms. Excel» [46]. Повторность опытов установлена методами статистического анализа и
являлась пятикратной [35]. Достоверность результатов определяли с помощью
критерия Кохрена [127, 142].
Выбор оптимальных экспериментальных вариантов осуществляли методом
нормирования (переводом в безразмерные единицы), относящимся к категории
формализованного описания параметров. Математическое моделирование, определение трехфакторных зависимостей результатов исследований осуществляли с
использованием современного программного продукта «TableCurve 3D» и прикладной программы «Eureka: The Solver, Version 1.0», математических матриц в
процессоре электронных таблиц «Ms. Excel», входящего в пакет «Microsoft
Office» [62, 63, 85].
64
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Выбор сыра-аналога и определение основных видовых показателей
нового вида полутвѐрдого сыра
В мире известны различные бренды сыров, пользующиеся спросом у населения, как в европейских странах, так и в России. При вступлении России в ВТО
важнейшей задачей является производство молочных продуктов и, в первую очередь сыра, отличающиегося высоким качеством, безопасностью, пригодными не
только для потребления отечественным населением, но и для импорта в зарубежные страны. Это прежде все твердые и полутвердые сыры с крупным рисунком и
высокими органолептическими показателями.
Анализ отечественного ассортимента твѐрдых и полутвѐрдых сыров позволяет заключить, что он недостаточен. Такое положение вызвано высокими требованиями, предъявляемыми специалистами по производству элитных отечественных сыров, в частности, Российского, к качеству сырья, биообъектов (заквасок и
ферментов) и техническими условиями предприятия. Тем не менее, спрос потребителей на высококачественные отечественные сыры-аналоги сыров европейского ассортимента, растет, и специалисты предприятий сыродельной промышленности России активно изучают опыт европейских предприятий, исследуют новые
виды биообъектов, защитных и барьерных упаковочных материалов, приобретают
современное высокотехнологичное оборудование для разработки и внедрения новых видов твѐрдых и полутвѐрдых сыров для повышения бренда предприятия на
отечественном и зарубежном рынке.
Учитывая вышеизложенное, определены следующие показатели, которые
планируется достигнуть в новом виде полутвѐрдого сыра в процессе экспериментальных исследований:
- химический состав: массовая доля жира в сухом веществе (48,0±1,0)
%;массовая доля влаги – 40-42 %; массовая доля соли – 1,5-1,8 %;
65
- органолептические показатели: вкус пряный, сладковатый, консистенция
пластичная, рисунок состоит из круглых глазков (диаметр 1-3 см, цвет теста
от бледно-жѐлтого до жѐлтого);
- срок созревания полутвѐрдого сыра в пределах 30-35 сут;
- срок годности свыше 3 мес.
Основными факторами, формирующими видовые особенности нового вида
полутвѐрдого сыра с крупным рисунком, определенными для исследования являются следующие:
- высокое качество молока-сырья;
- активность биообъектов, содержащих пропионовокислые бактерии;
- технологические параметры, соответствующие деятельности биообъектов и
задачам технологического процесса производства сыра с пропионовокислыми бактериями;
- регулирование процесса созревания путѐм использования барьерных и защитных покрытий для обеспечения качества и безопасности нового вида
сыра.
На изучении данных факторов построена программа проведения экспериментально-аналитических исследований.
3.2 Исследование качества молока сырого и разработка
мероприятий для его коррекции
Вопрос качества молока сырого для производства сыра крайне важен и является одним из определяющих условий высокого качества готового продукта.
Качество молока в России регламентируется следующими основными документами:
- ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье – сырье. Технические
условия». Изменение № 1 утверждено и введено в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
07.10.2009 № 434-ст;
66
- Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. № 88-ФЗ
«Технический регламент на молоко и молочную продукцию»;
- ТУ 9811-153-04610209-2004.«Молоко-сырье для сыроделия.Технические
условия» и др. [32, 126, 124].
При проведении исследований, результаты экспериментов ориентированы
на вышеперечисленные документы, а также сравнивались со стандартами ЕС, так
как Россия вступила в ВТО и новый продукт должен производится только высокого качества для его дальнейшего продвижения на внутренний и внешний рынки.
С этой целью, в молоке-сырье определялись кроме всех показателей в соответствии с требованиями ГОСТа, дополнительно показатели, характеризующие
его сыропригодные свойства:
- способность молока к сычужному свѐртыванию;
- синеретические способности белковых сгустков;
- соотношение в молоке количества минеральных веществ – кальция к фосфору (Са/Р).
Для исследования и определения объемов сыропригодного молока были
выбраны три хозяйства, поставляющие молоко для ОАО «Белебеевский ордена
«Знак почета» молочный комбинат». Молоко исследовано в течение мая-августа
2010 г. и среднестатистические данные по определению его качества приведены в
таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.2 – Количество молока, поставляемого для производства сыра в
разрезе сортности (май-август 2010 г.)
Наименование хозяйства
Сорт молока, % от всего объема
высший
первый
второй
ООО «СХП «Нерал-матрикс»
52,0
23,0
25,0
ООО «Байбулатово»
55,0
25,0
20,0
ООО «Берлек»
48,0
30,0
22,0
Среднее
51,7
26,0
22,3
67
Таблица 3.1 – Контроль качества молока-сырья от производителей, для про-
40
ООО
«Берлек»
40
Приемка
молока,
оцен
ка
качества
40
Титруемая кислотность,
°Т
Активная кислотность, рН
16,
018,
0
6,7 102
5- 8,06,6 103
4 0,0
Не
менее
3,0
Не
ни
же
I
Не
менее
II
17,
018,
0
6,6 102
9- 9,7
6,6
7
3,1
7±
±0,
12
I
II
Нет 8,6
0±
±0,
20
17,
018,
0
6,6 102
9- 9,0
6,6
8
3,1
2±
±0,
10
I
III
Нет 8,7
0±
±0,
25
17,
018,
0
6,6 102
9- 8,5
6,6
7
3,0
2±
±0,
20
I
II
нет
Плотность, кг/м3
Массовая доля жира, %
Температура, °С
Чи2- 2,
стый,
8 8от бе6,
лого
0
до
светлокремового
1 Соот- 5 3,
0 вет7
0 ствует
±
0
±
0,
2
1 Соот- 5 4,
0 вет2
0 ствует
±
0
±
0,
1
1 Соот- 6 4,
0 вет1
0 ствует
±
0
±
0,
3
Группа термоустойчивости
Наличие ингибирущих и
нейтрализующих веществ
Массовая доля сухих веществ, %
ООО
«СХП
«Нералматрикс»
ООО
«Байбулатово»
Д
о
1
0
0
0
Группа чистоты, гр
40
Массовая доля белка, %
Нормативные
показатели
Количество отобранных
мл
образцов,
оценка
Органолептическая
Продолжительность проведения анализа, мин
Наименование хозяйства
Наименование операции
изводства сыра
Нет
Не
ме
нее
8,2
8,4
5±
±0,
22
68
Продолжение таблицы 3.1 – Контроль качества молока-сырья от производителей,
для производства сыра
1·1055·105
5·1053·105
650
400
кадмий
ртуть
левометицин
тетрациклин
стрептомицин
пенициллин
афлотоксин
ГХЦГ
ДДТ и его метаболиты
Радионуклиды
Цезий - 137
Радионуклиды
Стронций -90
Не более 0,005
Менее 0,01
0,01
Менее
ед/г
Менее 0,5 ед/г
0,01
Менее
ед/г
Не более 0,005
Не более 0,05
Не более 0,05
Не более 100
Бактериальная обсемененность, класс
Проба на брожение,
класс
Не более 0,03
350
мышьяк
Отсутству
ют
Отсутству
ют
Отсутству
ют
0,
0
2
0,0
002
I
Высший
Отсутству
ют
Отсутству
ют
Отсутству
ют
I
Высший - I
0, 0,0
01 2
Не обнаружено
2,
0
2,0
I
Выс0, 0,0
ший - I 07 2
0,
0
3
0,0
003
Не обнаружено
2,
8
2,4
I
Высший - I
0,
0
1
0,0
002
Не обнаружено
2,
6
3,2
0, 0,0
04 2
Не более 25
Отсутству
ют
5
5·1046·105
Не более 0,05
Не
более
4·10
свинец
Отсутству
ют
Контролируемые показатели безопасности (химические загрязнители),
содержание, мг/кг
Не более 0,1
1·105
Споровые микроорганизмы, КОЕ /см³(1 раз в
месяц)
Содержание соматических клеток в 1 см³, не
более
Антибиотики методом
ComBo
КМАФАнМ КОЕ /см³ не
более
Контролируемые микробиологические
показатели
69
Анализ данных приведенных в таблицах 3.1 и 3.2 позволяет считать, что во всех
трѐх хозяйствах имеются резервы для повышения качества и безопасности молока, особенно по микробиологическим показателям. Результаты исследования сычужной свѐртываемости молока представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Градация молока по показателю сычужная свѐртываемость, %
Наименование
хозяйства
ООО «СХП «Нералматрикс»
ООО «Байбулатово»
ООО «Берлек»
Время менее
Время от
Время более
15 мин.
16 до 40 мин.
40 мин.
I тип – свѐртыва- II тип – молоко III тип – свѐртыние хорошее
сыропригодное вание плохое
48,5
24,0
27,5
52,8
47,8
20,9
27,0
26,3
25,2
При оценке качества сычужных сгустков отмечено, что у молока I типа по
показателю свѐртываемости, сгусток был плотный, образовался быстро и выделял
много сыворотки, то есть сыр производит из такого молока не экономично. Такого молока от всего объема, выявлено от 47,8 до 52,8 %. Так же не рекомендуется
использовать в производстве сыров, особенно твѐрдых и полутвѐрдых, молоко III
типа, его количество составляет от 25,2 до 27,5 % от всего объема исследуемого
сырья.
На основании анализа литературных данных, предположительно, качество
свѐртывания и образовавшегося сгустка может быть связана с количеством и состоянием белка и, прежде всего, казеина и массовой долей кальция и фосфора, которые входят в казеинаткальций фосфатный комплекс (ККФК) – основу сгустка.
По данным И.М. Мироненко (ГНУ СибНИИсыроделия, г. Барнаул) в сыропригодном молоке должно быть сбалансировано соотношение жир : казеин; соотношение Са : Р (>1) при стабильных параметрах сычужного свѐртывания молока[70].
Среднестатистические результаты определения соотношения Са :Р в исследуемом молоке приведены на рисунке 3.1.
Соотношение Са/Р, ед
70
1,4
1,3
1,1
0
10
20
30
40
50
60
Среднестатистические данные, %
ООО «Берлек»
ООО «Байбулатово»
ООО «СХП «Нерал-матрикс»
Рисунок 3.1 – Среднестатистические данные по показателю соотношения
кальций/фосфор в молоке из исследуемых хозяйств (май-август 2010 г.)
Анализ данных, приведенных на рисунке 3.1, позволяет считать, что показатель, характеризующий соотношение Са/Р необходимо корректировать, так же
как и стабилизировать в молоке массовые доли сухих веществ, в том числе белок
и жир.
Таким образом, анализ комплекса показателей, характеризующих качество,
безопасность и сыропригодность молока, направляемого для производства сыра,
позволил определить, что необходимо исследование комплекса мероприятий для
коррекции показателей, снижающих качество молока-сырья.
Анализ показателей молока-сырья выявил состояние нестабильности показателя «Число соматических клеток», который характеризует микробиологическое состояние молока-сырья. Для корректировки данного показателя и повышения качества молока-сырья исследована его комплексная очистка на оборудовании: сепаратор-молокоочиститель (контроль) и бактофуга (опыт), исследованию
подвергалось молоко I -II сорта.
Проведено три серии опытов, каждая в трѐхкратной повторности. Температура очистки принята постоянной (50±1) °С. Результаты исследований представлены в таблице 3.4.
71
Таблица 3.4 – Исследование влияния комплексной обработки на эффективность очистки молока-сырья от бактерий
Мо-
КМАФАнМ, КОЕ/г
локо-
Спорообразующие
Спорообразующие
аэробы, КОЕ/см3
анаэробы, КОЕ/см3
сы-
номер пробы
сорт
рье
до
обра
работки
после
комплекс
ной
обработки
эффек
фективность,
%
1
II 5,10∙
3,11∙1
88,20
210
42,0
89,40
195
92,60
106
2
II 3,20∙
106
3
4
5
II 7,10∙
I
I
Итого
до
после эффек
бакт бакто фекофу- фуги- тивгиро- рова- ность,
рова ния
%
вания
Температура (50±1) °С
до
бакто
фугирования
после
бакто
фугирования
эффек
фективность,
%
88,9
7,4
0,09
98,50
20,1
89,0
7,0
0,07
98,90
105
9,5
91,8
6,9
0,04
99,70
93,70
115
10,0
90,1
6,0
0,04
99,40
94,00
75
5,4
92,5
5,0
0,03
99,50
05
1,35∙1
05
5,07∙1
105
04
5,14∙
2,48∙1
105
04
3,50∙
2,44∙1
105
04
II сорт
89,10
II сорт
89,5
II сорт
98,89
I сорт
93,55
I сорт
92,3
I сорт
99,60
72
-Эффективность сепарации для общего количества бактерий в современных
центрифугах определялось по формуле:
Эф 
GKZ0  GKZ1
100 (%),
GKZ0
(3.1)
где GKZ0 – общее количество бактерий  10n (на мл или см3 до сепарации);
GKZ1 – общее количество бактерий  10n (на мл или см3 после
сепарации).
При исследовании молока-сырья, подвергнутого сепарированию на сепараторах-молокоочистителях не установлено сколько-нибудь значительного улучшения микробиологических показателей молока-сырья.Результаты экспериментальных исследований, представленные в таблице 3.4, позволили установить, что максимальный эффект комплексной очистки путѐм сепарирования и бактофугирования по уничтожению бактерий позволит повысить качество молока-сырья по
микробиологическим показателям и повысить качество молока-сырья, принимаемое высшим сортом, в соответствии с требованиями ФЗ № 88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», приведѐнных в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Допустимые уровни содержания микроорганизмов и соматических клеток в сыроммолоке
Продукты
Молоко сырое
высший сорт
первый сорт
второй сорт
КМАФАнМ
Macca продукта (г, см3),
Содержание
3
КОЕ/см (г),
в которой не допускаются
соматических
не более
ВГКП
(ко- патогенные,
в клеток, в 1
3
лиформы)
томчисле сальмо- см (г), не более
неллы
1∙105
5∙105
4∙106
-
25
25
25
2∙105
1∙106
1∙106
Для повышения в молоке-сырье количества белка и минеральных веществ,
кальция и фосфора, определяющих качество сгустков в процессе сычужного свѐр-
73
тывания разработана и исследована кормовая добавка. Кормовая добавка готовилась по следующей схеме (рисунок 3.2).
Фильтрация подсырной сыворотки
Сепарирование подсырной сыворотки
Пастеризация подсырной сыворотки
t = 82-86 °C,τ = 5-10 мин
Охлаждение до t = (37±1) °C,внесение комбинации пробиотических культур B. bifidum и L. acidophilum в соотношении 1 : 1
Выдержка (ферментация) в течение 1,5-2,0 ч
Смешивание с минеральной добавкой
«Монокальцийфосфат кормовой»
Охлаждение до t = (10±2) °C. Хранение до использования
Рисунок 3.2 – Блок-схема приготовления кормовой биодобавки
Экспериментальная часть работы проводилась в ООО «СХП «Нералматрикс». В опытах животные были разделены на 3 группы по 8 голов в каждой.
Подбор животных осуществлялся по принципу пар-аналогов с учѐтом возраста,
живой массы, продуктивности, физиологического состояния. Животные всех
групп содержались на одном рационе. Различия заключались в добавке, один раз
в сутки, к рациону кормления опытных животных кормовой добавки (количество
10 литров, в которых содержится массовая доля монокальцийфосфата 80-100 г).
В процессе исследования была отмечена разница по содержанию массовой
доли жира и белка в молоке контрольных групп. Среднее содержание жира в молоке у коров контрольной группы составило 4,0 %, тогда как во 2 опытной группе
74
этот показатель был меньше на 0,1 %, а в 3 опытной группе массовая доля жира
достигла 4,2 %.
Содержание белка в молоке у коров 3 опытной группы было выше контрольной и 2 опытной группы на 0,1 % и 0,4%, соответственно, и составляло 3,4 %.
Эксперимент проводился при дотационной поддержке молочного предприятия. Результаты исследования молока-сырья приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6 – Количество молока, поставляемого для производства сыра, в
разрезе сортности (IIIквартал, 2010 г.)
Наименование хозяйства
ООО «СХП «Нерал-матрикс»
ООО «Байбулатово»
ООО «Берлек»
Сорт молока, % от всего объема
высший
первый
второй
82,3
10,7
7,0
86,5
8,0
5,5
80,5
11,3
8,2
Как свидетельствуют среднестатистические данные исследования качества
и безопасности молока-сырья в соответствии с требованиями ГОСТа, количество
молока, принимаемого высшим сортом значительно повысилось: ООО «СХП
«Нерал-матрикс» с 52,0 до 82,3 %;ООО «Байбулатово»с 55,0 до 86,5 %; ООО
«Берлек» с 48,0 до 80,5 %, что позволяет направлять его на производство сыра.
Так же, в молоке определялся показатель, характеризующий его сыропригодность (таблица 3.7).
Таблица 3.7 – Сычужная свѐртываемость молока от его общего количества, %
Наименование
хозяйства
ООО «СХП «Нералматрикс»
ООО «Байбулатово»
ООО «Берлек»
Время менее
Время от
Время более
15 мин.
16 до 40 мин.
40 мин.
I тип – свѐрты- II тип – молоко III тип – свѐртывание хорошее
сыропригодное вание плохое
18,9
66,8
14,3
21,6
20,5
66,0
66,0
12,4
13,5
Анализ данных, приведенных в таблице 3.7, позволяет считать, что комплекс исследуемых мероприятий позволяет повысить показатель «сычужная свѐр-
75
тываемость» молока и постепенно увеличить долю молока-сырья высшего сорта,
а также характеризуемого, как сыропригодного, направляемого на производство
сыра.
3.3 Выбор вида закваски для выработки полутвѐрдого сыра
В качестве основной культуры закваски исследованы пропионовокислые
бактерии – представители необходимой микрофлоры для производства большинства сыров с высокими и средними температурами II нагревания, ответственные
за формирование в них специфического слегка сладковатого вкуса и крупного рисунка, образуемых в результате сбраживания части лактатов до пропионовой кислоты и СО2, а также расщепления казеина с образованием большого количества
пролина, обладающего сладковатым вкусом.
Так же были учтены следующие позиции, установленные отечественными и
зарубежными учѐными:
- в созревании твѐрдых сыров используют факультативно анаэробные микроорганизмы – молочнокислые и пропионовокислые бактерии, то есть сочетание термофильных лактобацилл, стрептококков, лактококков и пропионовокислых бактерий;
- желательно подбирать закваску, в которую входят культуры, как быстрые
(активные), так и медленные продуценты кислоты при невысоких температурах (28-32 °С);
- так же необходимо учитывать тенденции, которые желательно обеспечить в
сыре, например газообразование, усиление вкуса или ускорение созревания.
В соответствии с вышеизложенными позициями для экспериментов были
выбраны бактериальные закваскипроизводимыекомпанией «CSKfoodenri-chment»:
- Р114 – глубокозамороженный концентрат смеси штаммов пропионовокислыхбактерий P. freudenreichiisubsp. shermanii(клеточная концентрация
≥
2·1010 клеток/мл) и молочнокислых бактерий L. delbrueckiissp. lactis (клеточная концентрация ≥1·109 клеток/мл);
76
- PS-4 – лиофилизированная DVS культура содержащая определенный
штамм Propionibacteriumfreudenreichiisubsp. shermanii (рекомендуется к
применению с другими молочными культурами:Streptococcusthermo-philus,
Lactobacillushelveticus, Lactobacillusdelbrueckiisubsp. bulgaricus и LDкультурами, в частности PS-1 иPS-2;
- LH-B02 (Chr.Hansen)– термофильная культура Lactobacillushelveticusрекомендуется к использованию так же в сочетании с другими молочными культурамиStreptococcusthermophilus и Lactobacillusdelbrueckii подв. bulgaricus;
- U102 (CesKa®-stAr) – глубокозамороженный концентрат смеси мезофильных штаммов молочнокислых бактерий: L.lactisssp. lactis / cremoris, Leuconostocspecies., Streptococcusthermophilus(STA).
Для проведения исследований использовались специальные испытательные
упаковки от 5-10 г, температура инокуляции 32 °С. Из вышеперечисленных культур составлены два сочетания созревательных и дополнительных культур:
- опыт 1 – Р114;
- опыт 2 – Р114 + U102;
- опыт 3 – РS-4;
- опыт 4 – РS-4 + LH-B02.
Экспериментальные исследования по определению характера влияния выбранных культур на качественные показатели опытных образцов сыра проводились в следующей последовательности:
- отбор молока высшего сорта со следующими основными показателями
соматические клетки, КОЕ/мл
не выше 400 000;
сычужная проба, тип II;
алкогольная проба, группа, не менее
ингибиторы
белок, %
отсутствуют;
не менее 3,1;
плотность, кг/м3
м.д.ж., %
II;
1,030;
2,7-2,8;
отношение Са/Р, не ниже
1,3-1,4.
Подготовка нормализованной смеси проводилась следующим образом:
77
- бактофугирование и деаэрация;
- пастеризация при температуре 72 °С, 15-20 сек;
- охлаждение до температуры 32-33 °С.
Затем, по мере заполнения опытной ванны вносили (инокулировали) закваску,
в
соответствии
с
нормой
расхода,
указанной
предприятием-
изготовителем. Смесь с закваской тщательно перемешивали в течение (30±5) мин
для еѐ равномерного распределения и активизации. Затем вносили сычужный
фермент для свѐртывания нормализованной смеси из расчѐта – время свѐртывания
не должно быть больше 30-35 мин.
В качестве фермента использовали натуральный сычужный фермент под
маркой «Kalase» компании «CSK food enrichment» приготовленный экстракцией
из желудков новорождѐнных теляти представляющий собой смесь химозина и
пепсина со стабильным соотношение между ними.
В свежем сыре, после прессования, контролировали активную кислотность,
она была в пределах 5,5-5,6 ед. рН, массовую долю влаги 48-46 %, массовую долю
жира в сухом веществе, % – 45-46. Головки сыра направляли на посолку 2,53,0 сут, затем на обсушку и созревание.
В процессе созревания контролировали химические, биохимические, микробиологические и органолептические показатели.
Режим созревания исследовали ступенчатый:
Iэтап – температура 7-10 °С, время 10-12 сут;
IIэтап – температура 20-21 °С, время до 21 сут;
IIIэтап – температура 10 °С, время определяли на основании органолептических показателей, с учѐтом желательного общего времени созревания не более 40
сут. Результаты трѐх серий экспериментов приведены в таблице 3.8.
Анализ данных, представленных в таблице 3.8, позволяет считать, что качественные показатели технологического процесса экспериментальных варок были
близкими по значению к нормируемым для твѐрдых и полутвѐрдых сыров с низкой температурой второго нагревания (39-41 °С). Тем не менее, в опытных образцах несколько отличались показатели активной кислотности, характеризую-
78
щей уровень молочнокислого брожения в свежем сыре. Они коррелируют с показателем – массовая доля влаги в свежем сыре.
Таблица 3.8 – Результатыэкспериментальных выработок полутвѐрдого сыра
Показатели
Молоко
м.д.ж.
м.д.белка
Свѐртывание
Сыворотка
м.д.ж.
Сыр из под пресса
рН
м.д.влаги
Расход смеси
ЕдиниОпыт 1
цы из- Культура
мерения
Р114
кг
%
%
мин
500,0
2,71
3,18
35,0
Опыт 2
Культуры
Р114 +
+U102
500,0
2,70
3,19
32,0
Опыт 3
Культура
РS-4
500,0
2,71
3,17
32,0
Опыт 4
Культуры
РS-4 +
+LH-B02
500,0
2,72
3,18
34,0
%
0,20
0,22
0,20
0,21
ед.
%
кг/кг
5,52
44,1
10,58
5,65
45,6
10,55
5,54
44,2
10,50
5,63
46,2
10,45
Следует отметить, что одним из важных показателей характеризующих интенсивность пропионовокислого брожения является активная кислотность сырной
массы (рН), который меняется в ходе выработки. Исследованы критические точки, в которых состояние сырной массы оказывает решающее влияние на качество
сыра [37]. В частности, рН сырной массы в конце обработки сырного зерна должна находится на уровне 6,3 ед.; после прессования – для Российского сыра 5,155,25; активная кислотность зрелого сыра 5,5-5,7 ед.
Анализ экспериментальных данных по контролю активной кислотности
сырной массы опытных варок позволяет считать, что процесс интенсивности пропионовокислого брожения находится в соответствии с рекомендациями российских и европейских учѐных, а также производителей культур заквасок. Однако,
следует отметить, что показатели активной кислотности в сырах (опыт 3 и 4) были более высокими и в большей степени соответствовали рекомендациям для сыров, в технологиях которых используются пропионовокислые бактерии.
Результаты исследований активной кислотности в опытных сырах приведены в таблице 3.9.
79
Таблица 3.9 – Активная кислотность сырной массы опытных сыров
Точки контроля
Активная кислотность, ед. рН
опыт 1
опыт 2
опыт 3
опыт 4
В конце обработки сырного зерна
6,30
6,35
6,44
6,40
После пресса
5,59
5,60
5,65
5,68
После посолки
5,38
5,38
5,18
5,20
В процессе созревания
10-12 сут
5,44
5,44
5,46
5,46
20-21 сут
5,51
5,51
5,52
5,53
30 сут
5,52
5,52
5,53
5,55
35 сут
5,52
5,52
5,54
5,60
40 сут
5,52
5,52
5,55
5,60
Так как основная созревательная культура – это пропионовокислые бактерии, то их количество тщательно контролировали во всех опытных сырах (таблица 3.10).
Таблица 3.10 – Содержание пропионовокислых бактерийв опытных сырах
Вариант
опытного
сыра
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Количество пропионовокислых бактерий, тыс. КОЕ/г
после
после
15 сут
30 сут
35 сут
40 сут
прессования посолки
6,1
4,0
910
510
210
180
6,2
4,1
1200
540
240
200
6,4
4,2
1350
650
425
400
6,8
4,4
1400
680
440
410
Характер размножения пропионовокислых бактерий в опытных сырах всех
варок был близким по количественным значениям, но интенсивность процесса
была в 3 и 4 опыте выше. Жизнеспособность клеток культуры PS-4 и еѐ сочетанием с LH-B02 инокулированных в нормализованную смесь, была выше в сырах –
опыт 3 и опыт 4.
При оценке эффективности деятельности пропионовокислых бактерий во
время созревания был исследован процесс протеолиза, так как показатели накопления продуктов расщепления белков являются объективными.
80
Результаты изучения биохимических показателей в опытных сырах (30-40
сут) приведены на рисунках 3.3-3.7.
25
Массовая доля азота, %
Массовая доля азота, %
14
12
10
8
6
4
2
0
Опыт 2
Опыт 3
10
5
Опыт 4
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Общий азот
Общий растворимый азот
Общий азот
Общий растворимый азот
Азот растворимый небелковый
Аминный азот
Азот растворимый небелковый
Аминный азот
Рисунок 3.3 – Массовая доля азота в
опытных образцах свежего сыра
Рисунок 3.4 – Массовая доля азота в
опытных образцах 15 суточного сыра
30
40
Массовая доля азота, %
Массовая доля азота, %
15
0
Опыт 1
25
20
15
10
5
30
20
10
0
0
Опыт 1
Опыт 2
Общий азот
Азот растворимый небелковый
Опыт 3
Опыт 4
Общий растворимый азот
Аминный азот
Рисунок 3.5 – Массовая доля азота в
опытных образцах 30 суточного сыра
Массовая доля азота, %
20
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Общий азот
Общий растворимый азот
Азот растворимый небелковый
Аминный азот
Рисунок 3.6 – Массовая доля азота в
опытных образцах 35 суточного сыра
35
30
25
20
15
10
5
0
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Общий азот
Общий растворимый азот
Азот растворимый небелковый
Аминный азот
Рисунок 3.7 – Массовая доля азота в
опытных образцах 40 суточного сыра
Анализ динамики накопления растворимых форм азота в опытных сырах
(опыты 1-4) свидетельствует о том, что в сырах (опыты 3 и 4) процесс накопления
растворимых азотистых соединений проходил более активно, чем в сырах (опыты
81
1 и 2). Так же необходимо отметить, что количественные показатели, характеризующие интенсивность процесса протеолиза свидетельствуют о его практическом
завершении к 35-40 суточному возрасту всех опытных сыров.
Результаты оценки органолептических показателей опытных сыров приведены в таблицах 3.11 и 3.12. Оценка проводилась 5 дегустаторами – специалистами предприятия.
Таблица 3.11 – Органолептические показатели опытных сыров
Варианты опытных
сыров
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Органолептические показатели
вкус и запах
консистенция, рисунок
Кисломолочный, слабо выра- Пластичная,
мелкие
женный вкус пропионовокис- глазки (4-7 мм)
лого брожения
Кисломолочный, слабо выра- Пластичная,
мелкие
женный вкус пропионовокис- глазки (4-7 мм)
лое брожение
Выраженный сырный сладко- Пластичная,
крупные
ватый вкус и запах
глазки (14-30 мм)
Ярко выраженный сырный, Пластичная,
крупные
сладковато-ореховый вкус и за- глазки (14-30 мм)
пах
В таблице 3.12 представлены среднестатистические показатели. Показатели
– внешний вид и упаковка всем сырам присвоены условно.
Таблица 3.10 – Органолептическая оценка опытных сыров (баллы)
Варианты Вкус Консистенция Рисунок Цвет Внешний Упаковка Обопытных и завид
щий
сыров
пах
балл
Опыт 1
41
21
6
5
10
5
88
Опыт 2
42
22
7
5
10
5
91
Опыт 3
43
23
9
5
10
5
95
Опыт 4
44
24
10
5
10
5
98
3.4 Моделирование совокупности экспериментальных данных
по выбору заквасочной культуры и определению срока
созревания нового продукта
82
Для решения основной задачи по разработке технологии нового сыра с видовыми органолептическими показателями свойственными сыру Маасдам основным критерием является выбор заквасочной культуры для быстрого формирования крупных глазков в течение 21-28 суток при температуре 20-21 °С и достижения чистого, сладковатого вкуса с нотой ореха.
То есть за управляемый (основной) фактор влияния принят состав заквасочной культуры – изучено четыре варианта:
х1 – опыт 1 (культура Р114);
х2 – опыт 2 (культуры Р114 + U102);
х3 – опыт 3 (культура РS-4);
х4 –опыт 4 (культуры РS-4 + LH-B02).
Регулируемые факторы:
у1 – активная кислотность, ед. рН;
у2 – количество пропионовокислых бактерий, тыс. КОЕ/г;
у3 – органолептические показатели, баллы;
у4 – растворимый азот в процентах от общего количества.
Комплексные данные, полученные в процессе экспериментальных исследований, представлены в таблице 3.13.
Для определения целевой функции проведено нормирование всех показателей по минимальному значению каждого фактора:
Y
Yi
,
Ymin
(3.2)
Целевую функцию определяли по формуле:
n
F  Y  Y3 ,
n 3
(3.3)
Таблица 3.13 – Совокупность экспериментальных данных и их нормирование
83
Вариант
опы
тов
Опы
т1
Опы
т2
Опы
т3
Опы
т4
Опы
т1
Опы
т2
Опы
т3
Опы
т4
Регулируемые
факторы
х1
х2
х3
х4
+
+
+
+
+
+
+
+
Управляемые факторы
Нормирование
управляемых
факторов
УꞋ1 уꞋ2 уꞋ3 уꞋ4
Целе
левая
функ
ция
Созревание 35 суток
5,5
210
87
24,
2
0
5,5
240
90
26,
2
5
5,5
425
95
28,
4
5
5,6
440
98
31,
0
2
1,0
00
1,0
00
1,0
02
1,0
14
1,0
0
1,1
40
2,0
23
2,0
95
1,0
00
1,0
30
1,0
90
1,1
26
1,0
00
1,1
04
1,1
87
1,3
00
4,000
Созревание 40 суток
5,5
180
88
24,
2
7
5,5
200
91
26,
2
6
5,5
400
95
28,
5
8
5,6
410
98
32,
0
0
1,0
00
1,0
00
1,0
03
1,0
14
1,0
0
1,1
10
2,2
20
2,2
70
1,0
00
1,0
30
1,0
80
1,1
10
1,0
00
1,0
77
1,1
65
1,2
95
4,000
у1,
рН
у2,
у3,
КОЕ/ баллы
г
у4,
%
4,274
5,302
5,535
4,217
5,468
5,689
По итоговым значениям построены графические зависимости, характеризующие
состояние зрелости сыра в 35 суточном и 40 суточном возрасте в зависимости от
вида выбранных культур (рисунок 3.8).
84
Рисунок 3.8 – Целевые функции опытных сыров в возрасте 35 и 40 суток
Анализ графических зависимостей целевых функций совокупности экспериментальных данных, характеризующих качество и степень опытных сыров в
35 и 40 суточном возрасте (рисунок 3.8), позволяет считать, что сыры (опыт 4)
были более высокого качества по сравнению с опытами 1, 2, 3.
Так же следует отметить, что все опытные сыры уже в 35 суточном возрасте
имели качественные характеристики близкие к тем, которыми характеризовались
опытные сыры в 40 суточном возрасте.
Для оптимизации вида заквасочных культур, проведѐн следующий этап математического моделирования.
3.4.1 Моделирование процесса созревания опытных сыров по
изменению активной кислотности при различных композициях
заквасочных культур
Важнейшим показателем эффективности микробиологических процессов
протекающих в сырной массе во время всех технологических операций является
активная кислотность (таблица 3.14).
Таблица 3.14– Экспериментальные данные изменения активной кислотности в опытных сырах в технологических процессах
85
Технологический процесс
Время,
сут
В конце обработки сырного
зерна
После пресса
После посола
В процессе созревания, сут
10
20
30
35
40
Опыт 1
6,30
5,59
5,38
5,44
5,51
5,52
5,52
5,52
Номер опыта
Опыт 2 Опыт 3
6,35
6,44
5,60
5,38
5,44
5,51
5,52
5,52
5,52
5,65
5,18
5,46
5,52
5,53
5,54
5,55
Опыт 4
6,40
5,68
5,20
5,46
5,53
5,55
5,60
5,60
Более характерно динамика изменения показателя активная кислотностьв
опытных сырах во время их производства, включая процесс созревания, приведена на рисунке 3.9.
Активная кислотность, ед. рН
5,60
5,55
5,50
5,45
5,40
5,35
Опыт 1
10 сут
Опыт 2
20 сут
30 сут
Опыт 3
35 сут
Опыт 4
40 сут
Рисунок 3.9– Сравнительная оценка динамики активнойкислотности в
опытных сырах, при использовании различных заквасочных
культурв процессе созревания продуктов
Для установления доминирующего фактора на процесс созревания сыров
был проведен двухфакторный дисперсионный анализ изменения активной кислотности в опытных сырах в зависимости от вида заквасочных культур и продолжительности созревания. Разработанная авторская программа П.А. Лисина в ком-
86
пьютерной системе Mathcad Professional – 15 позволила провести данный анализ
(приложение 1).
Расчетные данные дисперсионного анализа показали, что коэффициент детерминации фактора А–продолжительность созревания сыров равен 71,1%, коэффициент детерминации фактора В – вид заквасочной культуры 26,3%.
На основании полученных данных можно сделать заключение, что доминирующими (приоритетными) факторами на изменение активной кислотности в
процессе созревания сыров является вид заквасочных культур и их действие в течение всего периода созревания сыров.
3.4.2 Моделирование процесса созревания в опытных сырах
по изменению содержания азота
Главным принципом в созревании сыра является протеолиз, содержание
продуктов которого служит показателем степени зрелости сыра. Степень зрелости
сыра, как известно, выражают отношением содержания водорастворимого азота к
общему.
Для оценки «ширины» и «глубины» процесса протеолиза были исследованы
все составы растворимых азотистых фракций сыров (рисунки 3.10-3.12).
Общий растворимый азот, %
33
31
опыт 1
29
y = 0,2471x + 14,086
R² = 0,9888
27
опыт 2
25
y = 0,1971x + 19,411
R² = 0,8693
23
21
опыт 3
19
y = 0,2443x + 19,296
R² = 0,964
17
15
20
25
30
35
Продолжительность созревания, сут
40
опыт 4
y = 0,3457x + 17,679
R² = 0,9184
Рисунок 3.10 – Динамика накопления общего растворимого азота
в опытных сырах в зависимости от срока созревания
87
В сырах опыта 4 темп роста (интенсивность роста) содержания общего растворимого азота составляет 0,346 %азота/в сутки, в сырах опыта 1 данный показатель равен 0,247 %азота/ в сутки. Скорость увеличения (темп роста) содержания
общего растворимого азота в сырах опыта 4 больше, чем в сырах опыта 1 в 1,4 раза. Это можно объяснить более высокой активностью заквасочной культуры используемой в сырах опыта 4.
На рисунке 3.11 приведена зависимость содержания азота растворимого
небелкового в опытных сырах от срока созревания.
Азот растворимый небелковый, %
19
опыт 1
17
y = 0,21x + 5,425
R² = 0,9183
15
опыт 2
y = 0,2614x + 5,8071
R² = 0,8664
13
опыт 3
11
y = 0,2614x + 5,8071
R² = 0,8664
9
опыт 4
7
15
20
25
30
35
40
y = 0,2571x + 7,0107
R² = 0,9405
Продолжительность созревания, сут
Рисунок 3.11– Динамика количества азота растворимого небелкового в
опытных сырах при созревании в зависимости от срока созревания
Темп роста растворимого азота небелкового в сырах опыта 4 равен 0,257 %
растворимого азота/в сутки, в сырах опыта 1 данный показатель равен 0,21 % растворимогоазота/в сутки, т.е. созревание в сырах опыта 4 протекает быстрее в 1,22
раза (на 22% выше чем в сырах опыта 1).На рисунке 3.12 приведен график отражающий зависимость содержания аминого азота в опытных сырах от срока созревания.
88
10
опыт 1
Аминый азот, %
9
y = 0,0471x + 4,3857
R² = 0,9045
8
опыт 2
y = 0,0557x + 6,5786
R² = 0,8979
7
опыт 3
6
y = 0,0386x + 6,2679
R² = 0,9511
5
опыт 4
4
15
20
25
30
35
40
y = 0,0557x + 7,1036
R² = 0,8571
Продолжительность созревания, сут
Рисунок 3.12– Динамика увеличения аминого азота в опытных
сырахв зависимости от срока созревания
Темп роста содержание аминого азота в сырах опыта 4 составляет 0,056 %
аминого азота/ в сутки, в то время как в сырах опыта 1 данная величина составляет 0,047 % аминого азота / в сутки, т.е. заквасочная культура, применяемая в сырах опыта 4 обладает активностью выше в 1,18 раз (на 18% выше) чем заквасочная культура, применяемая в сырах опыта 1.
3.4.3 Математическое моделирование динамики содержания
пропионовокислых бактерий в опытных сырах в процессе созревания
при использовании различных композиций бактериальной закваски
Результаты экспериментальныхисследований позволили построить регрессионные зависимости, характеризующие динамику содержания пропионовокислых бактерий в опытных сырах во время созревания, в зависимости от состава
культур закваски (рисунки 3.13-3.16 и таблица 3.15).
89
Логарифм количества
пропионовокислых
бактерий, КОЕ/г
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
y = -0,0691x + 7,9436
R² = 0,9537
3,0
2,0
1,0
0,0
15
20
25
30
35
40
Продолжительность созревания, сут
Опыт 1
Рисунок 3.13– Изменение содержания пропионовокислых бактерийв сырах
с использованием бактериальной культуры Р114во время созревания
Логарифм количества
пропионовокислых
бактерий, КОЕ/г
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
y = -0,0742x + 8,2563
R² = 0,9578
3,0
2,0
1,0
0,0
15
20
25
30
35
40
Продолжительность созревания, сут
Опыт 2
Рисунок 3.14– Изменение содержания пропионовокислых бактерий
в сырах с использованием бактериальных культур Р114 +U102
во время созревания
90
Логарифм количества
пропионовокислых
бактерий, КОЕ/г
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
y = -0,0513x + 7,9701
R² = 0,9761
3,0
2,0
1,0
0,0
15
20
25
30
35
40
Продолжительность созревания, сут
Опыт 3
Рисунок 3.15– Изменение содержания пропионовокислых бактерий
в сырах с использованием бактериальной культуры РS-4
во время созревания
Логарифм количества
пропионовокислых
бактерий, КОЕ/г
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
y = -0,0516x + 8,016
R² = 0,9767
2,0
1,0
0,0
15
20
25
30
35
40
Продолжительность созревания, сут
Опыт 4
Рисунок 3.16 – Изменение содержания пропионовокислых бактерий
в сырах с использованием сочетания бактериальных культур
РS-4 + LH-B02во время созревания
91
Таблица 3.15– Сводные данные параметров математических моделей динамики содержания пропионовокислых бактерий от продолжительности созревания
опытных сыров и различных видов заквасочных культур
Номер
опыта
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Заквасочные
культуры
Р114
Р114 +U102
РS-4
PS-4+LH-B02
Вид уравнения
у = -0,0691х +7,9436
у = -0,0742х + 8,2563
у = -0,0513х + 7,9701
у = - 0,0516х + 8,0160
Коэффициент Коэффициент
детерминации корреляции
0,9537
0,9765
0,9578
0,9786
0,9761
0,9879
0,9767
0,9883
Так как коэффициент корреляции разработанных математических моделей
по величине близок к 1, то можно сделать заключение, что математические модели адекватно описывают изучаемый процесс изменения содержания пропионовокислых бактерий в опытных сырах. Разработанные математические модели можно
применять для прогнозирования динамики изучаемого процесса, как внутри экспериментального поля, так и вне его, с минимальной ошибкой прогноза (менее
5%).
На завершающем этапе моделирования уточнялась степеньвлияния наиболее перспективного сочетания культурна качество опытных сыров
3.4.4 Двухфакторные математические модели, характеризующие
процесс созревания опытных сыров в зависимости от
продолжительности созревания и количества внесенной закваски
На основании экспериментальных данных приведенных в сводной таблице
и использования компьютерной математической программы TableCurve 3d были
разработаны двухфакторные математические модели процесса созревания сыров.
Адекватность математических моделей оценивалась значением коэффициента детерминации. Корень квадратный из величины коэффициента детерминации есть
92
коэффициент корреляции. Чем ближе величина коэффициента детерминации к
единице, тем адекватней математическая модель, тем меньше ошибка прогноза.
На рисунке 3.17 приведена графическая иллюстрация математической модели изменения активной кислотности сыра.
z=a+b/x+c/x^2+dy
Активная кислотность, ед.рН
5.65
5.65
5.6
5.6
5.55
5.55
5.5
5.45
5.5
5.45
5.4
35
Вре м
я
30
с озр
25
еван
ия,
20
су т
15
Активная кислотность, ед.рН
r^2=0.96147357 DF Adj r^2=0.95336274 FitStdErr=0.01319984 Fstat=166.37472
a=5.4680452 b=-0.060622915
c=0.0073693506 d=0.0049901894
5.4
0.9
%
0.8
и,
0.7
ск
а
0.6
кв
0.5
за
о
0.4
тв
0.3
ес
ч
0.2
ли
10
Ко
Рисунок 3.17 – Изменение активной кислотности в опытных сырах в
зависимости времени созревания и количества заквасочной культуры (опыт 4)
Регрессионная зависимость данной модели имеет вид:
z = a +b/x +c/x2 +dy,
Коэффициент детерминации модели равен 0,961.
Коэффициенты математической модели равны:
а = 5,468; b = -0,061; с = 0,0074; d = 0,004999
Увеличение количества внесенной заквасочной культуры и продолжительности созревания увеличивают показатель активной кислотности.
На рисунке 3.18 изображено изменение содержания общего азота в период
созревания сыра от 10 до 40 суток при внесении заквасочной культуры (опыт 4) в
количестве от 0,2 до 1,0%.
93
Математическая модель имеет вид:
Z = a + bx2 + cy1,5 + d/y,
Коэффициент детерминации модели равен 0,989.
Коэффициенты математической модели равны:
а = 19,986; b = 3,913; c = 0,0364; d = -79,303
z=a+bx^2+cy^(1.5)+d/y
Общий растворимый азот,%
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
35
Вре м
я
30
25
с озр
20
еван
и
я, су
т
15
Общий растворимый азот,%
r^2=0.98971723 DF Adj r^2=0.98766068 FitStdErr=0.57380105 Fstat=673.75039
a=19.986846 b=3.9131016
c=0.036467997 d=-79.303137
10
0.9
%
0.8
и,
0.7
ск
а
0.6
кв
0.5
за
о
0.4
тв
0.3
ес
ч
0.2
ли
10
Ко
Рисунок 3.18– Изменение содержания общего растворимого азота
от времени созревания сыра (опыт 4) и количества внесенной закваски
Следует отметить, что с увеличением продолжительности созревания сыра
и дозы заквасочной культуры наблюдается повышение содержания общего растворимого азота.
На рисунке 3.19 изображено изменение содержания пропионовокислых бактерий (логарифм количества бактерий) в процессе созревания опытного сыра
94
Rank 233 Eqn 32 z=a+bx+cx^2+dx^3+ey+fy^2
7.5
7.5
7
7
6.5
6.5
6
5.5
6
5.5
5
35
Вре м
я
30
с озр
25
20
еван
и
я, су
15
т
Логарифм пропионовокислых бактерий
r^2=0.90675638 DF Adj r^2=0.87567517 FitStdErr=0.20291965 Fstat=36.953458
a=7.7112196 b=-4.8480952 c=8.3178571
d=-3.9583333 e=0.017784435 f=-0.0013342004
5
0.9
0.8
,%
ки
0.7
с
а
0.6
кв
0.5
за
0.4
во
ст
0.3
е
ч
0.2
ли
10
Ко
Рисунок 3.19– Изменение содержания пропионовокислых бактерий
от времени созревания опытного сыра и количества внесенной закваски
Математическая модель имеет вид:
Z = a + bx + cx2 + dx3 + ey + fy2,
Коэффициент детерминации математической изменения содержания пропионовокислых бактерий равен 0,907.
Коэффициенты математической модели равны:
a = 7,711; b = -4,848; c = 8,318; d = -3,958; e = 0,0177; f = -0,00133
В процессе созревания сыра количество пропионовокислых бактерий снижается.
Таким образом, на основании результатов математического моделирования
совокупности экспериментальных данных, получены объективные данные по
наиболее перспективному виду заквасочных культур для нового вида сыра –
РS-4 + LH-B02.
95
3.5 Влияние защитных и упаковочных покрытий на качественные
показатели и безопасность полутвѐрдого сыра
В технологии производства твердых натуральных сыров одной из основных операций является созревание продукта. Созревание – это длительный процесс, во
время которого часть составных компонентов молока претерпевает глубокие изменения, приводящие к формированию органолептических показателей продукта.
Под действием молочнокислой микрофлоры сбраживается молочный сахар. Часть
белков и липидов гидролизуется, образуя серию продуктов распада. В созревании
сыра принимают участие и другие виды микрофлоры. В результате сложных биохимических, физико-химических и микробиологических процессов в сырной массе образуется множество вкусовых и ароматических веществ, создающих вкусовой фон сыра. Кроме того, за период созревания создается основа консистенции
сыра и образуется рисунок.
Вторая сторона созревания сыра заключается в технологии ухода за ним в
этот период путем создания определенных температурно-влажностных режимов и
обработки поверхности продукта. При традиционных способах ухода на поверхности сыра создается плотный слой (корка), призванный предохранять продукт от
внешних воздействий. При таком способе ухода за созревающим сыром происходит его усушка, составляющая, как правило, около 5,0 % веса. Одним из направлений совершенствования ухода является созревание сыра в полимерной пленке,
научные и практические основы развиты в трудах учѐных Л.А. Остроумова, А.А.
Майорова, Е.А. Николаевойи др.
Мировой и отечественный опыт показал, что проведение процесса созревания в полимерной упаковке принципиальным образом изменило сыроделие и явилось мощным стимулом к созданию специального направления по разработке
безопасных защитных полимерных систем целевого назначения и оборудования
для упаковки.
За рубежом и в России используются латексные покрытия на основе ряда
сополимерных дисперсий винилацетата, таких как «Мовилит», «Фудпласт»,
96
«Плиол»,
«Plasticoat»
(Нидерланды),
«Hala-Plast»
(Дания),
«Новаллен»,
«ПОЛИСВЭД». Составы содержат в качестве антимикробных добавок сорбиновую кислоту, сорбаты, различные антибиотики, например натамицин (препарат
«Дельвоцид») или составы на основе пищевых консервантов.
«Plasticoat®» – одно из первых (с 1950 г.) покрытий в Европе на основе сополимера поливинилацетата (ПВА). До настоящего времени «Plasticoat®» сохраняет лидирующие позиции в этой области. Покрытие защищает сыр от плесеней,
механических повреждений, имеет различные цветовые варианты. Оно полупроницаемо для влаги, кислорода и диоксида углерода. В результате его применения
обеспечивается натуральное созревание сыра с оптимальным развитием аромата и
при отсутствии чрезмерной потери массы. Покрытие «Plasticoat» в настоящее
время используется в производстве таких элитных видов сыров, как «Маасдам»,
«Эмментальский», «Ярлсберг», «Эдам» и др.
Цель данного этапа исследования – провести сравнительное изучение влияния вида покрытия на качество и безопасность нового вида сыра.
Сыр полутвѐрдый был выработан с закваской – термофильная культура, содержащая определенный штамм Propionibacteriumfreudenreichiisubsp. shermanii
(PS-4) с добавлением других культур этой серии PS-1 и PS-2.
После посолки и обсушки опытные сыры разделили на 3 группы:
- I группа (опыт 1) –созревание по традиционной технологии с использованием парафинового покрытия Delvowax®, которое используется, чтобы избежать потери веса вследствие испарения влаги сыра. Также парафин обеспечивает поверхности сыра превосходные барьерные свойства по отношению
к воде, улучшает внешний вид сыра и может создать надежное дифференцирование продукта и бренд образ товара, защищает сыр во время хранения
и транспортировки, препятствует образованию плесени. Оно наносилось на
10 сут созревания сыра;
- II группа (опыт 2) – экспериментальная технология, так же на 10 сут созревания сыра наносили защитное покрытие Plasticoat, которое состоит из
эмульсии сополимера винилацетата Delvocid® и растворимых в воде пище-
97
вых красителей. Plasticoat защищает сыр от физических повреждений и плесени;
- III группа сыра (опыт 3) – экспериментальная технология, сыр покрывался
покрытием Plasticoat и после созревания в тѐплой камере – на 20 сут охлаждали и упаковывали в пакеты «Криовак ВК 3950» при вакууме (0,4-0,6
МПа).
Пакеты для созревания сыров имеют следующие особенности: они выпускают углекислый газ, образующийся при созревании сыра, и не пропускают кислород, защищают продукт от внешних воздействий, обеспечивают созревание сыра, его привлекательный внешний вид, сокращают потери от усушки. Кроме того,
пакеты обладают способностью к термоусадке и могут использоваться при любом
типе вакуум-упаковочного оборудования. Выпускаются пакеты желтого, оранжевого и красного цветов, а также бесцветные.
В процессе созревания сыра контролировали содержание пропионовокислых бактерий, результаты представлены в таблице 3.16.
Таблица 3.16 – Содержание пропионовокислых бактерий в опытных сырах
Вариант
опытного сыра
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Количество пропионовокислых бактерий, тыс. КОЕ/г
после посолки
15 сут
30 сут
35 сут
40 сут
4,00
940
560
240
200
4,05
980
720
350
210
4,10
1010
890
440
240
Характер размножения пропионовокислых бактерий в опытных сырахбыл
одинаков, до процесса созревания. Жизнеспособность клеток пропионовокислых
бактерий, инокулированных в смесь была выше в опытных сырах 2 и 3).
Показатели накопления продуктов расщепления белков являются объективными при оценке процесса созревания сыра. Результаты экспериментального изучения продуктов белкового распада свидетельствуют о завершении данного процесса к 35 суточному возрасту сыров. Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что процесс протеолиза активнее протекал в опытных сырах 2 и
3 (рисунок3.20).
Содержание фракций азота в
процентах от общего азота
98
30
25
20
15
10
5
0
Общий
растворимый
азот
Опыт 1
Небелковый
растворимый
азот
Опыт 2
Аминный азот
Опыт 3
Рисунок 3.20 – Содержание азотосодержащих фракций в полутвѐрдых
сырах (35 суток)
Анализ микробиологических и биохимических показателей опытных сыров
свидетельствует о преимуществах процесса созревания с использованием специальных плѐнок и полимерных покрытий, по сравнению с парафиновыми покрытиями (опыт 1).
Полученные данные коррелируют с результатами А.А. Майорова и Е.А. Николаевой (СибНИИС, г. Барнаул) при изучении процесса создания сыров «Голландский брусковый» и «Советский».
Также контролировали массовую долю влаги в опытных сырах – свежих и в
конце созревания. Установлено, что за период созревания опытного сыра 1 снижение влаги составило (3,5±0,2) % от первоначального содержания в свежем сыре. В опытном сыре 2 снижение влаги составило (1,2±0,2) %, в опытном сыре 3 –
(0,8±0,2) %. Полученные результаты свидетельствуют о значительном увеличении
съедобной массы сыра, что подтверждает эффективность использования защитного покрытия, как самостоятельно, так и в сочетании с полимерными покрытиями.
Оценка качества образования рисунка в опытных сырах показала, что на
разрезе они имеют рисунок в виде крупных глазков (рисунок 3.21).
99
Рисунок 3.21 – Опытный сыр на разрезе
Данный факт свидетельствует, что в опытных сырах, созревающих в защитном покрытии и в комбинированном покрытии с пакетом «Криовак» микробиологические процессы развития жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий
были более интенсивные, в связи с этим энергичное газообразование способствовало образованию характерного рисунка, состоящего из крупных глазков.
Химический состав и органолептические показатели готовых опытных сыров представлены в таблице 3.17, исследование сыра проводили в 35 суточном
возрасте.
Таблица 3.17 – Химический состав и органолептические показатели опытных сыровготовых к реализации
Вариант
Химический состав, %
опытного м.д.ж. м.д.
м.д.соли
сыра
влаги
Опыт 1
45,3
40,0
1,60
Опыт 2
45,3
43,0
1,62
Опыт 3
45,2
43,5
1,61
Органолептические показатели
вкус и запах
консистенция,
рисунок
Кисломолочный
вы- Пластичная,
раженный вкус с аро- средние
и
матом пропионовокис- крупные глазки
лого брожения
(7-14 мм)
Ярко
выраженный Пластичная,
сырный запах, сладко- крупные глазки
вато-ореховый вкус
(14-30 мм)
Ярко
выраженный Пластичная,
сырный запах, сладко- крупные глазки
вато-ореховый вкус
(14-30 мм)
100
3.6 Исследование структурно-механических свойств
полутвѐрдого сыра
Консистенция сыра является одним из показателей, входящих в стандартную органолептическую оценку сыра. Консистенция – практически единственный
из органолептических показателей, который можно соотнести в настоящее время
с показателями, полученными с использованием объективных приборных измерений. Эти измерения относятся к области структурно-механических характеристик,
иначе называемых реологическими характеристиками продукта.
Консистенция занимает важное место в общей органолептической оценке
сыров. Не случайно в некоторых вариантах систематизации сыров имеются отдельные группы сыров с подразделением на особенности структуры сырной массы, такие, как «твердые сыры», «полутвердые», «мягкие сыры». Этим подчеркивается специфика свойств данных сыров в отношении их реологических характеристик [65, 82].
Из большого количества реологических характеристик, ведущие учѐные в
области сыроделия Л.А. Остроумов, А.А. Майоров, Е.А. Николаева отдают предпочтение показателю «твердость». Этот показатель, легко измеряемый методом
пенетрации, имеет высокую степень корреляции с органолептической оценкой
консистенции сыра.
Целью исследования было определить влияние совокупности технологических процессов производства на качество консистенции полутвѐрдого сыра. Для
исследования выбраны образцы опытного полутвѐрдого сыра, созревающего в
покрытии «Plasticoat» (опыт 2) и в комбинированном покрытии с пакетом «Криовак» (опыт 3). Также исследована консистенция сыра производимого по традиционной технологии (опыт 1), который созревал в пакетах «Криовак». Исследование
опытных сыров проводилось в 35 суточном возрасте.
В зрелых и готовых к реализации сырах измеряли пенетрационную твердость с помощью пенетрометра АР/4. Сыры термостатировали при температуре
20 °С в течение 60 мин. Нагрузка на коническом инденторе составляла 150 г,
101
время погружения индентора 5 секунд. Всего на каждом из образцов проводили
по 10 измерений. Результаты измерений приведены в таблице 3.18.
Таблица 3.18 – Глубина погружения индентора в сырную массу, мм
Номер опыта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Среднее
Опыт 1
7,10
6,20
6,30
6,20
6,20
6,80
6,30
6,20
7,00
6,40
6,50
6,52
Опыт 2
5,80
4,80
4,60
4,20
5,50
5,30
5,10
4,70
4,70
5,40
5,10
5,02
Опыт 3
5,1
4,3
4,5
4,8
5,2
5,0
5,3
4,7
4,8
5,3
5,1
4,92
Средние значения твердости сырной массы приведены в таблице 3.19.
Таблица 3.19 – Твердость сырной массы, кПа
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
34,05±1,50
56,41±1,22
59,47±1,03
Результаты оценки консистенции сыров в зависимости от способа ухода во
время созревания, приведены на рисунке 3.22.
Результаты исследования структурно-механических показателей в достаточной степени точности коррелируют с результатами органолептической оценки
опытных сыров, коэффициент корреляции составил 0,92. Полученные опытным
путем показатели так же находятся в рекомендуемых пределах (СибНИИС, г.
Барнаул) для данной группы полутвѐрдого сыра. Полученные данные и их анализ
свидетельствуют о том, опытные сыры являются зрелыми и соответствуют по показателям вкуса и консистенции выбранному аналогу – сыру «Маасдам» в 35 суточном возрасте.
102
96,5
97,0
98,0
Оценка, баллы
100
80
60
40
23,5
24,0
20
25,0
Общая
Консистенция
0
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Консистенция
Общая
Рисунок 3.22 – Результаты органолептической оценки опытных сыров
3.7 Определение срока годности полутвѐрдого сыра
В соответствии с ФЗ № 88 сыр обозначен, как молочный продукт или молочный составной продукт, произведенный из молока, молочных продуктов и
(или) побочных продуктов переработки молока с использованием специальных
заквасок, технологий, обеспечивающих коагуляцию молочных белков с помощью
молокосвертывающих ферментов или без их использования, либо кислотным или
термокислотным способом с последующим отделением сырной массы от сыворотки, ее формованием, прессованием, посолкой, созреванием или без созревания
с добавлением не в целях замены составных частей молока немолочных компонентов или без их добавления.
Сыр должен соответствовать критериальным требованиям по качеству и
безопасности (приложение 11 и 12, ФЗ № 88). Нормируемый срок годности нового сыра определѐн, как 3 месяца при хранении на предприятии изготовителе и
один месяц в реализационных структурах торговой сети, т.е. МУК 4.2.184704«Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и усло-
103
вий хранения пищевых продуктов» [74]. Определен коэффициент резерва, как
1,15, так как твѐрдые и полутвѐрдые сыры не относятся к группе скоропортящихся молочных продуктов, т.е. 103,5 сут (103 сут). Периодичность исследования, т.е.
точки контроля приняты по рекомендации МУК 4.2.1847-04 (сутки): 18, 36, 54, 72,
90, 108.
Исследование хранимоспособности проводилось в камере хранения предприятия ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета» молочный комбинат» (рисунок 3.23).
Рисунок 3.23 – Хранение опытных выров в условиях предприятия
Контролировали химические, микробиологические, органолептические показатели и на конец установленного срока – показатели безопасности. Результаты
исследований приведены в таблицах 3.20-3.22.
Условия хранения были стандартными: температура от 0 до 4 °С и относительная влажность воздуха от 80 до 85 %, включительно.
104
Таблица 3.20 – Химический состав, свойства, органолептические показатели
полутвѐрдого сыра
Наименование
показателя
Массовая
жира, %
НД на
методы
испытаний
доля ГОСТ
5867-90
Массовая доля
влаги, %
Активная кислотность, ед. рН
Норма
Результаты испытаний по срокам
18
35
54
72
90
108
сут
сут
сут
сут
сут
сут
Не < 45 45,2± 45,2± 45,2± 45,2± 45,2± 45,2±
% в су- 0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
хом веществе
Не < 425 43,5± 43,5± 43,5± 43,5± 43,5± 43,5±
%
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
От 5,3 до 5,6±0 5,6±0 5,6±0 5,6±0 5,5±0 5,5±0
5,8
,1
,1
,1
,1
,1
,1
ГОСТ
3626-73
ГОСТ
Р5335909
Температура, °С ГОСТ
От 2 до 4
4
4
4
4
4
3622-68
Органолептиче- ГОСТ761 Не < 90
97,0 97,0 97,0 97,0 96,0
ские
оценка, 6-85
баллы
Таблица 3. 21 – Микробиологические показатели полутвѐрдого сыра
Наименование
показателя
Норма
КМАФАнМ,
1,0·104
КОЕ/см3, (г) не более
БГКП (колиформы)
0,1
в массе продукта (г)
Патогенные микро25
организмы,в т.ч. сальмонеллы
Стафилококки
Не допускаS. aureus
ются
Listeriamonocytgenes
Дрожжи, КОЕ/г
Не допускаются
Плесени, КОЕ/г
Не допускаются
4
96,0
Результаты испытаний по срокам, сут
18
35
54
72
90
108
сут сут сут сут сут
сут
1,0·1 1,0· 1,0· 1,0· 1,0·1 1,0·1
03
103 103 103
03
04
Не обнаружено
Не обнаружено
Не обнаружено
Не обнаружено
Не обнаружено
105
Таблица 3.22 – Показатели безопасности полутвѐрдого сыра
Потенциально опасные вещества
Свинец
Мышьяк
Кадмий
Ртуть
Допустимые уровФактическое
ни, мг/кг, не более* значение, мг/кг
Токсичные элементы
0,5
0,3
0,2
0,03
Пестициды
Гексахлорциклогексан (α, β, γ-изомеры)
1,25
ДДТ и его метаболиты
1,0
Антибиотики
Левомицитин (хлорамфеникол)
0,0003
Тетрациклиновая
0,01 ед/г
группа
Стрептомицин
0,2 ед/г
Пенициллин
0,004 ед/г
Микробиологические показатели
БГКП (колиформы)
в 0,001 г не допускается
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы
не допускаются в
25,0 г
S. aureus
не допускается в
0,001г
L. monocytogenes
не допускаются в
25,0г
0,041
менее 0,025
0,0002
0,0004
менее 0,0005
менее 0,0001
менее 0,00015
менее 0,01 ед/г
менее 0,2 ед/г
менее 0,004ед/г
в 0,001 г не
наружены
в 25,0 г
обнаружено
в 0,001 г
обнаружено
в 25,0 г не
наружено
обне
не
об-
* – «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» с изменениями
Анализ показателей, представленных в таблицах 3.20-3.22, свидетельствует
о соответствии их в опытном сыре нормируемым в ФЗ № 88.
Таким образом, для нового вида сыра установлено срок годности: при температуре (4+2) °С и относительной влажности воздуха 82-85 % 3 месяца со дня
завершения процесса созревания в условиях завода-производителя и 1 месяц при
отпуске в торговую сеть с завода-производителя.
106
3.8 Биологическая, пищевая и энергетическая ценность
полутвѐрдого сыра
Сыр является высокобелковым, биологически полноценным пищевым продуктом, в первую очередь за счѐт содержания в белках всех незаменимых аминокислот [119].
Белки сыра почти полностью усваиваются в желудочно-кишечном тракте
человека (коэффициент переваривания их равен 95 %), что объясняется значительным расщеплением казеина в процессе созревания сыра.
Биологическая ценность полутвѐрдого сыра, которому присвоено название
«Премиум» изучена в лаборатории научно-образовательного центра ФГБОУ ВПО
«Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (приложение 2), результаты представлены в таблицах 3.23, 3.24 и на рисунке 3.24.
Таблица 3.23 – Распределение белков по молекулярным массам
Наиме- Нонование мер
продукта полосы
Сыр
натуральный
полутвѐрдый
1
2
3
4
5
6
7
Молекулярный
вес,
кДа
Процент
от общего
содержания
казеинов
Процент от
общего содержания
сывороточных белков
32,15
26,0
24,5
21,3
16,4
15,2
14,7
42,56
28,04
15,20
14,91
-
36,59
35,89
2752
Процент
от общего
содержания
белка
12,6
8,3
4,5
4,2
25,8
25,3
19 4
Общее количество
сывороточных
белков на
100 г
Общее
количество казеина на
100 г
Общее
количество
белка,
г
17,85
8,01
25,86
Анализ белковой составляющей полутвѐрдого сыра позволил определить
массовую долю белка в средней пробе опытного образца и установить массовую
долю белка, как (26,0±0,3) мас.%.
107
Таблица 3.24 – Определение массовой концентрации аминокислот
Наименование
продукта
Определяемый параметр
Аргинин
Лизин
Тирозин
Фенилаланин
Гистидин
Лейцин + Изолейцин
Метионин
Сыр натуральный Валин
полутвѐрдый
Пролин
Треонин
Серин
Аланин
Глицин
Глутаминовая кислота
Аспарагиновая кислота
Цистин
Общее содержание
Массовая доля аминокислоты в
образце, X ± Δ мг/100 г продукта
723,20±289,20
1878,43±638,67
1330,78±399,23
1168,65±350,59
1905,47±952,73
2608,34±687,17
677,09±230,21
1214,67±485,87
2566,73±667,53
906,23±362,49
1344,10±349,47
642,47±167,04
427,33±145,29
800,00±320,00
3650,34±1460,13
3202,97±16041,49
25046,79
Рисунок 3.24 – Хроматограммы аминокислот полутвѐрдого сыра
108
Проведено сравнение массовой доли свободных незаменимых аминокислот
и расчѐт аминокислотного скора – объективного показателя биологической ценности белков сыра (таблица 3.25) с аналогичными показателями Советского сыра,
приведѐнными в справочном издании Г.Г. Шилера [119].
Таблица 3.25 – Содержание свободных незаменимых аминокислот (мг/100 г
продукта)
Название аминокислоты
Советский сыр
1490
1000
1700
1460
750
1000
800
1050
9250
Валин
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Треонин
Триптофан
Фенилаланин
Итого
Опытный сыр «Премиум»
1492
1200
1997
1827
668
1246
650
855
10435
Рассчитан аминокислотный скор полутвѐрдого сыра, который в сравнении с
Аминокислотный скор, %
данными ФАО/ФОЗ приведен на рисунке 3.25.
300
200
100
0
ФАО/ВОЗ
Полутвёрдый сыр "Премиум"
Рисунок 3.25 – Аминокислотный скор полутвѐрдого сыра
в сравнении со шкалой ФАО/ВОЗ
109
Анализ данных, представленных в таблицах 3.24, 3.25 и на рисунке 3.25,
позволяет сделать заключение о высокой биологической ценности белков полутвѐрдого сыра.
Жирнокислотный состав липидов полутвѐрдого сыра представлен в таблице
3.26.
Таблица 3.26 – Жирнокислотный состав полутвѐрдого сыра «Премиум»
Показатель
Липиды (сумма)
Жирные кислоты (сумма)
Насыщенные, в том числе
Капроновая (С6:0)
Каприловая (С8:0)
Каприновая (С10:0)
Лауриновая (С12:0)
Миристиновая (С14:0)
Пальмитиновая (С16:0)
Стеариновая (С18:0)
Мононенасыщенные жирные кислоты,
в том числе
Миристолеиновая (С14:1)
Пальмитолеиновая (С16:1)
Олеиновая (С18:1)
Полиненасыщенные, в том числе
Линолевая (С18:2)
Линоленовая (С18:3)
Содержание жирных кислот,
г/ 100 г продукта
26,10
20,20
12,33
0,09
0,20
0,56
0,79
2,69
5,38
1,98
6,84
0,40
0,57
5,88
0,96
0,95
0,01
Пищевая ценность сыра определяется не только качественным и количественным составом основных нутриентов, но и содержанием микронутриентов:
витаминов и минеральных веществ. Данные о содержании основных минералов и
витаминов получены экспериментальным путѐм с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель». Исследование витаминов представлено на
рисунке 3.26 и в таблице 3.27.
110
Рисунок 3.26 – Электрофоретическое разделение водорастворимых
витаминов методом капиллярного электрофореза сыра натурального
полутвѐрдого
Таблица 3.27 – Определение массовой концентрации свободных форм
водорастворимых витаминов в опытном полутвѐрдом сыре
Наименование
пробы
Определяемый
параметр
Масса навес- Массовая кон- Массовая
доля
ки, г / объѐм центрация ви- витамина в пробе,
экстракта,
тамина в экс- Х±∆
(Р=0,95),
3
3
см
тракте, мг/дм мг/100 г
Сыр по- В1 (тиамина хлорид 0,2 / 25,0
0,246
0,03±0,006
погидрохлорид)
лутвѐр- В2 (рибофлавин)
0,2 / 25,0
1,681
0,210±0,090
дый
В6 (пиридоксина гид- 0,2 / 25,0
0,094
0,010±0,001
рохлорид)
С (аскорбиновая ки- 0,2 / 25,0
7,440
0,930±0,320
слота)
В3 (пантотеновой ки- 0,2 / 25,0
0,034
0,004±0,001
слоты
кальциевая
соль)
В5 (никотиновая ки- 0,2 / 25,0 Не обнаружено
слота)
Вс (фолиевая кислота)
0,2 / 25,0 Не обнаружено
-
111
Количественное содержание минеральных веществ в опытном сыре представлено в таблице 3.28.
Таблица 3.28 – Массовая концентрация катионов минеральных веществ в
опытном сыре
Наименование Массовая концентрация Коэффициент
определяемого катиона, мг/дм (без разбавления
катиона
учета разбавления про- пробы Q
бы)
Натрий
55,956
100
Магний
7,558
100
Кальций
44,382
100
Массовая концентрация
катиона Х±А (Р=0,95),
мг/дм3 (с учетом разбавления пробы)
4806,0±961,2
755,8±151,2
4438,2±887,6
Данные об энергетической ценности опытного сыра приведены в таблице
3.29.
Таблица 3.29 – Энергетическая ценность опытного сыра
Продукт
Белки, %
Жиры, %
Полутвѐрдый сыр
«Премиум»
26,0±0,2
26,1
Энергетическая ценность
ккал
кДж
338,9
1420,0
Сыр относится к высокоэнергетичным продуктам питания. Совокупность
показателей, характеризующих биологическую, пищевую и энергетическую ценность нового продукта позволяет его рекомендовать для питания населения всех
возрастных групп.
112
ГЛАВА 4 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУТВЁРДОГО
СЫРА С ПРОПИОНОВОКИСЛЫМИ БАКТЕРИЯМИ: НОРМАТИВНАЯ
И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТАДИЯ
На завершающем этапе выполнения научно-исследовательской работы решались следующие научные задачи:
- разработать технологию и нормативную документацию для производства
полутвѐрдого сыра «Премиум»;
- рассчитать экономические показатели, характеризующие целесообразность
производства нового вида сыра;
- разработать рекомендации по производству нового вида сыра в условиях
промышленного предприятия;
- провести промышленную апробацию технологии полутвѐрдого сыра «Премиум».
4.1 Разработка технологии и нормативной документации –
стандарта предприятии
В результате комплексной научно-исследовательской работы определено,
что новый вид зрелого полутвѐрдого сыра (далее по тексту – сыр), изготавливается из коровьего молока и продуктов, полученных из коровьего молока (обезжиренного молока и сливок), предназначен для непосредственного употребления в
пищу, приготовления кулинарных изделий или дальнейшей переработки.
Сыр изготавливается с использованием смешанной заквасочной микрофлоры (мезофильной и/или термофильной молочнокислой микрофлорой, и/или пропионовокислыми бактериями, и/или бифидобактериями).
Сыр может производится при использовании низкой илипромежуточной
температуры второго нагревания.
113
В зависимости от массовой доли жира в сухом веществе сыр может выпускаться:
- с массовой долей жира в сухом веществе сыра 45%;
- с массовой долей жира в сухом веществе сыра 50%.
Сыр должен соответствовать требованиям Федерального закона №88-ФЗ
«Технический регламент на молоко и молочную продукцию», нормативным правовым актам Российской Федерации и вырабатываться по рецептурам и технологическим инструкциям с соблюдением санитарных норм и правил для предприятий молочной промышленности, утвержденных в установленном порядке.Требования к форме, размерам и массе сыра установлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Требования к форме, размерам и массе сыра
Наименова-
Форма сыра
ние сыра
Размер, см
длина шири- высо- диана
Блок с прямоугольным ос- 30,0
Сыр
Масса,
50,0
та
11,0
кг
метр
-
От
нованием с выпуклыми бо-
16,4 до
ковыми поверхностями и
18,0
округленными гранями
Прямоугольный брусок с 30,0
12,5
11,0
-
выпуклыми боковыми по-
От 4,1
до 4,5
верхностями и округленными гранями
Блок с квадратным основа- 30,0
25,0
11,0
нием с выпуклыми боковы-
-
От 8,2
до 9,0
ми поверхностями и округленными гранями
По органолептическим показателям сыр полутвѐрдый
ствовать требованиям, приведенным в таблице 4.2.
должен соответ-
114
Таблица 4.2 – Органолептические показателиполутвѐрдого сыра «Премиум»
Наименование
Содержание характеристики
показателя
Внешний вид Корка ровная, тонкая, без повреждений и без толстого подкоркового слоя, покрытая специальными парафиновыми, полимерными, комбинированными составами или полимерными пакетами
Допускается отпечаток перфорации на поверхности сыра.
Для сыра в форме бруса, блока с квадратным основанием
допускается незамкнутая поверхность одной или двух сторон поверхности сыра
Допускается неплотное прилегание пакета к поверхности
сыра на отдельных упаковочных единицах. Поверхность
сыра чистая
Вкус и запах
Выражено сырный, сладковато-пряный, с ореховым привкусом
Консистенция Тесто нежное, пластичное, однородное по всей массе
Рисунок
На разрезе сыр имеет рисунок, состоящий из глазков круглой
или овальной формы, равномерно расположенных по всей
массе
Цвет теста
От светло-желтого до желтого, равномерный
Возраст сыров определяется от даты выработки и составляет 35 суток.
По физико-химическим показателям сыр должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 4.3.
Таблица 4.3 – Физико-химическим показателям сыра «Премиум»
Наименование показателя
Сыр
Сыр
Сыр
Сыр
Содержание характеристикидля сыров с массовой долей жира в сухом веществе сыра, %
45,0
50,0
Массовая доля жира в сухом веществе сыра/абсолютная
массоваядоля жира в сыре, %
45,0±1,6/25±1,6
50,0±1,6/29±1,6
Массовая доля влаги/ массовая доля влаги в обезжиренном
веществе, %, не более
42,0/56±1,6
42,0/59±1,6
Массовая доля хлористого натрия (поваренной соли), %
От 1,3 до 2,0
От 1,3 до 2,0
Активная кислотность, ед. рН
От 5,3 до 5,8
Примечание – жировая фаза сыра должна содержать только молочный жир
115
Микробиологические показатели для сыров не должны превышать норм,
установленных №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты» и указанных в таблице 4.4.
Таблица 4.4 – Микробиологические показатели для сыра «Премиум»
Продукт
КМАФАнМ,
КОЕ/см3
(г), не более
Сыр
-
Масса продукта (г), в которой
не допускаются
БГКП
патогенные, в стафило- листери(колитом
числе кокки
иL.monoc
формы) сальмонеллы S.aureus ytogenes
0,001
25
0,001
25
Дрожжи,пл
есени,не
болееКОЕ/см3
(г)
-
Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов в сыре не должно превышать норм, установленных Федеральным Законом №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», указанных в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов в сыре «Премиум»
Продукт
Сыр
Потенциально опасные вещества
Допустимые уровни,
мг/кг (л, дм3),не более
Токсичные элементы:
Свинец
0,50
Мышьяк
0,30
Кадмий
0,20
Ртуть
0,03
Микотоксины:
Афлатоксин М1
0,0005
Антибиотики:
Левомицетин (хлорамфеникол)
не допускается
Тетрациклиновая группа
не допускается
Стрептомицин
не допускается
Пенициллин
не допускается
Пестициды (в пересчѐте на жир):
1,25
Гексахлорциклогексан (,β,-изомеры)
1,0
ДДТ и его метаболиты
Радионуклиды:
Цезий-137
50 Бк/кг
Стронций-90
100 Бк/кг
116
Срок годности сыра на предприятии-изготовителе или предприятии, осуществляющем длительное хранение сыра, составляет:при температуре от 1 до 4°С
и относительной влажности воздуха от 80до 85% включительно – 4,0 месяца. Допускается временное хранение сыров при температуре от минус 4 до
0 °С и от-
носительной влажности воздуха от 85 до 90 включительно.Срок годности сыра
после отгрузки с предприятия-изготовителя – 30 сут.
4.2 Расчѐт экономических показателей производства
полутвѐрдогосыра «Премиум»
Расчѐты проводились на основе результатов анализа экономических показателей по производству твѐрдых и полутвѐрдых сыров в производственных условиях сыродельного цеха ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета» молочный
комбинат» за 6 месяцев 2012 г. и 6 месяцев 2013 г. по стандартной методике. При
этом учитывалась сезонность производства молока-сырья и среднестатистическое
колебание цены на основное сырьѐ-молоко, с учѐтом его сортности от 14,0 до 22,0
руб. за 1 кг.
Результаты расчѐта расходов на производство 1 т полутвѐрдого сыра «Премиум» с м.д.ж. 45 % (таблица 4.6).
Таблица 4.6 – Основные экономические показатели производства полутвѐрдого сыра «Премиум»
Наименование показателей
1
Товарная продукция в руб. без НДС
Сырье
Основные материалы
Упаковка
ГСМ (доставка молока)
Энергоносители и вода
Заработная плата с ЕСН
Логистика
Моющие средства
Транспортные расходы
Итого переменных затрат
Расход на 1000кг сыра, руб
2
223 787,0
146 795,0
4 937,0
11 428,0
2 534,0
3 332,0
5 254,0
483,0
633,0
169,0
175 566,0
117
Продолжение таблицы 4.6
1
Себестоимость 1 т по переменным расходам
Маржинальная прибыль
Маржинальная прибыль на единицу
Маржинальная доходность, %
Рентабельность производства
Рентабельность реализации (в ПЗ)
2
175 566,0
48 221,0
48,22,0
22,0
27,5
21,5
Примечание: Расход нормализованной смеси на 1000 кг свежего сыра 10500±50 кг.
4.3 Рекомендации по производству нового вида сыра в условиях
промышленного предприятия
Технология полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями «Премиум» адаптирована для производства на современном высокопроизводительном
оборудовании – линии фирмы OBRAM.
Технологический процесс состоит из следующих этапов:
- молоко подогревают на пластинчатой пастеризационно-охладительной
установке «OBRAM» до температуры (55±2) °С и направляют на сепараторсливкоотделитель «Вестфалия MSE 230-01-777», где молоко разделяется на
обезжиренное молоко и сливки с м.д.ж. от 25 до 42 %;
- нормализация смеси по массовой доле жира с непрерывным контролем массовой доли жира в сливках и нормализации молока путем возврата части
сливок в обезжиренное молоко и (или) обратного смешивания части обезжиренного молока со сливками с использованием узла нормализации жира
в потоке «Стандомат M-S»;
- нормализованное молоко (смесь) при температуре (55±2) °С подается на
саморазгружающийся сепаратор для удаления бактерий (бактофугу) «Вестфалия CNE 215-01-777»;
- вакуумная обработка нормализованного молока (смеси) с применением деаэратора для удаления мелкодисперсной газовой фазы и летучих соедине-
118
ний, обусловливающих посторонние привкусы и запахи при температуре
(55±2) °С и разрежении 40–60 кПа;
- термизация. Нагревание молока (смеси) до температуры (65±2) °С, выдержка от 20 до 25 с. Молоко охлаждают до температуры (6±2) °С на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке «OBRAM».
Затем подготавливают нормализованное молоко (смесь) к свертыванию:
- пастеризация смеси при температуре (74±2) °С с выдержкой от 20 до 25 с на
пластинчатой пастеризационно-охладительной установке «OBRAM»;
- нормализованное молоко (смесь) подогреают до температуры свертывания
в потоке на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке
«OBRAM»;
- температура сычужного свертывания устанавливается в пределах от 32 до
34 °С в зависимости от времени года и технологических свойств молока
(пониженная или повышенная способность к свертыванию под действием
молокосвертывающего препарата). При пониженной способности молока к
свертыванию температуру повышают в допустимых пределах. Нормализованное молоко подается в сыроизготовитель;
- в пастеризованное, нормализованное молоко при температуре свертывания
вносят 40 %-ный водный раствор хлористого кальция и закваску.
Нормализованную смесь свертывают раствором молокосвертывающего
ферментного препарата, его количество должно обеспечивать свертывание молочной смеси в течение 25-40 мин. Готовый сгусток должен быть нормальной
плотности и давать на расколе достаточно острые края с выделением прозрачной
сыворотки. Разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течение
(20±5) мин.
Основная часть сырного зерна после постановки должна иметь размер от 7 до 9
мм. Во время постановки зерна удаляют от 30 до 50 % сыворотки (от первоначального количества перерабатываемого молока). Продолжительность удаления
сыворотки – от 10 до 25 мин. После постановки зерно вымешивают до достиже-
119
ния определенной степени упругости (зерно становится более плотным, упругим
и округлым). При нормальном развитии молочнокислого процесса нарастание
кислотности сыворотки с момента разрезки сгустка до второго нагревания составляет от 1,0 до 1,5 °Т.
Формируют сыр с помощью вертикальных колонн прессующе-формовочного устройства (ПФУ), горизонтальное сечение которых образует форму сыра.
Для обеспечения равномерности поступления на ПФУ зерно с сывороткой предварительно перекачивается в промежуточные емкости-накопители (буферные емкости). Сыр формуют из пласта. В верхней части прессующее-формо-вочной колонны находятся контрольные приборы, работающие совместно с насосом, подающим сырное зерно вместе с сывороткой. Это позволяет постоянно поддерживать
уровень сыворотки над формирующимся пластом сырного зерна на постоянном
уровне.
Сыр прессуют в специальных мультиформах, у которых дренажным материалом служит перфорированная пластмасса, в туннельных прессах. Продолжительность прессования – 110 мин (в зависимости от вида сыра), давление (при постепенном повышении) – от 2 до 9 бар (от 0,2 до 0,9 МПа). Отпрессованные блоки
сыра при необходимости получения брусков меньшей массы подвергают нарезке
на две или четыре части. Отпрессованные сыры помещают в рассол с концентрацией поваренной соли от 19 до 21 % и температурой от 10 до 13 °С.
Продолжительность посолки сыра – 24 ч (в форме бруса массой 4 кг), 36 ч
(в форме полублока массой 8 кг), 48 ч (в форме евроблока массой 16 кг).После обсушки сыр направляют на созревание.
Блок-схема производства полутвѐрдого сыра представлена на рисунке 4.1.
120
Входной контроль сырья и материалов
Молоко-сырьѐ
ГОСТ Р52054
Сливки питьевые
ГОСТ Р52091
Молоко обезжиренное
ГОСТ Р53503
Вода питьевая
СанПиН 2.1.4.1074-01
Подготовка молока
Бактофугирование и деаэрация
Термическая обработка и созревание:
Пастеризация
t = (74±2) °C, τ= 20-25 c
Нормализация
t = 55 °C
Охлаждение
t = 32-33 °C
Внесение закваски и созревание τ= 35-40 мин
Свѐртывание, обработка, формование
Внесение фермента, свѐртывание
t = 32-33 °C, τ= 25-40 мин
Разрезка, постановка зерна
τ= 20-25 мин
Отделение сыворотки
50 %
Добавление воды
20 %
Второе нагревание, вымешивание
t = 38-40 °C
Отделение сыворотки, формование сыра
Прессование сыра
Посолка
p = 2-9 бар, τ= 110 мин
t = 10-13 °C, τ= 3 сут
Созревание
I этап
II этап
III этап
Хранение
τ= 10-12 сут, t = 7-10 °C
τ= 19-21 сут, t = 21 °C
τ= 10-12 сут, t = 10 °C
t = 4-6 °C
Рисунок 4.1 – Блок-схема производства полутвѐрдого сыра «Премиум»
4.4 Промышленная апробация технологии полутвѐрдого
сыра «Премиум»
Технология полутвѐрдогосыра «Премиум» прошла промышленную апробацию в условиях передового молочного предприятия ОАО «Белебеевский ордена
«Знак почета» молочный комбинат» в соответствии с нормативной документаци-
121
ей (СТО 00431728-005-2013), утвержденной в установленном порядке (приложение 6).
Новизна технологии сыра отражена в заявке на изобретение «Способ производства полутвѐрдого копчѐного сыра» (приоритет от 29.11.2012 г. Заявка
№
201214394610/070539).
Документы, подтверждающие промышленную апробацию, представлены в
приложениях 3, 4, 5.
122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одной из основных проблем отечественного сыроделия является ограниченный ассортимент и объѐмы производства высококачественных твѐрдых и полутвѐрдых сыров, что в значительной степени определяется недостатком количества сыропригодного молока высшего сорта и современных технологий производства сыра, адаптированных к потребительскому спросу.
Анализ технической литературы и патентной информации по вышеозначенной проблеме позволил определить направление экспериментальных исследований.Полученные данные и их анализ позволяют считать, что все поставленные в
диссертационной работе задачи выполнены и еѐ цель достигнута.
Выводы и рекомендации:
1. На основании анализа научно-технической литературы и патентной информации обоснован вид сыра-аналога (маасдам) и видовые показатели нового
вида полутвѐрдого сыра: сладковато-ореховый вкус, рисунок, состоящий из крупных глазков, пластичная консистенция.
2. Исследовано качество молока-сырья в соответствии с ГОСТ Р 52054-2003
и дополнительными показателями характеризующими его сыропригодность. Экспериментально установлено, что объѐм молока высшего сорта составляет
(51,66±2,00) %; 1 сорта – (26,0±3,5) %; доля сыропригодного молока (II тип свѐртывания) составляет (24,0±3,0) %, по показателю – отношение количества Са/Р, не
менее (1,10±0,05) – (49,70±0,05) % и не менее (1,40±0,05) – (24,3±0,2) %.
3. Установлены основные изменения химического состава, физикохимических и микробиологических показателей качества молока-сырья. Разработаны мероприятия по повышению качества и сыропригодности молока, в том
числе: очистка путѐм совместного использования сепаратора-молокоочисти-теля
и бактофуги при температуре (55±1) °С; разработка и включение в рацион корм-
123
ления лактирующих коров кормовой биодобавки на основе подсырной сыворотки
с добавление пробиотических культур B. bifidum и L. acidophilumи монокальцийфосфата кормового. В результате, объѐм молока высшего сорта составил
(83,1±0,5) %; 1 сорта – (10,0±0,5)%; сыропригодного молока
(IIтип свѐртыва-
ния) увеличился с 24,3 % до 66,0 %.
4. Изучен процесс протеолиза, как основного показателя зрелости сыра, в
зависимости от вида заквасочных культур:
- Р114 – P. freudenreichiisubsp. shermaniiиL. delbrueckiissp. lactis(опыт 1);
- Р114 + U102 – P. freudenreichii subsp. shermanii и L. delbrueckii ssp. lactis + +
L. lactis ssp. lactis / cremoris, Leuconostoc species., Streptococcus thermophilus
(опыт 2);
- РS-4 – Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii (опыт 3);
- РS-4 + LH-B02 – Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii + Lactobacillus helveticus (опыт 4).
Установлено, что интенсивность накопления содержания общего азота составляет 0,346 %/сут (опыт 4) и 0,247 %/сут (опыт 1); накопления содержания растворимого небелкового азота в опыте 4 составило 0,257 %/сут, а вопыте 1 – 0,200
%/сут, то есть активность заквасочных культур используемых в опыте 4 была на
18 % выше, чем культур в опыте 1.
5. Предложен алгоритм оптимизации вида и количества закваски для полутвѐрдого сыра с пропионовокислыми бактериями. Полученные в результате математического моделирования совокупности микробиологических, биохимических и органолептических показателей сыра математические модели позволили
рекомендовать в качестве закваски сочетание культур РS-4 (Propionibacteriumfreudenreichiisubsp. shermanii) и LH-B02 (Lactobacillushelveticus) в количестве 0,60,8 %.
6. Исследованы закономерности изменения биохимических, микробиологических, структурно-механических и показателей сырной массы в процессе созревания, которые позволили установить срок созревания полутвѐрдого сыра – 35 сут
с использованием защитного покрытия Plasticoat и упаковывания в пакеты
124
«Криовак ВК 3950». Срок годности нового вида сыра составляет 4 месяца при
температуре хранения 1-4 °С и влажности 80-85 %.
7. Определены пищевая, биологическая ценность сыра: массовая концентрация аминокислот 25046,79 мг/100 г, в том числе незаменимых 10435,0 мг/100 г,
энергетическая ценность 1420 кДж/338,9 ккал.
8. Разработана технология полутвѐрдого сыра «Премиум» и нормативная
документация для его производства (СТО 00431728-005-2013). Определена себестоимость и оптово-отпускная цена сыра. Проведена промышленнаяапробация
технологии намолочном предприятии ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета»
молочный комбинат».
125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абросимов, М.А. Мировое производство сыра / М.А Абросимов // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 2. – С. 10-11.
2. Анищенко, И.П. Бактериальная закваска L. CASEI для производства сыров «Фаворит», «Покровский», «Алтайский кудесник» / И.П. Анищенко, Н.В.
Бахнова, Е.Н. Котвицкая // Вековые традиции и перспективы развития российского сыроделия: всерос. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2002. – С .15-16.
3. Ахназарова, С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической
технологии / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. – М.: Высшая школа, 1978. – 317 с.
4. Банникова, Л.А. Микробиологические основы молочного производства:
справочник / Л. А. Банникова, Н. С. Королева, В. Ф. Семенихина. – М., 1987. –
400 с.
5. Бахнова, Н.В. Бактериальные концентраты для производства продуктов
функционального назначения / Н.В. Бахнова // Материалы науч.-практ. конф.
– Адлер. 2007. – С. 114-117.
6. Беккер, М.Е. Анабиоз микроорганизмов / М.Е. Беккер, Б.Е. Дамберг,
А.И. Рапопорт. – Рига: Зинатне, 1981. – 252 с.
7. Белов, А.Н. Некоторые аспекты управления созреванием сыров / А.Н.
Белов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб.
науч. работ. Вып. 2. – Кемерово, 2001. – С. 28-32.
8. Белов, А.Н. Протеалитическая активность молочнокислых бактерий, используемых в сыроделии / А.Н.Белов // Научное обеспечение сыродельной отрасли: сб. науч. тр. – Барнаул. 2004. – С. 44-46.
9. Богач, О.Н. Упаковка сыра: современные методы, автоматизация процесса / О.Н. Богач // Сыроделие и маслоделие. – 2008. – № 3. – С. 4-5.
10. Буткус, К.Д. Исследование влияния денатурированных сывороточных
белков на процесс изменения белков при созревании сыра / К.Д. Буткус, П.Ф.
126
Крашенинин, В.К. Неберт // Тез. докл. науч.-тех. конф. – Барнаул, 1974. – С. 402403.
11. Вайсман, И.Ш. Предпосылки комплексной оценки физиологического
состояния бактерий и их популяций / И.Ш. Вайсман // Микробиология, эпидемиология и иммунобиология. – 1984. – № 4. – С. 3-7.
12. Виестер, У.Э. Культивирование микроорганизмов / У.Э. Виестер, М.Ш.
Кристапсонс, Е.С. Былинкина. – М.: Пищ. пром-сть, 1980. – 232 с.
13. Власова, Ж.А. Качество молока для производства сыра / Ж.А. Власова,
Б.Г. Цугкиев // Сыроделие и маслоделие. – 2010. – № 4 . – С. 34-35.
14. Гаврилов, Г.Б. Технологии мембранных процессов переработки молочной сыворотки и создание продуктов с функциональными свойствами: монография / Г.Б. Гаврилов. – М : Изд-во Россельхозакадемии, 2006. – 134 с.
15. Ганина В.И. Микробиологический контроль сырого молока / В.И. Ганина // Молоч. пром-сть. – 2010. – № 2. – С. 12-13.
16. Головков, В.П. Сыры с пониженным содержанием натрия / В.П. Головков, Н.Ф. Горелова, Г.В. Авдалян, Н.Ю. Четверикова // Сыроделие и маслоделие.
– 2006. – № 1. – С. 35-36.
17. Голодницкий, М.Я. Новые упаковочные материалы в сыроделии / М.Я.
Голодницкий // Тез.всерос. науч-практ. конф. – Барнаул: «Параграф» –2002. – С.
82-85.
18. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. – М., 1984. –334 с.
19. Горбатова, К.К. Сыропригодность молока / К.К.Горбатова // Переработка молока – 2003. – № 5. – С. 4-5.
20. Горбатова, К.К. Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра / К.К. Горбатова // Переработка молока. – 2004. – № 5. – С. 26-27.
21. Горина, Т.А. Ингредиенты для сыроделия / Т.А. Горина // Сыроделие и
маслоделие. – 2003. – № 2. – С. 22-23.
22. Горина, Т.А. Коагулянты и сычужные ферменты для сыроделия / Т.А.
Горина // Переработка молока – 2010. – № 3. – С. 12-13.
127
23. Горина, Т.А.Сыр «Гауда Премиум»: лучшее – на российский рынок /
Т.А. Горина, О.М. Соколова // Молоч. пром-сть. – 2006. – № 2. –С. 24-25.
24. Горощенко, Л.Г. Российское производство сыров / Л.Г. Горощенко //
Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 2. – С. 4-9.
25. ГОСТ 25179-90. Молоко. Методы определения белка. – М.: Изд-во
стандартов, 2001. – 300 с.
26. ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу. – М.: Изд-во стандартов, 2009. – 11 с.
27. ГОСТ 27996-88. Пищевые продукты. Методы определения минеральных веществ. – М.: Изд. стандартов. 1988. – 15 с.
28. ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 300 с.
29. ГОСТ 3626-73. Молоко и молочные продукты. Методы определения
влаги и сухого вещества. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 300 с.
30. ГОСТ 5867-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения
жира. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 300 с.
31. ГОСТ Р 51458-99. Сыр и сыр плавленый Метод определения массовой
доли общего фосфора. – М. : Стандартинформ, 2011. – 8 с.
32. ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье – сырье. Технические условия». – М.: Стандартинформ, – 8 с.
33. ГОСТ Р 52972-2008. Сыры полутвердые. Технические условия. (утв.
приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
от 13 октября 2008 г. № 235-ст. Введ. 01.01.2010. – М. : Стандартинформ, 2011. –
11 с.
34. ГОСТ Р 53359-2009. Молоко и продукты переработки молока. Метод
определения pH. Введ. 2010-06-30. – М. : Стандартинформ, 2009. – 11 с.
35. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов
/ Ю.П. Грачев. – М., 1979. – 200 с.
36. Гудков, А.В. Влияние закваски на качество сыра / А.В. Гудков, В.И.
Звягинцев // Молоч. пром-сть. – 1971. – № 3, – С. 14-17.
128
37. Гудков, А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физикохимические аспекты / А.В. Гудков: под ред. С.А. Гудкова. – М.: ДеЛи принт,
2003. – 800 с.
38. Диланян, З.Х. Микрофлора заквасок как основа формирования сыров и
их классификация / З.Х. Диланян // Интенсификация производства и повышение
качества продуктов: материалы науч.-тех. конф. – Ереван, 1984. – С. 7-14.
39. Диланян, З.Х. Факторы, определяющие вид и качество сыра / З.Х. Диланян // Повышение эффективности производства и качества молочных продуктов: тез. докл. науч.-тех. конф. – Каунас, 982. – Ч. 1. – С. 77-78.
40. Дьяченко, П.Ф. Специфичность протеолитической активности заквасочных культур в сыроделии / П.Ф. Дьяченко, В.Г. Тиняков, М. Дигедп // Молоч.
пром-сть. – 1987. – № 4. – С. 11-14.
41. Ельчанинов, В.В. Молокосвѐртывающий фермент из сычугов северного
оленя / В.В. Ельчанинов // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 4 . – С. 42-44.
42. Емельянов, С.А. Теоретическое обоснование и экспериментальные исследования технологических аспектов бактериальной санации молочного сырья в
условиях реального биоценоза: автореф. дис. … докт. техн. наук: 05.18.07 / С.А.
Емельянов. – Ставрополь, 2008. – 38 с.
43. Инновационные ингредиенты для сыроделия от компании «Христиан
Хансен» // Молоч. пром-сть. – 2009. – № 2. – С. 39-40.
44. Карычев, P.3. Культуры для созревания сыров Flavor Control / P.3. Карычев // Переработка молока. – 2007. – № 2. – С. 12-13.
45. Карычев, Р.З. Молокосвѐртывающие ферменты компании «Хр. Хансен» /
Р.З. Карычев, О.М. Соколова // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 1 . – С. 10-11.
46. Кирьянов, Д.В. MathCAD-14 / Д.В. Кирьянов. – СПб: БХВ-Петербург,
2007. – 680 с.
47. Климовский, И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра / И.И. Климовский. – М.: Пищ. пром-сть, 1966. – С. 143-145, 172.
48. Климовский, И.И. Биохимические процессы в сыре ускоренного созревания / И.И. Климовский // Молоч. пром-сть. – 1960. – № 3. – С. 10-15.
129
49. Коваль, А.Д. Свойства молокосвѐртывающих препаратов и их влияние
на процесс созревания сыра: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05,18,04 / А.Д. Коваль. – Кемерово, 2005. – С. 17.
50. Колесникова, С.С. Биологическая обработка молока в сыроделии / С.С.
Колесникова // Сыроделие и маслоделие. – 2002. – № 2. – С. 26.
51. Королева, Н.С. Техническая микробиология цельномолочных продуктов / Н.С. Королева. – М.: Пищевая пром-сть. 1975. – 272 с.
52. Крашенинин, П.Ф. Получение и использование белков подсырной сыворотки / П.Ф. Крашенинин, В.М. Богданов, А.Г. Храмцов и др. // Обзор.инфор. –
М., 1973. – С. 3-4, 29-31.
53. Крашенинин, П.Ф. Разработка технологии новых видов сыров на основе физико-химических исследований, теоретических обобщений основных процессов их производства: автореф. дис... док.техн. наук / П.Ф. Крашениннин. – М.,
1981. – 49 с.
54. Кригер, А.В. Влияние ферментных композиций на протеолиз в сырах/
А.В. Кригер, А.Н. Белов // Сыроделие и маслоделие. – 2010. – № 3. – С. 38-40.
55. Крусь, Г.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов / Г.Н.
Крусь, А.М. Шалыгина, З.В. Волокитина. – М.: Колос, 2000. – 368 с.
56. Куликова, Т.В. Новые ингредиенты для сыроделия / Т.В. Куликова //
Переработка молока. – 2008. – № 4. – С. 14-15.
57. Куликова, Т.В. Новые ингредиенты для сыроделия от известного поставщика / Т.В. Куликова // Молоч. пром-сть. – 2008. – № 3. – С. 65-66.
58. Кутузова, Т.П. Производство сыров с использованием современных
сырьевых ресурсов / Т.П. Кутузова, Л.И. Степанова // Тез. всерос. науч.-практ.
конф. – Барнаул: «Параграф», 2002. – С. 115-118.
59. Ларичев, О.В. Влияние ферментов па качество сыров / О.В.Ларичев //
Сыроделие и маслоделие. – 2003. – № 3. – С. 17-19.
60. Лепилкина, О.В. Гелеобразование в сырных продуктах на основе сухого молока и растительных жиров / О.В. Лепилкина, Н.М. Кушаков, В.Е. Шутов //
Сыроделие и маслоделие. – 2008. – № 1. – С. 38-39.
130
61. Лепилкина, О.В. Процесс молочнокислого брожения и реологические
свойства сыра / О.В. Лепилкина, И.А. Шергина // Сыроделие и маслоделие. –
2002. – № 6. – С. 36-38.
62. Липатов, Н.Н. (мл.) Методология проектирования продуктов питания с
требуемым комплексом показателей пищевой ценности / Н.Н. Липатов (мл.), И.А.
Рогов // Известия ВУЗов «Пищевая технология». 1987. № 2. – С. 9-15.
63. Лисин, П.А. Компьютерные технологии в рецептурных расчетах молочных продуктов / П.А. Лисин. – М.: ДеЛи принт, 2007. – 102 с.
64. Майоров, А.А. Новые разработки Сибирского НИИ сыроделия / А.А.
Майоров // Сыроделие и маслоделие. – 2012. – № 4. – С. 10-11.
65. Майоров, А.А. Формирование структурно-механических свойств сыра:
монография / А.А. Майоров, Е.А. Николаева. – Барнаул, 2005. – 223 с.
66. Майоров, А.А. Натуральные молокосвѐртывающие препараты – залог
получения качественных сыров / А.А. Майоров, М.С. Уманский, А.Н. Белов и др.
// Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 3 . – С. 36.
67. MAXIREN®» – фермент нового поколения // Сыроделие и маслоделие.
– 2007. – № 3. – С. 40-41.
68. Методические рекомендации по организации производственного микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности – MP
2.3.2.2327-08 - ГНУ ВНИИМС, 2008. – 242 с.
69. Методы общей бактериологии. Под ред. Ф. Герхардта и др. – М.: Мир,
1983. – 536 с.
70. Мироненко, И.М. Влияние сезонности на сыропригодность молока /
И.М. Мироненко // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сб. науч. тр. с междунар. участием, вып. 4. – Барнаул, 2007. – С. 16-20.
71. Мироненко, И.М. Удивительный мир воды в молоке. Роль воды в процессе преобразования молока в сыр / И.М. Мироненко // Сыроделие и маслоделие.
– 2010. – № 1. – С. 6-9.
72. Мордвинова, В.А. Классификация сыров и коды ОКП / В.А. Мордвинова, Н.Н. Оносовская // Сыроделие и маслоделие. – 2012. – № 1. – С. 10-11.
131
73. Мордвинова, В.А. Новые направления работ в области сыроделия / В.А.
Мордвинова // Трансформация научных исследований в производство – основа
перехода молочной отрасли на инновационную модель развития: науч.-практ.
конф. – Адлер, 2008. – С. 68-70.
74. МУК 4.2.1847-04 Эпидемиологическая оценка сроков годности и условий хранения пищевых продуктов. (Утв. главным государственным санитарным
врачом РФ 06.03.2004). – 16 с.
75. Мурунова, Г.В. Как выбрать фермент для производства сыра / Г.В. Мурунова, Ю.Я. Свириденко // Переработка молока – 2007. – № 5. – С. 28-31.
76. Мурунова, Г.В. Российский рынок молокосвѐртывающих ферментов /
Г.В. Мурунова, Ю.Я. Свириденко // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 3. – С.
22-33.
77. Мюнх, Г.Д. Микробиология продуктов животного происхождения /
Г.Д. Мюнх, Х. Заупе, М. Шрайтер и др. Пер. с нем. – М.: Агропромиздат, 1985. –
592 с.
78. Негреева, А.Н. Качество сыра «Пошехонский» из молока коров разного
генотипа / А.Н. Негреева, И.А. Скоркина, А.А. Хлупов // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 1. – С. 13-14.
79. Николаева, Е.А. Влияние на органолептику продукта способа ухода за
сыром при созревании / Е.А. Николаева // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 5.
– С. 30-31.
80. Николаева, Е.А. Образование рисунка в сырах с низкой температурой
второго нагревания / Е.А. Николаева, Л.Н. Остроумов // Сыроделие и маслоделие.
– 2007. – № 2. – С. 14-15.
81. Николаева, Е.А. Созревание сыра «Швейцарский» в полимерной пленке
/ Е.А. Николаева // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 3. – С. 13.
82. Николаева, Е.А. Теоретическое обоснование и практическая реализация
технологии сыров, созревающих в полимерных пленках: автореф. дис. ... докт.
техн. наук: 05.18.04. / Николаева Евгения Анатольевна. – Кемерово, 2010. – 45 с.
132
83. Новый взгляд на «Фромазу» // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 2 .
– С. 12.
84. Орлова, Е.А. Влияние вакуумного способа и режимов упаковывания на
качество мягких и рассольных сыров / Е.А. Орлова, Ю.Я. Свириденко, И.А. Роздов // Сыроделие и маслоделие. –2008. – № 6. – С. 18-19.
85. Остроумов, Л.А. Исследование и разработка методологии создания
многокомпонентных пищевых продуктов на молочной основе с использованием
компьютерного моделирования / Л.А. Остроумов, Л.М. Захарова, И.А. Смирнова
// Технология и техника пищевых производств. – 2004. – № 3.– С. 115-118.
86. Остроумов, Л.А. Исследование процессов выработки и созревания
швейцарского сыра / Л.А. Остроумов // Сб. науч. трудов КемТИПП. – Кемерово,
1986. – С. 3-9.
87. Остроумов, Л.А. Созревание сыров в полимерных пленках / Л.А. Остроумов, Е.А. Николаева // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 3. – С. 29-30.
88. Очков, В.Ф. MathCAD для студентов и инженеров / В.Ф. Очков. – СПб.:
БХВ-Петербург, 2005. – 464 с.
89. Павлов, В.А. Проблематика рационального использования белковоуглеводных компонентов молока / В.А.Павлов // Пищевая технология. – 1989. – №
3. – С. 11-18.
90. Перт, С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток
/ С. Дж. Перт. – М. : Мир., 1978. – 332 с.
91. Перфильев, Г.Д. Производство и применение бактериальных заквасок и
препаратов в сыроделии / Г.Д. Перфильев, А.В. Гудков и др. – М.: ЦПИИТЭИ мясомолпром, 1985. – 36 с.
92. Пилат, Т.Л. Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение) / Т.Л. Пилат, А.А. Иванов. – М.: Авваллон, 2002. – 710 с.
93. Позмогова, И.П. Культивирование микроорганизмов в переменных условиях / И.П. Позмогова. – М.: Наука, 1983. – 103 с.
133
94. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни /
В.И. Покровский, Г.А. Романенко, В.А. Княжев и др. – Новосибирск: Сиб. унив.
изд-во, 2002. – 344 с.
95. Применение молочных белков в производстве сыра // Сыроделие и
маслоделие. – 2012. – № 2. – С. 23.
96. Производство сыра: технология и качество / Пер. с фр. Б. Ф. Богомолова. Под ред. и с предисл. Г.Г. Шилера. – М.: Агропромиздат, 1989. – 496 с.
97. Прошкина, Т.Г. Влияние сезонных особенностей состава молока на сыропригодность / Т.Г. Прошкина, А.Н. Белов, Н.И. Одегов и др. // Сыроделие и
маслоделие. – 2010. – № 3 . – С. 28-31.
98. Раманаускас, Р. Влияние нормализации белка на качество сычужного
сыра / Р. Раманаускас // Сыроделие и маслоделие. – 2001. – № 4. – С. 15.
99. Раманаускас, Р. Вопросы повышения качества сычужных сыров / Р. Раманаускас // Переработка молока. – 2004. – № 4. – С. 6-8.
100. Раманаускас, Р. Классификация сыров / Р. Раманаускас // Сыроделие и
маслоделие. – 2001. – № 6. – С. 12-16.
101. Рогов, Ф.Н. Порционная упаковка сыра / Ф.Н. Рогов, О.Н. Богач //
Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 3. – С. 15-18.
102. Российский рынок сыра. Маркетинговое исследование и анализ рынка сыра // URL: http://5ka.rU/40/33507/l.html. Источник: http://5ka.rU/ 40/33507/l.html.
– М., 2012.
103. Рыбалова, Т.И. Сырные предпочтения россиян / Т.И. Рыбалова // Сыроделие и маслоделие. – 2012. – № 2. – С. 20-22.
104. Рыбалова, Т.И. Сыроделие России: профиль отрасли / Т.И. Рыбалова //
Сыроделие и маслоделие. – 2012. – № 6. – С. 4-6.
105. Рынок сыра в России активно развивается // Сыроделие и маслоделие.
– 2013. – № 1. – С. 6.
106. Савельев, А.А. Сыр «Ново-Российский нежный» /А.А. Савельев, П.А.
Страндстрем // Молоч. пром-сть. – 2005. – № 6. –С. 41-42.
134
107. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования к безопасности и
пищевой ценности. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 186 с.
108. Свириденко, Г.М. Использование сухих бактериальных препаратов
при производстве ферментированных молочных продуктов / Г.М. Свириденко //
Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 2. – С. 29-32.
109. Свириденко, Г.М. Получение производственной закваски с использованием сухой питательной среды «Супербакт 2000» / Г.М. Свириденко, Г.Д. Перфильев, М.Б. Захарова и др. // Материалы науч.-практ. конф. – Адлер. 2004. – С.
77, 107-108.
110. Свириденко, Ю.Я. Новые технологии в маслоделии и сыроделии /
Ю.Я. Свириденко // Материалы всерос. науч.-практ. конф. – Адлер, 2006. – С. 4-9.
111. Свириденко, Ю.Я. Особенности производства сыра и масла в современных условиях / Ю.Я. Свириденко // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 2. –
С. 2-3.
112. Свириденко, Ю.Я. Российское сыроделие: вчера, сегодня, завтра /
Ю.Я. Свириденко // Сыроделие и маслоделие. – 2002. – № 6. – С. 18-20.
113. Сергеев, В.Н. Производство масла и сыра в России в 2003 г. /
В.Н. Сергеев // Сыроделие и маслоделие. – 2004. – № 6. – С. 4-6.
114. Смирнов, Е.А. Бактериальные закваски и концентраты в биотехнологии сыроделия / Е.А. Смирнов, Н.П. Сорокина // Сыроделие и маслоделие. – 2008.
– № 6. – С. 14-16.
115. Снежко, А. Г. Активная упаковка и нанотехнологии / А. Г. Снежко, А. В.
Федотова, О. А. Сдобникова // Сыроделие и маслоделие. – 2008. – № 3. – С. 12-13.
116. Снежко, А.Г. Особенности свойств полимерных защитных покрытий
из коллоидных систем с наночастицами / А.Г. Снежко, А.В. Федотова, З.С. Борисова и др. // Материалы междунар. науч-практ. конф. – М.: ЗАО «Экспо-биохимтехнологии», – 2008. – С. 215.
117. Снежко, А.Г. Современные барьерные технологии защиты поверхности твердых сыров / А.Г. Снежко, В.М. Новиков, З.С. Борисова // Сыроделие и
маслоделие. – 2006. – № 5. – С. 32-34.
135
118. Сорокина, Н.П. Микробиологические аспекты управления процессом
производства и качеством сыров / Н.П. Сорокина // Материалы науч.-практ. конф.
– Адлер. 2007. – С. 74-76.
119. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.3. Сыры / Кузнецов В.В., Шилер Г.Г.; под общей ред. Г.Г. Шилера. –
СПб.: ГИОРД, 2003. – 512 с.
120. Стурова, Ю.Г. Влияние технологических факторов на органолептические показатели сыра / Ю.Г. Стурова, М.П. Щетинин // Сыроделие и маслоделие.
– 2008. – № 1. – С. 36-37.
121. Стурова, Ю.Г. Сокращение срока созревания сыра / Ю.Г. Стурова,
М.П. Щетинин // Сыроделие и маслоделие. – 2007. – № 1. – С. 19-20.
122. Темираев, Р.Б. Технологические свойства молока коров при использовании хелатнога соединения в их рационах / Р.Б. Темираев, З.Т. Баева, Н.Г. ТерТерьян и др. // Сыроделие и маслоделие. – 2009. – № 5. – С. 56.
123. Традиционное созревание сыров в ПВА-покрытии. / Сыроделие и
маслоделие. – 2007. – № 5. – С. 26-27.
124. ТУ 9811-153-04610209-2004. «Молоко-сырье для сыроделия. Технические условия». – М.: Стандартинформ, – 5 с.
125. Уманский, М.С. Молокосвѐртывающие препараты в сыроделии / М.С.
Уманский // Переработка молока – 2006. – № 3. – С. 24.
126. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. № 88ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». – М.: Проспект,
2099. – 120 с.
127. Ферстер, Э. Методы корреляционного и регрессионного анализа / Э.
Ферстер, Б. Ренц. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 302 с.
128. Фомичев, Ю.П. Повышение сыропригодности молока биотехническим методом / Ю.П.Фомичев, Т.В. Кабанова // Сыроделие и маслоделие. – 2008.
– № 1. – С. 42-43.
136
129. Храмцов, А.Г. Научно-техническое обоснование современной технологии сывороточных сыров / А.Г. Храмцов, Д.М. Кубанская, О.А. Суюнчев // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 3. – С. 36-37.
130. Храмцов, А.Г. Сыворотка – составная часть сыра / А.Г. Храмцов, В.А.
Оноприйко, А.В. Оноприйко // Сыроделие и маслоделие. – 2008. – № 6. – С. 30-31.
131. Храмцов, А.Г. Сыры из сыворотки «Лакточиз» / А.Г. Храмцов, Д.М.
Кубанская, О.А. Суюнчев // Материалы науч.-практ. конф. – Адлер, 2006. – С. 7879.
132. Циприк, Й. Всѐ, что нужно знать о сырах / Й. Циприк. – М., 2000. – С.
6-9.
133. Шаманова, Г.П. Роль молокосвѐртывающих ферментов в производстве сыров / Г.П. Шаманова // Переработка молока – 2003. – № 6. – С. 4-5.
134. Шаманова, Г.П. Роль молокосвѐртывающих ферментов в улучшении
качества сыров / Г.П. Шаманова, О.В.Толстых // Сыроделие и маслоделие. – 2003.
– № 3. – С. 20-22.
135. Шергин, А.Н. Новый натуральный молокосвѐртывающий ферментный
препарат компании «Даниско» / А.Н. Шергин // Сыроделие и маслоделие. – 2006.
– № 6 . – С. 19.
136. Шергин, А.Н. Расширение ассортимента сыров с использованием новых технологий компании «Даниско» / А.Н. Шергин // Сыроделие и маслоделие. –
2008. – № 1. – С. 32-33.
137. Шергин, А.Н. Сыр «Тильзетер люкс»: новая научно-техническая документация / А.Н. Шергин // Сыроделие и маслоделие. – 2008. – № 2. – С. 16-17.
138. Шергина, И.А. Перспективы развития ассортимента сыров в России /
И.А. Шергина // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 4. – С. 19-21.
139. Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных
продуктов: справочник / В.П. Шидловская. – М.: Колос, 2000. – 280 с.
140. Юрова, Е.А. Сравнительный анализ сыропригодности молока / Е.А.
Юрова, С.Е. Кресова, А.С. Шувариков // Переработка молока – 2007. – № 3. – С.
46-47.
137
141. Guillou, H. Hydrolysis of beta casein by gastric proteases. I. Comparison
of proteolytic action of bovine chymosin and pepsin A / H. Guillou, G. Miranda. J.P.
Pelissier // Int.J. Pept, Protein Res. 1991. № 6.
142. Herrington, E.S. The using of the combined parameter optimization in
mathematical models / E.S. Herrington. – Industry Quality control, 1995, – V. 21, 10.
– P. 546.
143. Langsrud,Т. Proline production by Propionibacterium shermanii (Prolinbildung durch Propioni-bacterium shermanii) / Т. Langsrud, G.W. Reinbold, E.G.
Hammond // J. Dairy Sci. 60 (1977), 1, – S. 16 bis 23.
144. Petterson, H.E. Starter for fermented milks. Section 2. Mesophilic starter
cultures / Bull. Int. Dairy Food. – 1988. – № 227. – P. 19-26.
145. Ruegg, M. EinfluB der Wasseraktivitat auf Vermehrung und Stoffwechsel
von Propionsaurebakterien / M. Ruegg, H. Glattli, В. Blac // Schweiz. milchw. Forsch.
(1976) 5, S. 119 bis 122.
146. Skjelkale, R. Starters – a general presentation / SJK Document. – 1982. – № 4.
– P. 49-66.
147. Teuber, M. Microbiologic Fermentierter milchproducte // Chem. Microbiol. Technol. Lebensmit. – 1986. V. 9. – № 5-6. – P. 162-179.
148. Thomas, T.D. Role of lactis aciol bacteria and their improvement for production of better fermented animal products // N.Z.J. Dairy Sci and Technol. – 1985. –
V. 20, – № 1. – P. 1-10.
138
ПРИЛОЖЕНИЯ
139
Приложение 1
Программа расчета статистических показателей
в MathCADProfessional
Ввод экспериментальных данных
активной кислотности в сырах:
Повторность опытов
140
n  5
 5.46 


 5.53 
X   5.55 


 5.60 


 5.60 
Xmax  max ( X) Xm ax  5.6 Xmin  min ( X) Xm in  5.46
Размах R  Xmax  Xmin R  0.14
1. Средняя арифметическая величина:
mean  mean ( X) mean
=5,55
2. Дисперсия выборки:
s2 
n  var ( X)
n1
s2  3.37  10
3
3. Среднее квадратичное отклонение:
 
s2   0.058
4. Медиана
median  median ( X) m edian  5.55
5. Ввод критерия Стьюдента по статистическим таблицам:
при Р = 0,05 и степени свободы f = n - 1 = 5 - 1 = 4 (табличное значение )
C  2.776
6. Ошибка расчета среднего квадратического отклонения

 1 
n
1  0.026
7. Расчет абсолютной погрешности
 X  C   1 X  0.07
8. Расчет относительной погрешности, %
E 
 X  100
mean
E  1.3
9. Расчет коэффициента вариации, %
W 
Запись ответа:
100 1
m ean
W  0.47
mean ± ∆X = 5,55 ± 0,07
Двухфакторный дисперсионный анализ изменения активной кислотности в опытных сырах в зависимости от вида заквасочных культур и продолжительности созревания в программе Mathcad Professional
1. Ввод исходных данных:
141
  0.05
уровень значимости, необходимый для оценки критических параметров Fстатистики;
A  5
количество строк в таблице, содержащих исходные данные активной кислотности сыра при различных сроках созревания;
B  4
количество столбцов в таблице, содержащих исходные данные активной
кислотности сыра при различных видах заквасочных культур (номера опытов);
n  A  B
количество значений в таблице с исходными данными:
n  20
строки столбцы
i  1  A i 
j  1  B j 
1
1
2
2
3
3
4
4
5
 5.44
 5.51

x   5.52
 5.52

 5.52
5.44 5.46 5.46 


5.52 5.53 5.55 
5.52 5.54 5.60 

5.52 5.55 5.60 
5.51 5.52 5.53
2. Расчет общей средней результатов измерений активной кислотности:
A
B
 
Cp 
i 1 j 1
n
xi j
Cp  5.518 ( 2.1 )
3. Расчет групповых средних арифметических значений активной кислотности при различных видах заквасочных культур (номер опыта) - влияние фактора А:
B

CpAi 
j1
B
xi j
=
1
1
5,45
2
5,50
3
5,53
4
6
5,545 5,547
(2.2)
142
4. Расчет групповых средних арифметических значений активной кислотности сыра при различных сроках созревания (влияние фактора В):
A

CpB j 
xi j
i 1
A
T
CpB 
1
2
3
5.502
5.502
5.52 5.548
5.502
1 5.502
4
5.52
( 2.3 )
5.548
5. Расчет средней изменчивости активной кислотности, вызванного влиянием фактора А:
A
B
A 
CpAi  Cp2

i 1
A1
A  6.367  10
3
( 2.4 )
6. Расчет средней изменчивости активной кислотности сыра, вызванного влиянием фактора В:
B
A
B 

CpB j  Cp2
j1
B1
B  2.36  10
3
( 2.5 )
7. Расчет общей изменчивости активной кислотности сыра, вызванного
влиянием случайных (неучтенных) факторов:
A
B
 
O 
xi j  CpAi  CpBj  Cp2
i 1 j 1
( n  1)  ( A  1)  ( B  1)
O  2.308  10
4
( 2.6 )
8. Расчет общей изменчивости активной кислотности сыра:
  A  B  O   8.958  10
3
( 2.7 )
9. Расчет наблюдаемого, экспериментального критерия Фишера
(влияние фактора А):
A
FA  27.585 ( 2.8 )
FA 
O
10. Расчет наблюдаемого, экспериментального критерия Фишера
(влияние фактора B):
143
FB 
B
FB  10.224
O
11. Расчет критического критерия Фишера (влияние фактора А):
qF  1    A  1  ( A  1)  ( B  1)   3.259
12. Расчет критического критерия Фишера (влияние фактора B):
qF 1    B  1  ( A  1)  ( B  1)   3.49
13. Расчет коэффициента детерминации фактора А:
A
rA  0.711
rA 

14. Расчет коэффициента детерминации фактора B:
B
rB  0.263
rB 

15. Расчет несмещенной оценки (дисперсии) параметра:
O
5
2 
2  1.924  10
( A  1)  ( B  1)
( 2.9 )
( 2.10 )
( 2.11 )
( 2.12 )
( 2.13 )
( 2.14 )
Коэффициент детерминации фактора А - продолжительность созревания сыров равен 71,1%, коэффициент детерминации фактора В - вид заквасочной культуры 26,3%. Следовательно доминирующим фактором на изменение активной
кислотности в процессе созревания сыров является продолжительность созревания для всех опытов.
144
Приложение 2
145
146
147
148
149
Приложение 3
,
150
151
Приложение 4
152
153
154
Приложение 5
155
156
157
Приложение 6
158
ОАО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»
СТАНДАРТ
ОАО «БЕЛЕБЕЕВСКИЙ ОРДЕНА
«ЗНАК ПОЧЕТА»
МОЛОЧНЫЙ КОМБИНАТ»
СТО 00431728005-2013
СЫРЫ «Белебеевский стандарт»
Технические условия
Республика Башкортостан
г. Белебей
2013
159
Предисловие
Цели и принципы стандартизации установлены Федеральным законом
от 27 декабря 2002 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила
применения стандартов организаций - ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в
Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН рабочей группой ОАО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»
2 ВНЕСЕН ОАО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»
№_____
от _______
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ОКС 67.100.30
ОКП 92 2510
Группа Н17
© ОАО «Белебеевский ордена
«Знак Почета» молочный комбинат»,
2013
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен и/или
распространен без разрешения ОАО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»
160
161