Исследование и разработка технологии пастеризованного сыра на основе творога

Трудно найти более здоровый и естественный продукт, чем сыр, поскольку, как писал Гиппократ, «сыр стоит близко к порождению» [39].

Сыр в давние времена был лакомством, по эквиваленту приравнивался к драгоценностям и был, вероятнр, продуктом избранных [49]. В наше время сыром питаются все. Он питателен и калориен. Питательная ценность его обусловлена:

— высокой концентрацией белка (18−25) %, значительная часть которого находится в растворимой форме;

— хорошо усвояемым молочным жиром — до 25%;

— минеральными солями (1,3−3,5) % (фосфором и кальцием);

— наличием незаменимых аминокислот, витаминов. Примерная масса витаминов в зрелых сырах (мкг, в 100 г сыра) составляет: витамина, А — (600−1300), Б — (40−80), В — (300−900), РР — (20−40), В-пантотеновой кислоты — (200−850), аскорбиновой кислоты С — 1500.

Теоретические и практические основу производства отечественных сыров были заложены в классических работах Н. Н. Липатова, З. Х. Диланяна, А. И. Чеботарева, П. Ф. Крашенинина, И. И. Климовского, А. П. Белоусова, ДА Граникова, П. Ф. Дьяченко, В. М. Богданова и других. В дальнейшем они были продолжены и развиты А. В. Гудковым, А. М Шалыгиной, Р. И. Раманаускасом, Л. А. Остроумовым, Н. П. Захаровой, Г. Г. Шилером, А. В. Оноприйко, В. В. Бобылиным и многими другими исследователями.

Норма потребления сыра в нашей стране медициной определена в 6,6 кг на человека в год.

Наибольший интерес среди составных частей сыра с точки зрения питательной ценности представляют белки, кальций, рибофлавин и витамины, А и Д [66].

В зависимости от технологии изготовления в сырах может содержаться от 10 до 30% белков. Высокая биологическая ценность сыра обеспечивается еще и за счет содержащихся в нем аминокислот, в том числе незаменимых. Перевариваемость белков сыра, выражаемая в количестве белкового азота, поглощаемого организмом человека при пищеварении (или в виде коэффициента перевариваемости), составляет 95%, что очень близко к перевариваемости куриных яиц и на одном уровне с таким показателем белка мяса.

Сыр — богатейший источник кальция, содержание которого в нем зависит от содержания воды и технологии изготовления. Кальций сыра хорошо усваивается организмом человека [108]. Всего 50 г твердого сыра полностью покрывают дневную потребность человека в незаменимых аминокислотах и кальции, на 40−50% - в фосфоре [18].

Содержание в сыре жирорастворимых витаминов, главным образом, А и Р, а также витамина Е, непосредственным образом связано с содержанием в продукте липидов, которое мржет колебаться в пределах от 0 (в некоторых свежих сырах) до 70% (в продуктах, обогащенных сливками). Что касается содержания в сыре водорастворимых витаминов, то в зависимости от вида сыра оно может быть весьма различным [104].

Признавая необходимость резкого увеличения производства сыров при минимальных капитальных затратах и экономном расходовании сырья Л. А. Остроумов [56] выделяет следующие реальные направления развития отрасли в ближайшие годы: • пересмотр Ассортимента вырабатываемых сыров;

• развитие производства мягких сыров;

• создание и внедрение интенсивных технологий твердых сычужных сыров;

• развитие производства и создание конкурентоспособных технологий плавленых сыров;

• организация массовой переработки сыворотки;

• развитие производства и создание технологий сыров с лечебно-профилактическими свойствами;

• улучшение качественных показателей сыров;

• использование в сыроделии новых технрлогических процессов;

• повышение роли и влияния вузовской и отраслевой науки на развитие сыродельной промышленности.

Основу ассортимента сыров в России [11] традиционно составляют твердые сыры со сроком созревания от 30 до 60 дней (голландский, костромской, российский, пошехонский) и, в меньшей мере, твердые сыры со сроком созревания от 3 до 6 месяцев (швейцарский, горный, алтайский, советский). Расход молока на такие сыры составляет 11−12 л/кг. Используемое сырье должно быть только высшего качества. Производственный процесс характеризуется повышенной трудоемкостью и энергоемкостью. Это приводит к высокой себестоимости продукции, а длительные сроки созревания — к медленному обороту капитала. Поэтому в конкуренции с цельнрмолочными предприятиями сыродельные заводы, как правило, проигрывают, что ставит их в незавидное положение.

В США и европейских странах развитого сыроделия большую часть ассортимента сыров составляют полумягкие и мягкие сыры без созревания или с коротким сроком созревания. Себестоимость их значительно ниже традиционных твердых сыров, а вкусовые характеристики, пищевая и биологическая ценность достаточно высоки. В России ассортимент мягких и полумягких сыров без созревания или с коротким сроком созревания весьма ограничен (адыгейский, любительский, сливочный, брынза) вследствие малого срока их реализации.

Поэтому российским сыродельным заводам жизненно необходимы новые прогрессивные технологии, которые могут обеспечить:

1. Производство твердых и полутвердых сыров с коротким сроком созревания (около 15 дней);

2. Производство полумягких и мягких сыррв с коротким сроком созревания или без него в сочетании с длительным сроком реализации;

3. Получение продукции с высокими вкусовыми, пищевыми и биологическими показателями при минимальном требовании к качеству сырья;

4. Возможность выпуска различных видов сыров на одной линии;

5. Простой технологический процесс, не требующий высококвалифицированных специалистов и дорогостоящего оборудования.

Таким образом, учитывая, что одним из основных направлений сыродельной отрасли является использование новых технологических процессов, которые позволят получить продукт с высокими вкусовыми, пищевыми и биологическими показателями, при минимальном требовании к качеству сырья, изучение процесса производства сыра на основе творога представляет научный и практический интерес.

В настоящей работе были подобраны технологические параметры производства сыра на основе творога с использованием нормализованного молока (пахты).

Установлены основные закономернорти, определяющие формирование консистенции данного вида сыра.

Практической стороной работы явилась разработка технологии нового вида сыра.

ВЫВОДЫ.

1. Доказана целесообразность использования творога для производства нового вида пастеризованного сыра, что имеет практическое значение, так как дает возможность перерабатывать замороженный для резервирования и нестандартный по физико-химическим показателям творог, используя его в качестве коагулянта при получении сырной массы.

2. Установлены наиболее рациональные технологические параметры выработки сырной массы: режимы тепловой обработки сырья, его соотношение и очередность внесения, кислотность творога, продолжительность выдержки с коагулянтом, добавление хлорида кальция. Рекомендованы следующие режимы: температура тепловой обработки сырья (95+1) °Ссоотношение сырья — [творог: молоко (пахта)] -1:3- выдержка смеси (15+1) минутдоза хлорида кальция (20±1) г на 100 кг смеси.

3. Исследованы особенности использования в качестве сырья молока нормализованного, обезжиренного и пахты. Установлено, что при использовании в качестве сырья молока нормализованного наиболее рациональной является кислотность творога-коагулянта (170+5) °Т. Для пахты этот показатель составляет — (200+5) °Т, для обезжиренного молока — (230+5) °Т.

4. Изучено влияние содержания влаги в сырной массе, ее активной кислотности до термомеханической обработки и температуры процесса на формирование органолептических и физико-химических свойств пастеризованного сыра. Получены уравнения регрессии, описывающие данный процесс.

5. Изучены основные физико-химические, органолептические и микробиологические показатели нового вида сыра и определена его пйщеЬая и энергетическая цейность. Физико-хиМические показатели.

127 сыра «Славянский» следующие: массовая доля влаги — не более 50%, соли — не более 2% и жира — (30+1,5) % для сыра с массовой долей жира 30% в сухом веществе и (40+1,5) % - при содержании жира 40% в сухом веществе. Энергетическая ценность соответственно 244,4 и 286,3 ккал.

6. Показана динамика изменения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей сыра в процессе хранения. На основании чего установлены сроки его хранения — не более 30 суток с момента выработки продукта при температуре (4+2) °С.

7. Разработана технологический регламент и утверждена нормативная документация на сыр пастеризованный «Славянский» (ТУ 9225−021−427 678−2002). Данная технология позволяет производить сыр с различными вкусовыми наполнителями.

8. Установлено, что при сравнении затрат на выработку пастеризованного сыра и сыра «Витязь» экономия по стоимости сырья и основных материалов составляет от 4806 до 6373 руб. на 1 тонну сыра в зависимости от используемого сырья.

1.4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ЗАДАЧИ.

ИССЛЕДОВАНИЙ.

Отечественное сыроделие специализируется на выработке твердых сычужных сыров [60]. К факторам, сдерживающим производство сыра в условиях рыночной экономики, следует отнести сезонность его выработки и длительный производственный цикл получения продукта (для твердых сыров), поэтому целесообразно наряду с твердыми сырами вырабатывать сыры с коротким сроком сЬзревания или без него.

В настоящее время многие предприятия производят мягкие кислотно-сычужные сыры. Их преимуществом является эффективное использование сырья, возможность реализации сыра без созревания, высокая пищевая и биологическая ценность продукта.

На базе Кемеровского технологического института пищевой промышленности создана целая группа комбинированных мягких кислотно-сычужных сыров, позволяющая использовать различные компоненты растительного и животного происхождения.

Другим направлением производства мягких сыров является получение продукта с использованием термокислотного способа свертывания молока, при котором под влиянием совместного действия высоких температур и кислотности происходит быстрая коагуляция молока [61]. Термокислотная коагуляция является наиболее эффективной с точки зрения рационального использования белка. В сывороточных белках содержится больше незаменимых аминокислот, чем в казеине, поэтому вовлечение их в сырную массу способствует лучшей сбалансированности содержания незаменимых аминокислот и повышению биологической ценности готового продукта [68].

Перспективным направлением является производство плавленых сыров. На сегодняшний день существует большое количество технологических вариантов выработки плавленых сыров, позволяющих получать продукт различного состава и свойств.

Несмотря на то что в России существуют старые традиции производства сыра, слабая сырьевая и материальная база не позволяет отечественным производителям поддерживать производство в соответствии со спросом. В настоящее время, в связи со сложной экономической ситуацией, необходимо принятие экстренных мер, направленных на расширение и обновление ассортимента, увеличение объемов производства этого продукта [44].

Одной из таких мер является создание новых конкурентносло-собных технологий производства высококачественных сыров нового поколения, занимающих промежуточное положение между сычужными и плавлеными и получивших условное название «пастеризованные сыры» [34].

По вкусу и консистенции пастеризованные сыры близки к сычужным голландской группы или сырам с чеддеризацией сырной массы, но выгодно отличаются лучшей растворимостью и усвояемостью молочного белка.

Для пастеризованного сыра на основе творога в качестве основного молочного сырья используется творог. Применение творога решает проблему сезонности производства сыра творожного, так как позволяет использовать замороженный для резервирования творог, а также перерабатывать нестандартное (с некоторыми пороками) сырье.

Целью данной работы явилась разработка технологии пастеризованного сыра на основе творога, обладающего такими органолепти-ческими показателями, которые приближают его к сычужным сырам.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследований:

— определить режимы наиболее рационального использования компонентов сырья для получения сырной массы;

— определить влияние технологических параметров на формирование консистенции готового продукту;

— изучить основные физико-химические, органолептические и микробиологические показатели и определить пищевую и энергетическую ценность новых видов сыров;

— исследовать динамику изменения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей новых видов сыров в процессе хранения;

— разработать комплект нормативной документации на пастеризованные сыры на основе творога.

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННА 41 ^ БИБЛИОТЕКА й.

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены на Кемеровском молочном комбинате.

Общая схема исследований приведена на рисунке 2.1. Весь цикл исследований состоит из нескольких взаимосвязанных блоков. В первом блоке исследований изучали состав используемого сырья. Сырьем для получения кисломолочного сыра является творог различной жирности, молоко нормализованное, молоко обезжиренное и пахта. При проведении экспериментов определяли в твороге: массовую долю жира, кислотность, массовую долю влаги. В молоке (нормализованном, обезжиренном) и в пахте определяли массовые доли жира, сухих веществ, кислотность. В этом же блоке исследовали подготовку творога к переработке в случае, когда использовали замороженный для резервирования творог.

На втором этапе при получении сырной массы исследовали режимы наиболее рационального использования компонентов сырья. При этом рассматривали влияние следующих факторов:

1. соотношение сырья — творог: молоко (нормализованное, обезжиренное) и пахта. Эксперименты проводили при соотношении сырья 1:1, 1:2, 1:3, 1:4;

2. температура нагревания молока (нормализованного, обезжиренного) или пахты (от 85 до 95 °С);

3. выдержка смеси при температуре коагуляции (от 5 до 20 минут);

4. очередность внесения компонентов: творог в горячее молоко (пахту) или горячее молоко (пахта) в творог;

5. доза хлористого кальция: от 10 до 20 г на 100 кг молока (пахты);

6. кислотность творога от 170 до 230 0 Т.

Этапы Изучаемые Изучаемые исследований факторы параметры.

Для определения наиболее рационального использования сырья изучали следующие параметры: выход сырного продукта, степень использования сухих веществ, степень использования жира, а также физико-химические (жир, влага, кислотность) и органолептические показатели.

Третий блок исследований заключался в изучении влияния технологических параметров на формирование готового продукта. С этой целью проводились эксперименты, в которых изучалось влияние следующих факторов:

1. содержание влаги в сырной массе (50−55−60) %;

2. режимы термомеханической обработки сырной массы (60 — 70 -80 °С);

3. различное значение активной кислотности сырной массы (рН = 5,2 -5,5 — 5,8).

Для установления наиболее рациональных режимов получения пастеризованного сыра на основе творога изучали следующие показатели: физико-химические (жир, влага, кислотность) и органолептические (консистенция, внешний вид, вкус, запах).

Для определения наиболее рациональных технологических параметров получения сыра пастеризованного на основе творога планировали проведение трехфакторного эксперимента, а полученные результаты обрабатывали методом регрессионного анализа, получая математические модели и графические изображения, описывающие зависимость результирующих параметрор от изучаемых факторов. Адекватность полученных уравнений оценивали по критерию Фишера.

На четвертом этапе исследований устанавливался технологический регламент производства сыра пастеризованного на основе творога. Для этого проводились эксперименты, в которых изучались следующие факторы:

1. технологические режимы (на основании предыдущих экспериментов);

2. сроки хранения пастеризованного сыра при различных температурах хранения (4+2) °С и (9+1) °С.

При проведении экспериментов на данном этапе изучали следующие показатели: физико-химические (жир, влага, кислотность), ор-ганолептические (консистенция, внешний вид, вкус, запах) и микробиологические (БГКП, наличие дрожжей и плесневых грибов, патогенных микроорганизмов и коагулазоположительных стафилококков).

Заключительный, пятый блок имеет практическую направленность. На основании экспериментальных результатов, полученных при выполнении настоящей работы, разработана технология нового вида пастеризованного сыра на основе творога «Славянский». Определена пищевая и биологическая ценность, а также рассчитана экономическая эффективность, получаемая при его производстве.

2.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

При выполнении работы были использованы стандартные физико-химические и микробиологические методы исследований.

Исследование молока и пахты проводили по следующим методикам:

— определение массовой доли жира по ГОСТ 5867–90;

— определение массовой доли влаги по ГОСТ 3626–73;

— определение массовой доли сухих веществ по ГОСТ 3626–73;

— определение титруемой кислотности по ГОСТ 3624–92;

— определение чистоты — по ГОСТ 8218–89;

— определение массовой доли белка — по ГОСТ 25 179–90;

— определение бактериальной обсемененности сырья.

ПО ГОСТ 9225–84;

— определение содержания соматических клеток — по ГОСТ 2 345 390;

— определение ингибирующих веществ — по ГОСТ 23 454–79;

— определение термоустойчивости — по ГОСТ 25 228–82;

— определение эффективности термической обработки — по ГОСТ 3623–73;

— активную кислотность измеряли электрометрически на РН-метре.

— милливольтметре рН-150М в диапазоне измерений от -1 до +14,00 единиц рН (предел возможных значений погрешности измерений равен ±0,05 единиц рН) — по ГОСТ 26 781–85;

— определение токсичных элементов в молочном сырье и готовом продукте осуществляли:

— ртути — по ГОСТ 26 927–86:

— мышьяка — по ГОСТ 26 930–86;

— меди, цинка, свинца и кадмия — по ГОСТ 30 178–99.

— определение хлорорганических пестицидов: гексахлорцикло-гексана (аДу-изомеров), 4,4-дихлордифинилтрихлорэтана (ДДТ) и его метаболитов, алдрина, диелдрина, гептахлора — по ГОСТ 23 452–79;

— определение содержания антибиотических веществ в молокеПО ГОСТ 23 454–79.

Исследования творога и сыра по физико-химическим показателям проводили по следующим методикам:

— определение массовой доли жира по ГОСТ 5867–90;

— определение массовой доли влаги по ГОСТ 3626–73;

— определение титруемой кислотности по ГОСТ 3624–92;

— определение активной кислотности — электрометрически на рН-метре — милливольтметре рН-150М в диапазоне измерений от -1 до + 14,00 единиц рН (предел возможных измерений равен + 0,05 единиц рН) — по ГОСТ 26 781–85;

— определение органолептических показателей сыра проводили по 50-бальной шкале в соответствии со специально разработанной методикой (приложение 1).

Исследование сыра по микробиологическим показателям проводили по следующим методикам:

— дрожжи и плесневые грибы — по ГОСТ 10 444.12−88;

— бактерии группы кишечной палочки, микроскопированием — по ГОСТ 9225–84;

— наличие патогенной микрофлоры, в том числе сальмонеллы — по ГОСТ 50 480–93.

Радиологические исследования гот.

Содержание макрои микроэлементов в сыре определяли атом-но-абсорбционным методом с использованием спектрофотометра ААА-881 по ГОСТ 27 997–88.

Содержание витаминов в готовом продукте определяли методом инфракрасной спектроскопии на приборе VJK-4500.

Содержание аминокислот определяли на анализаторе аминокислот марки ААА-3339М (Чехия). Содержание жирных кислот определяли методом жидкостной хроматографии на приборе «Хром-5» (Чехословакия).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ИСПОЛЬЗУЕМОГО СЫРЬЯ И ПОДГОТОВКА ЕГО К ПЕРЕРАБОТКЕ.

3.1.1 Исследование состава молока нормализованного, молока обезжиренного и пахты.

Одним из компонентов используемого сырья для получения сыра пастеризованного является нормализованное, обезжиренное молоко или пахта, физико-химический состав которых приведен в таблице 3.1.