Диссертация Барсукова Л.С - Кемеровский технологический
реклама
1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» На правах рукописи БАРСУКОВА ЛИЛИЯ СЕРГЕЕВНА ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУТВЕРДЫХ СЫРНЫХ ПРОДУКТОВ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ ЗАМЕНИТЕЛЯМИ МОЛОЧНОГО ЖИРА Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Остроумов Л.А. Кемерово 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ……………………………………………………… 4 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………… 7 1.1. Функционально-технологические свойства структурообразователей, используемых в молочной промышленности …………………………………………………… 7 1.2. Основные направления использования растительных жиров и различных композиций на их основе в производстве сырных продуктов ……………………… 24 1.3. Основные критерии состава и свойств молока как сырья в производстве сыров ………………………….. 35 1.4. Заключение по обзору литературы и задачи исследований ……………………………………………………. 42 2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ………………… 47 2.1. Схема проведения эксперимента ……………………… 47 2.2. Методы исследований …………………………………. 49 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ……………………… 53 3.1. Исследование заменителей молочного жира на растительной основе ………………………………………….. 53 3.2. Исследование процесса сычужного свертывания молока с заменителями молочного жира ………………………… 56 3.3. Исследование получения жировых эмульсий для использования при выработке сыров ……………………. 76 3.4. Изучение технологических особенностей выработки сыров с растительным жиром …………………………… 82 3.4.1. Влияние количества растительного жира в жировой фракции молока на процесс созревания и качество полутвердого сыра ……………………………………… 82 3 3.4.2. Изучение влияния температуры свертывания молочно-растительной смеси на выработку сыра ….. 96 3.4.3. Влияние температуры второго нагревания сырного зерна на выработку сыра ……………………………... 100 3.4.4. Исследование режимов созревания сыров ………….. 106 3.5. Разработка нового вида полутвердого сырного продукта с использованием заменителя молочного жира ……………………………………………………… 109 Выводы ………………………………………………………. 112 Список литературы …………………………………………. 114 Приложения …………………………………………………. 130 4 ВВЕДЕНИЕ В производстве ряда молочных продуктов (сыры, творог и другие) одной из важнейших технологических операций является свертывание молока. В зависимости от вида продукта и применяемых препаратов оно бывает сычужным, кислотно-сычужным и термокислотным. Сущность свертывания молока, его физическую природу, а также химическую кинетику коагуляционных процессов изучали многие отечественные и зарубежные исследователи, что связано со сложной структурой объекта исследований молока, как гетерогенной многофазной системы и, в первую очередь, структурой компонентов его коллоидной фазы. Теоретические и практические основы свертывания молока изучали А.П. Белоусов, В.В. Бобылин, К.К. Горбатова, З.Х. Диланян, П.Ф. Дьяченко, Л.А. Забодалова, Н.П. Захарова, П.Ф. Крашенинин, Г.Н. Крусь, Н.Н. Липатов, Р.И. Раманаускас, В.П. Табачников, М.С. Уманский и другие. При рассмотрении молока как объекта гелеобразования особое внимание уделяется природе коллоидного состояния белков. Однако его нельзя охарактеризовать без взаимосвязи с остальными компонентами молока, которое по своей структуре является сложной полидисперсной системой, включающей различные дисперсные фазы. В зависимости от величины частиц дисперсных фаз, а также их агрегатного состояния дисперсные фазы молока находятся в виде коллоидных частиц (коллоидная фаза), грубодисперсных частиц различной величины (фаза эмульсии), а также в ионномолекулярном состоянии (фаза истинного раствора). Дестабилизация одной из этих фаз обязательно отражается на состоянии другой, в состав молока каких-либо ингредиентов другой природы будет влиять на его свойства. В последние годы в молочной промышленности получает распространение использование жиров растительного происхождения. В первую очередь, это связано с попытками улучшить пищевую и биологическую ценность продукции, снизить себестоимость выпускаемых продуктов и увели- 5 чить объем их производства. К сожалению, иногда это приводит к фальсификации, когда под видом известного бренда потребителю предлагается продукт, содержащий растительный жир. Большая работа по использованию растительных жиров в сыроделии в последние годы выполнена ВНИИМС, что позволило разработать серию сырных продуктов с растительными жирами. Вскрыты особенности сычужного свертывания молока, синерезиса геля, созревания сырной массы, в также влияние растительного жира на органолептические показатели продукта. Поэтому на данном этапе развития отрасли продолжение исследований в этом направлении представляет определенный интерес. Использование растительного жира широко практикуется в производстве плавленых сырных продуктов. Установлен рациональный состав смесей для плавления, а также показана роль различных структурообразователей в формировании консистенции продукта. Производство плавленых сырных продуктов широко организовано на предприятии ООО «Плавыч», где ежегодно вырабатывается более десяти тысяч тонн такой продукции. Учитывая разработки институтов, накопившийся опыт промышленности по использованию растительных жиров и их смесей при выработке продуктов питания, выполнена настоящая работа. Следует отметить, что внесение растительного жира в исходное молоко может повлиять на его свойства, что естественно скажется на технологическом процессе получения продукта. Способ внесения растительного жира в молоко тоже заслуживает определенного внимания. При разработке технологий большинства молочных продуктов особое внимание обращается на их органолептические показатели и способность сохранять качественные критерии длительное время. Как показывает зарубежный и отечественный опыт последних лет этому способствует использование при получении ряда продуктов специальных пищевых добавок, играющих роль структурообразователей. Их применение способствует связыва- 6 нию влаги в продукте, улучшению его консистенции, снижает усушку продукта, удлиняет продолжительность его хранения, а также приводит к другим положительным эффектам. В работе приведены данные изучения пищевой и биологической ценности сырных продуктов с растительным жиром, а также технологии получения таких сыров. По материалам работы опубликовано 10 статей, в том числе две в журналах ВАК. 7 1. 1.1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Функционально-технологические свойства структурообразователей, используемых в молочной промышленности Большая часть пищевых продуктов имеют сложную структуру, включающую несколько составных компонентов, значительно различающихся по свойствам, размерам и агрегатному состоянию. В качестве примера можно назвать: гели с наполнителями; гелеобразные пены; экструзионные полупродукты; порошки; маргарин; тесто; хлеб; кондитерские массы и другие. Пищевые дисперсные системы по своим физическим свойствам, в основном, относятся к «мягким» конденсированным веществам [137]. Различные составные компоненты пищевой дисперсной системы обычно находятся в состоянии, далеком от термодинамического равновесия. При внешних возмущениях, таких, например, как изменение рН среды или температуры, пищевые системы стремятся вернуться в равновесное состояние. Дополнительная сложность создается тем, что пищевые системы обычно обладают множеством временных масштабов длины при стремлении в равновесное состояние. Эмульсия – это коллоидная дисперсная система из двух несмешивающихся жидких фаз, одна из которых распределена в виде маленьких сферических капелек (дисперсная фаза) и другой (дисперсионная среда) [123]. Некоторые пищевые продукты (мороженое)основой которых является эмульсия, являются более сложными системами, так как дисперсионная среды и дисперсная фаза могут быть частично кристаллизованы [138]. Однако, для всех эмульсий есть общее свойство – они являются термодинамически нестабильными структурами, для устойчивости которых необходимо добавлять ПАВ, например, амфифильный белок или короткоцепочечные ПАВ [128, 136]. 8 Молоко и молочные продукты как пищевые дисперсные системы имеют специфические особенности, которые определяются агрегатным состоянием, размерами частиц, взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды, количественным соотношением нутриентов, физикохимическими свойствами и т.д. Структура молочных продуктов (гели, пасты, концентрированные эмульсии и пены) в большой степени зависит от количественного соотношения основных структурообразователей сырья – белков и полисахаридов (для гелей, паст, пен) или жира (для концентрированных эмульсий), условий среды, агрегатного состояния, размеров частиц (ферментированные или неферментированные продукты) и функциональнотехнологических свойств структурообразующих пищевых добавок [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. В технологических процессах пищевой, химической и других отраслей, как правило, имеют дело с многокомпонентными системами [115, 116, 119, 121]. Для исследования многокомпонентных систем, их контроля и прогнозирования успешно используют диаграммы состояния [118, 122, 127]. Для большинства процессов молочного производства вполне можно удовлетвориться двухмерной (изобарной) диаграммой – температура-состав [126]. Для двойных (бинарных) систем диаграммы состояния, т.е. графическое изображение соотношений между параметрами состояния физикохимической системы (температурой, давлением и др.) и ее составом, изображают на плоскости, откладывая на оси абсцисс состав (выраженный в процентах по массе одного из двух компонентов), а на оси ординат - численные значения измеряемых свойств системы. Традиционные и новые виды эмульгированных и пенообразных продуктов питания содержат разнообразные по питательным свойствам и функциональному назначению ингредиенты. Эти ингредиенты, придавая продуктам необходимые потребительские качества, также оказывают влияние на их стабильность и текстуру. В частности, ряд ингредиентов могут 9 стабилизировать или, наоборот, дестабилизировать пищевые дисперсные системы. В связи с появлением новых пищевых ингредиентов все более актуальной становится зада исследования их воздействия на свойства пищевых продуктов [124, 126]. При диспергировании необходимо затратить внешнюю механическую энергию на преодоление межмолекулярных сил и увеличение свободной поверхностной энергии вещества. Технически это осуществляется дроблением, измельчением, растиранием на дробилках, жерновах, шаровых мельницах и других. Измельчение до частиц размеров 10-7 м достигается в специальных коллоидных мельницах, в которых диспергируемое вещество находится в узком зазоре между быстро вращающимся ротором (10-20 тыс. об/мин) и неподвижным корпусом; для этих целей также используют ультразвук. Диспергирование обычно ведут, добавляя стабилизирующие вещества, препятствующие слипанию раздробленных частиц. К диспергационным методам можно отнести и новые способы получения мелких капель дисперсной фазы, например, выдавливание этой фазы (в данном случае – масла) через сеть микроканалов [138, 139, 140]. Обе жидкости образующие эмульсию, должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, и в системе необходимо наличие стабилизатора, который называется эмульгатором [117, 123, 130, 134]. Процесс эмульгирования состоит из диспергирования, т.е. образования капелек дисперсной фазы в дисперсионной среде, и стабилизирования капелек в результате адсорбирования на их поверхности эмульгатора. В последнее время предложены новые процессы получения эмульсий. Выявлено, что характеристики эмульсий существенно зависят от технологии получения. Например, если используются технологии типа «роторстатор» с небольшим отношением мощности к объему, то наночастиц в эмульсии не образуется. С другой стороны, различные, но сравнимые по энергетическому уровню процессы, приводят к разному гранулометрическому составу эмульсий. Существенную роль для получения того или иного 10 гранулометрического состава играет способ доставки энергии для эмульгирования [105, 106]. При образовании дисперсной системы одновременно происходят три процесса: - частицы дисперсной фазы деформируются и измельчаются; - ПАВ перемещаются к вновь сформированным поверхностям разрыва и адсорбируются на них; - частицы дисперсной фазы сталкиваются, что может привести к их коалесценции. Процесс коалесценции объясняется тем, что эмульгатор не успевает полностью адсорбироваться на поверхности частиц. Распаду капелек противодействует давление Лапласа (Laplace), р, которое является функцией радиуса (сферической) частицы, r, и поверхностного натяжения, σ [131] 2 r Внесение ПАВ уменьшает поверхностное натяжение и облегчает распад частицы [117]. Для пен приведенное выше выражение также справедливо; здесь разница давлений р в смежных пузырьках способствует диффузии газа и приводит к процессу потери пропорциональности. ПАВ также противодействует коалесценции, которая затрудняется изза образования межфазного градиента поверхностного натяжения σ (σградиента), возникающего вследствие воздействия двух взаимосвязанных механизмов. Главные механизмы, вызывающие неустойчивость эмульсий, - это расслоение, флокуляция, коалесценция, обращение фаз и, реже, нарушение пропорциональности. На основе этих механизмов, эмульсия приобретает термодинамическую устойчивость, и, в конечном счете, делится на две макрофазы [107, 108, 109]. Расслоение происходит из-за различия плотности между дисперсной и непрерывной фазами и ведет к объемной сепарации под действием тяжести. 11 Осаждение частиц дисперсной фазы происходит, если плотность ее выше плотности непрерывной среды. Чаще имеет место расслоение с подъемом дисперсной фазы вверх, так как в большинстве случаев в эмульсиях типа «масло/вода» плотность масла меньше плотности воды. Флокуляция может иметь место в эмульсии, когда энергия Ван-дерВаальса превосходит энергию сил отталкивания [120]. При флокуляции несколько капелек масла объединяются и формируют кластер (скопление), причем каждая капелька остается целой, т.е. содержимое капелек не смешивается. Процесс коалесценции протекает аналогично с той только разницей, что содержимое капелек объединяется, а давление Ланласа заставляет результирующую каплю быстро принять сферическую форму. В реальной пищевой эмульсии перечисленные процессы взаимосвязаны: из-за увеличения эффективных размеров капель в результате флокуляции и коалесценции расслоение ускоряется [133, 135]. Эффект объясняется тем [131], что скорость подъема капельки масла увеличивается пропорционально квадрату ее радиуса. Процессы флокуляции и коалесценции увеличивают этот радиус. При нарушении пропорциональности вещество мелких капель растворяется и осаждается на поверхности более крупных капель. Причиной является большая кривизна поверхности мелких капелек, вследствии чего растворимость у поверхности этих капелек выше, чем растворимость в объеме или у поверхности крупных капель [134]. Это явление было впервые обнаружено Кельвином в 1871 году. Следует упомянуть также процесс обращения фаз, при котором дисперсная фаза и дисперсионная среда меняются местами, например, эмульсия «масло/вода» превращается в эмульсию «вода/масло». Скорость частичной коалесценции зависит от многих факторов, таких как размер частиц дисперсной фазы, содержания твердого жира, скорости сдвига, типа и концентрации ПАВ, диаметра капелек, размера и формы кристаллов [132]. Глобулы молочного жира устойчивы к коалесценции в состоянии покоя, но нестабильны при течении эмульсии. 12 При производстве структурированных молочных продуктов используются структурообразователи, в состав которых входят два и более полисахаридов. В процессе технологической обработки фазовые превращения полисахаридов накладываются на собственное структурообразование в дисперсных системах молока. Процесс формирования структуры структурированных молочных продуктов с использованием структурообразователей представляет очень сложную экспериментальную и теоретическую задачу, относящуюся к термодинамическим и физико-химическим областям науки. В настоящее время рынок структурообразующих добавок богат и разнообразен. Как правило, предлагаемые предприятиям коммерческие препараты содержат разнообразные добавки. К ним прежде всего относятся белки, натуральные растительные экссудаты, камеди семян растений, экстракты водорослей, пектины, производные целлюлозы, микробные камеди. Из перечисленных веществ основной интерес представляют каррагинаны, модифицированные крахмалы, пектины, а также растворимые и нерастворимые пищевые волокна, роль и значение которых для питания человека доказана. С точки зрения технологии молочных продуктов, важнейшими функционально-технологическими свойствами являются влагоудерживающая и гелеобразующая способности, растворимость и набухание. Степень их выраженности зависит от разнообразия физико-химических показателей: (рН, активная кислотность), наличия солей Са+2, температуры и биохимических факторов (уровень развития микробиологических процессов), эндо- и экзоферментных процессов). Кроме общепринятых функционально- технологических свойств указанных добавок, особый интерес представляет анализ кривых течения образуемых ими гелей на базе методов инженерной реологии [8]. Н.И. Дунченко сформулирована концепция направленного регулирования показателей качества структурированных молочных продуктов, заключающаяся в том, что для создания структурированных молочных про- 13 дуктов с заданными составом, свойствами, структурой и показателями безопасности необходимо разработать методологию формирования диапазона реологических свойств молочных систем (ньютоновской жидкости, вязкопластической и псевдопластической) с использованием структурообразующих добавок и пребиотиков на основе знаний свойств каждого конкретного вида препарата, рациональной дозы и закономерностей изменения тиксотропных свойств продукта в процессе производства и хранения. Установлено, что вязкость растворов полимеров, как и низкомолекулярных веществ, увеличивается с понижением температуры. Однако в отличие от низкомолекулярных растворов, для которых энергия активации вязкого течения сохраняется в широком интервале температур, зависимость вязкости структурообразователей от температуры имеет как линейный, так и криволинейные участки. Это обстоятельство связано с тем, что с понижением температуры усиливаются процессы структурообразования полимерных систем, особенно для гелеобразующих полисахаридов. Поэтому такие этапы технологического процесса, как стадия введения структурообразователя, температура смешения с исходным сырьем и, особенно, время набухания оказываются весьма важными в процессах управления качеством продукта. Выбор температурных режимов соответствует температурам хранения, механической обработки, сепарирования и пастеризации молока, которые применяются при производстве молочных продуктов с низким и нейтральным показателем рН. Выбор концентрации структурообразователя обусловлен, в первую очередь, органолептическими показателями полученной смеси, структурообразователи не должны влиять на изменение вкуса молока. Показатель активной кислотности соответствовал для водных растворов и исходного молока (6,67-7,0) и ферментированных молочных гелей – (4,0-4,6). В результате проведенных экспериментов установлено, что свойства пектинов зависят от степени этерификации, рН среды, температуры и со- 14 держания дегидратирующих веществ. Растворимость пектинов зависит от температуры. При выбранных температурных режимах было установлено, что исследуемые образцы высокоэтерифицированных пектинов при 10 оС имели в среднем растворимость (1,7±0,2) %; при 70 оС – (9,6±0,1) %; при 90оС – (12,0±0,1) %, а образцы низкоэтерифицированных пектинов – при 10оС – (0,25±0,07)%; при 70оС – (4,9±0,1) %; при 90оС – (7,8±0,1)% соответственно. Показатели рН 1%-ных водных растворов пектинов LM-106 и ASYA составили в среднем 4,2-4,5, а для пектинов высокоэтерифицированных – в среднем 3,4 [9, 10, 11]. Гелеобразующая способность при охлаждении пектинов характеризуется критической концентрацией гелеобразования (ККГ), степенью этерификации, рН среды, содержанием сахаров для высокоэтерифицированных пектинов и наличием ионов поливалентных металлов, в частности, ионов кальция. Установлено, что процесс гелеобразования наблюдается при ККГ, равной 0,25 %, а для всех исследуемых образцов ККГ находилась в пределах 0,25-0,5 %. Наибольший интерес для пищевой промышленности представляют модифицированные крахмалы. В эту группу пищевых добавок входят продукты фракционирования, деструкции и различных модификаций нативных растительных крахмалов, представляющих смесь двух фракций полимеров глюкозы. Для производства структурированных молочных продуктов характерен процесс образования структуры в результате коагуляции казеина в изоэлектрической точке. С использованием структурообразующих добавок формируется структура геля при значениях рН, отличных от изоэлектрической точки. Более того, при использовании структурообразующих добавок можно направленно регулировать структурно-механические свойства структурированных молочных продуктов, физико-химические свойства, органолептические показатели и качество готового продукта. Установлено, что в молочных гелях с использованием структурообразователей процесс структурообразования делится на два периода: индукци- 15 онный и собственно процесс структурообразования. На первом этапе возникают агрегаты макромолекул казеина, которые формируют структуру геля. На втором этапе прочность структуры постепенно нарастает, достигает максимума, но одновременно снижается тиксотропия системы, вследствие того, что коагуляционные контакты между агрегатами казеиновых мицелл постепенно заменяются более прочными фазовыми контактами. В результате образуется коагуляционно-конденсационная структура твердообразного тела [12]. Полученные данные свидетельствуют о том, что структурообразование в молочных гелях идет за счет участия структурообразователей и белков молока, в большей степени это проявляется при меньшем значении рН (4,4). Показатели энергии активации вязкого течения в структурированных молочных гелях по сравнению с водными растворами биополимеров имеют тенденцию к увеличению. Так, при концентрации крахмала 0,5 % энергия активации увеличивается в 1,2/1,3 раза, при концентрации 1,0 % - 1,1/1,3; при концентрации 1,5 % - 1,2/1,3; при концентрации 2,0 % - 1,1/1,2 и при концентрации 3,0 % - 1,1/1,2 раза по сравнению с водными растворами. В варианте с каррагинанами: при концентрации 0,25 – 2,1/2,5 раза; при концентрации 0,5 % - 2,2/2,4; при концентрации 0,75 % - 2,2/2,4 и при концентрации 1,90 % - 2,1/2,3 раза. В варианте с пектином получены следующие соотношения при 0,25 % концентрации – 2,1/2,4; при 0,5 % - 2,1/2,5; при 0,75 % - 2,1/2,5 и 1,0 % 2,15-2,5. В варианте с пищевыми волокнами энергия активации изменяется незначительно и практически не зависит от концентрации структурообразователя [13]. Существует несколько классификационных признаков структурообразователей, трактующих разные подходы. Наиболее распространенные классификации: 16 • по источникам выделения различают структурообразователи животного, растительного и микробиологического происхождения; • по происхождению – натуральные, биосинтетические, полусинтетические и синтетические, которые делятся на экссудаты, водорослевые сухие экстракты и порошки, получаемые из семян растений. Структурообразователи должны быть химически инертны по отношению к компонентам пищевых продуктов, то есть окислять липиды, не разрушать витамины и т.д. Структурообразователи должны образовывать при определенных рН, концентрации и температуре водные растворы, обладающие структурной вязкостью. Это должны быть предпочтительно бесцветные растворы, лишенные вкуса и запаха. Структурообразователи должны проявлять способность к гелеобразованию: при определенных условиях формировать трехмерную, объемную структурную сетку. Они должны обладать адгезией по отношению к поверхности компонентов, входящих в состав продуктов. Эмульгаторы, связующие вещества, пленкообразователи должны проявлять поверхностную активность. Технологическая обработка (высокие или низкие отрицательные температуры, механическое воздействие и др.) должна благоприятно влиять на функциональные свойства структурообразователей. Предпочтительно, чтобы структурообразователи являлись естественными компонентами традиционных пищевых продуктов, вырабатываясь в промышленном масштабе и были дешевыми. При формировании структуры гелей образуются различные типы связей: водородные с участием пептидных групп цепей, гидрофобные между углеводородными радикалами, электростатические между полярными группами, дисульфидные при наличии серосодержащих аминокислот. Поэтому индивидуальные особенности каждого вида белка (состав и последовательность в полипептидной цепи аминокислот, спирализация и пространственная укладка), а также внешние условия (рН, температура, присутствие 17 ионов) определяют тип взаимодействий и соответственно оказывают влияние на процесс структурообразования и свойства структур [13, 14, 15, 16]. Для формирования структуры требуется определенное время, то есть процесс структурообразования развивается во времени и достигает максимума, например, для желатина и казеина при 20о С через 3-4 и 10-12 суток соответственно. Молоко и молочные продукты как пищевые дисперсные системы имеют специфические особенности, которые определяются агрегатным состоянием, размерами частиц, взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды, количественным соотношением нутриентов, физикохимическими свойствами и т.д. Структурированные молочные продукты (гели, пасты, концентрированные эмульсии и пены) в большей степени зависят от количественного соотношения основных структурообразователей сырья – белков и полисахаридов (для гелей, паст, пен) или жира (для концентрированных эмульсий), условий среды, агрегатного состояния, размеров частиц (ферментированные или неферментированные продукты) и функционально-технологических свойств, структурообразующих пищевых добавок [17]. Стабилизационные системы – это группа пищевых добавок, выполняющих в продуктах функцию стабилизации. Под стабилизацией понимают достижение определенных эффектов физического, химического и биологического характера и поддержание их в течение более или менее длительного времени. Стабилизационные системы выполняют в пищевых продуктах роль загустителей, желирующих агентов, пенообразователей и стабилизаторов пены, применяются для связывания воды, жира, в качестве суспендирующих агентов и эмульгаторов [18, 19, 20]. Изучение свойств стабилизаторов в связи с их использованием при выработке сырных продуктов проводил А.Н. Архипов [21, 22, 23, 24]. Изучали свойства следующих стабилизаторов: 18 - «Procsagel Spedble» (основу препарата составляет специально обработанный агар); - «LRA-50» (основу препарата составляет каррагинан); - «LP-75» (основу препарата составляет каррогинан); - «Стабитекс» (стабилизационная смесь); - «Keltrol» (основу препарата составляет камедь ксантовая); - камедь рожкового дерева; - камедь гелановая. По способности растворяться в воде стабилизаторы имели некоторые отличия. По этому показателю можно выделить стабилизаторы хорошо растворяющиеся при 20о С («Keltrol», камедь геленовая) и при 40о С и выше («Procsagel Spedble», «LRA-50», «LP-75», «Стабитекс», камедь гелановая). Коэффициент растворения камеди рожкового дерева равнялся единице при температуре 60-80о С. Гелеобразующую способность стабилизаторов определяли по времени прохождения металлического конуса через образец геля. Чем медленнее проходил конус через образец геля, тем он был плотнее. Все испытанные стабилизаторы обладали гелеобразующей способностью. Более прочные гели образовывали стабилизаторы «Procsagel Spedble», «LRA-50», «LP-75», камедь рожкового дерева и «LRA-50». По мере выдержки плотность гелей постепенно уменьшалась. В 5-суточном геле снижение этого показателя у стабилизаторов составило: «Procsagel Spedble» 50,0 %, «LRA-50» - 33,4 %, «LP-75» - 36,8 %, «Стабитекс» - 46,7 %, «Keltrol» - 37,5 %, камедь рожкового дерева – 36,4 %, камедь гелановая – 42,1 %. У каждого стабилизатора наблюдали изменения в характеристике плотности геля в зависимости от рН среды. При использовании стабилизатора «Procsagel Spedble» гель был более плотным при рН среды в пределах от 5,0 до 7,0, для стабилзатора «LRA-50» - от 4,0 до 8,0, для стабилизатора «LP-75» - от 5,0 до 8,0, для стабилизатора «Стабитекс» - от 6.0 до 8,0, для стабилизатора «Keltrol» - от 5,0 д 8,0, для 19 камеди рожкового дерева – от 4,0 до 7,0 и для камеди гелановой – от 4,0 до 8,0. Способность стабилизаторов связывать влагу определяли по ее количеству (в %) в свободном состоянии при образовании и старении геля. Доза стабилизатора составляла 1,0 %. Количество свободной влаги приведено в таблице 1.1. Таблица 1.1 Способность стабилизаторов к связыванию влаги Стабилизатор «Procsagel Spedble» «LRA-50» «LP-75» «Стабитекс» «Keltrol» Камедь рожкового дерева Камедь гелановая Количество свободной влаги (в %) в гелях разного возраста (сутки) 1 2 3 4 5 0,0 0,0 0,0 7,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9,0 3,0 0,0 0,0 4,5 6,0 14,0 6,5 0,0 6,5 9,0 12,0 19,0 9,0 2,0 12,0 16,0 21,0 25,0 14,0 6,0 0,0 0,0 5,0 8,0 12,0 Все испытываемые стабилизаторы обладали способностью связывать влагу. Однако степень ее выраженности у стабилизаторов была различной. Хорошей способностью к влагоудерживанию обладали «Procsagel Spedble» и камедь рожкового дерева. В гелях, образованных этими стабилизаторами свободная влага начала появляться на четвертые и пятые сутки, достигая 12 % к общему объему первоначального геля. В гелях, образованных стабилизаторами «LRA-50» «LP-75» и гелановой камедью, свободная влага появилась на третьи сутки. К пяти суткам ее количество достигало 16, 21 и 23% от объема исходного геля. В связи с различиями в строении и свойствах стабилизаторов, в основе которых лежат различные природные соединения (агар, каррагинан, ксанетин, камеди), сделана попытка рассмотреть их технологические свой- 20 ства при совместном использовании, для чего составлены три варианта смесей стабилизаторов. Смесь № 1 – 50 % «Procsagel Spedble», 25 % «LRA-50» и 25 % камедь гелановая. Смесь № 2 – 50 % камедь рожкового дерева, 25 % «LP-75» и 25 % «Keltrol». Смесь № 3 – 50 % «Procsagel Spedble», 50 % «Стабитекс». Все смеси образовывали гели достаточной плотности и хорошо удерживали влагу. Для выяснения роли стабилизатора в формировании плавленого сырного продукта проводили его выработку с использованием смесей стабилизаторов № 1, № 2 и № 3. Вырабатывали три разновидности плавленых сырных продуктов: «Колбасный», «Пастообразный» № 1 и «Пастообразный» № 2. Органолептическая характеристика плавленых сырных продуктов приведена в таблице 1.2 [25]. В среднем у опытных образцов плавленого сырного продукта «Колбасный» улучшение вкуса и запаха произошло на 0,5 балла, а консистенции на – 0,9 балла. У плавленого сырного продукта «Пастообразный» № 1 оценка вкуса и запаха в среднем повысилась всего на 0,6 балла, но оценка консистенции в среднем возросла на 1.9 баллов. У сырного продукта «Пастообразный» № 2 эти показатели составили в сумме 2,3 баллов. 21 Таблица 1.2 Органолептическая оценка плавленых сырных продуктов Вид плавленого сырного продукта 1 «Колбасный» «Пастообразный» № 1 «Пастообразный» № 2 «Колбасный» «Пастообразный» № 1 «Пастообразный» № 2 «Колбасный» «Пастообразный» № 1 «Пастообразный» № 2 «Колбасный» «Пастообразный» № 1 «Пастообразный» № 2 Органолептическая оценка* Вкус и запах Консистенция ХарактериБалл ХарактериБалл стика стика 2 3 4 5 Без стабилизаторов Недоста13,5±0,3 Слегка 7,0±0,2 точно вылипкая ражен Недоста13,5±0,2 Слегка 7,0±0,2 точно вылипкая ражен Недоста13,5±0,2 Липкая 6,0±0,2 точно выражен Стабилизатор – смесь № 1 Умеренно 14,2±0,2 Хорошая 8,0±0,0 выражен Умеренно 14,0±0,0 Отличная 9,0±0,0 выражен Умеренно 13,8±0,2 Хорошая 8,2±0,2 выражен Стабилизатор – смесь № 2 Умеренно 13,7±0,3 Хорошая 8,0±0,0 выражен Умеренно 14,2±0,2 Отличная 9,0±0,0 выражен Умеренно 13,7±0,2 Хорошая 8,0±0,0 выражен Стабилизатор – смесь № 3 Умеренно 14,0±0,2 Хорошая 7,8±0,2 выражен Умеренно 14,2±0,2 Отличная 8,8±0,2 выражен Умеренно 13,7±0,0 Хорошая 8,0±0,0 выражен * Условно: вид на разрезе – 2 балла, внешний вид – 2 балла. Общий балл 8 26,5±0, 2 26,5±0, 2 25,5±0, 2 28,2±0, 2 29,0±0, 0 28,0±0, 2 27,7±0, 2 29,2±0, 1 27,7±0, 2 27,8±0, 2 29,0±0, 2 27,7±0, 0 22 Особенно действие стабилизаторов отразилось на консистенции продукта. Она становилась более эластичной и связной. Для более подробного изучения действия стабилизационных систем на состояние консистенции плавленых сырных продуктов автор рассматривал ее пенетрационную твердость (таблица 1.3). Таблица 1.3 Пенетрационная твердость плавленого сырного продукта, измеряемая пенетрационным методом Вид стабилизатора Твердость продуктов (кПа) «Колбасный» Без стабилизатора «Пастообразный» «Пастообразный» №1 №2 71±2 45±2 51±2 62±3 37±2 44±3 65±4 39±3 46±1 66±3 43±3 48±2 (контроль) Стабилизационная смесь № 1 Стабилизационная смесь № 2 Стабилизационная смесь № 3 Плавленый сырный продукт относится к коллоидным капиллярнопористым телам. В коллоидных системах свободная вода представляет собой межкапиллярную жидкость, обладающую обычными свойствами воды. Другая часть находится в более связанном состоянии. Связанная вода отличается рядом особенностей, которые частично сдерживают ее испарение. Установлено, что чем сильнее связана вода с компонентами продукта, тем меньше она способна участвовать в процессах, приводящих к понижению его качественных показателей. Изучали влагоудерживающую способность плавленых сырных продуктов, выработанных со стабилизаторами. 23 В таблице 1.4 приведены данные характеризующие влагоудерживающую способность плавленых сырных продуктов на разных стадиях производства и хранения, а именно, показана остаточная вода в продукте после выдержки пробы в сушильном шкафу при 60о С в течение 60 минут. Таблица 1.4 Влагоудерживающая способность плавленых сырных продуктов Вид стабилизатора Без стабилизатора Влагоудерживающая способность плавленого сырного продукта (%) разного возраста 5 60 120 180 «Колбасный» 37,2 36,0 33,2 28,4 Смесь № 1 46,0 45,8 45,6 42,4 Смесь № 2 45,0 44,6 43,2 42,1 Смесь № 3 48,0 46,2 46,2 41,0 32,6 30,0 Без стабилизатора «Пастообразный № 1» 38,5 36,0 Смесь № 1 48,7 47,2 47,8 45,4 Смесь № 2 46,3 45,8 44,7 42,4 Смесь № 3 46,8 46,0 44,0 42,1 34,8 32,5 Без стабилизатора Смесь № 1 Смесь № 2 Смесь № 3 «Пастообразный № 2» 37,9 36,4 45,0 44,5 43,8 42,5 44,6 43,7 41,2 40,0 46,5 45,2 43,7 41,4 В продукте «Колбасный», после шести месяцев хранения этот показатель понизился с 37,2 % до 28,4 %, для продукта «Пастообразный» № 1 - с 38,5 до 30,0 % и для продукта «Пастообразный» № 2 - с 37,9 до 32,5 %. У плавленых сырных продуктов, выработанных со стабилизаторами, влагоудерживающая способность за период хранения в среднем понизилась для продукта «Колбасный» от 46,3 до 41,8 %, для продукта «Пастообраз- 24 ный» № 1 - от 47,2 до 43,3 % и для продукта «Пастообразный» № 2 - от 45,4 до 41,3 %. При выработке плавленого сырного продукта «Колбасный» с использованием стабилизаторов влагоудерживающая способность по сравнению с влагоудерживающей способностью плавленого сырного продукта, выработанного без стабилизатора, в среднем увеличилась на 18,2 % (свежий продукт), на 19,0 % (продукт, хранившийся два месяца), на 24,2 % (продукт, хранившийся четыре месяца) и на 24,6 % (продукт, хранившийся шесть месяцев). Для плавленого сырного продукта «Пастообразный» № 1 эти показатели соответственно составили 16,1, 19,1, 24,2 и 24,6 %, а для продукта «Пастообразный» № 2 - 15,6, 16,9, 16,9 и 18,3 %. Из результатов проведенного опыта видно, что использование стабилизаторов при выработке плавленых сырных продуктов улучшает их влагоудерживающую способность в среднем на 20 %, что должно повлиять на продление срока хранения продукта, предотвратить возможный синерезис и улучшить его товарный вид. 1.2. Основные направления использования растительных жиров и различных композиций на их основе в производстве сырных продуктов В практике мирового сыроделия немолочные жиры в качестве заменителей молочного жира начали использовать с конца 19 столетия. В СССР работы по созданию технологий сыров с немолочными жирами (комбинированных, как их тогда называли) были начаты позже: в конце шестидесятых годов 20 века. Во Франции был запатентован способ производства сыра на основе пищевой эмульсии, изготовляемой из обезжиренного молока и равных количеств подсолнечного и рапсового масла [36]. В соответствии с ним эмуль- 25 сию этих жиров с массовой долей жира 3,1 % предлагалось заквашивать обычным способом, после чего добавлять сычужный фермент и далее проводить обработку сгустка, сырного зерна и сырной массы в соответствии с технологией полутвердых сыров. В состав заменителя сыра, технология которого была разработана в США, входили растительный жир (кокосовое, соевое, кукурузное, хлопковое или арахисовое масло), молочный белок, скоагулированный протеолитическим ферментом, эмульгаторы (цитраты, моно- и полифосфаты), пищевая кислота и вода. Бобиной Л.И. была отработана технология производства полутвердых сычужных сыров с массовой долей жира 30 % на основе обезжиренного молока и эмульсии растительного масла (кукурузного, хлопкового или подсолнечного). Эмульсию готовили с помощью установки ультразвукового гидродинамического излучателя. Сыры вырабатывали по традиционной технологической схеме. Для ускорения процесса созревания и устранения в сырах привкусов и запахов растительных масел в технологии было предусмотрено увеличение количества бактериальной закваски до 1-1,2 %. Было установлено, что при свертывании сычужным ферментом смеси с жировой эмульсией получался очень нежный гель, что требовало изменения ряда параметров последующей обработки сырного зерна. Отход жира в сыворотку при этом резко сокращался (0,1 – 0,07 % против 0,3 % при выработке сыров из натурального молока) [27]. Козиным Н.И. и др. была разработана технология полутвердого сыра по типу технологии сыра «Голландский» с полной заменой молочного жира растительным маслом. В соответствии с ней при приготовлении жировой эмульсии в обезжиренном молоке в качестве эмульгаторов использовали сухое обезжиренное молоко (5 %), фосфат натрия (0,3 %) и цитрат натрия (0,1 %). В отличие от технологических параметров голландского брускового сыра из натурального молока в данном случае некоторые технологические параметры производства были изменены, а именно: увеличивали размер 26 сырного зерна в 1,5 раза, что позволяло удержать в сырной массе необходимое количество влаги и избавить сыр от порока «грубая консистенция»; сокращали процесс обработки зерна; уменьшали продолжительность прессования с одновременным уменьшением давления. Массовая доля жира сыворотки перед вторым нагреванием была намного ниже (0,06-0,07 %), чем при выработке сыра с молочным жиром (0,35 %). В результате сыр из-под пресса имел рН 5,7 и массовую долю влаги 45,1 %. Массовая доля влаги зрелого сыра была 43,2 %, что обеспечивало хорошую консистенцию. Вайткусом В. и Кайрюкштене И. была разработана технология сычужного сыра «Диетический литовский» с массовой долей жира 45 % из обезжиренного молока и жировой основы, состоящей из 85 % гидрожира растительного и 10-15 % рафинированного дезодорированного растительного масла. Эмульсию готовили путем приготовления первичных более концентрированных эмульсий при интенсивном перемешивании и гомогенизации (давление 50-60 атм, температура 50 оС), с последующим их разведением обезжиренным молоком до требуемой массовой доли жира смеси. Было отмечено, что замена молочного жира растительным оказала значительное влияние на скорость синерезиса при выработке сыра, вызывая пересушку зерна. Снижение синерезиса наблюдалось при использовании эмульсии с массовой долей жира 10 %, а также при добавлении в смесь перед свертыванием 15 % пахты с внесением поваренной соли в количестве 0,2-0,3 % или сухого обезжиренного молока. Улучшение консистенции сыра наблюдалось при его выработке с добавлением пахты. По реологическим показателям (твердости и условному предельному напряжению сдвига) сыр, выработанный с добавлением пахты, почти не отличался от натурального сыра «Голландский». Он имел нежную пластичную консистенцию и характеризовался умеренно выраженным вкусом. После созревания экспериментальные сыры характеризовались удовлетворительным невыраженным вкусом и запахом без привкуса примененных жиров, хорошей консистенцией. 27 В формировании вкусовых свойств сыров с растительными жирами немаловажное значение имеют не только вид используемого жира, но и поверхностно-активные вещества, обеспечивающие раздел фаз между жиром и водой в жировой эмульсии. На Острогожском маслосырзаводе Воронежской области по технологии, предложенной Палладиной О.К. и Зайцевым Я.П. [27], вырабатывали полутвердый сыр типа сыра «Голландский» с использованием обезжиренного молока и жиров животного и растительного происхождения. Из смеси саломаса (80 %) и рафинированного растительного масла (20 %) получали жировые эмульсии, воспроизводящие, по мнению авторов, по физическим и пластическим свойствам молочный жир. Для приготовления эмульсии использовали ультразвуковой гидродинамический вибратор. Шиллер Г.Г., Неберт В.К. и др. предложили способ производства полутвердого сыра с массовой долей жира 45 % с заменой от 15 до 25 % молочного жира композицией жиров растительного и животного происхожде6ния следующего состава: свиной жир – 88 %; говяжий жир – 7 %; подсолнечное масло – 5 %. Эмульсию из смеси указанных жиров, обогащенную казеинатом натрия и фосфолипидами пахты, вносили в обезжиренное молоко и из полученной смеси вырабатывали сырный продукт по технологии сыра «Голландский». Была установлена целесообразность более высокого процента замены молочного жира по причине ухудшения органолептических показателей сыра [28]. Армянскими исследователями была выполнена серия работ, направленных на использование жиров немолочного происхождения при производстве рассольных сыров типа «Чанах». В результате были разработаны технологии новых сыров «Раздан» с заменой 50 % молочного жира жировой эмульсией немолочного происхождения и «Наири» с использованием в его составе животных топленых жиров, частично заменяющих молочный жир [28, 29, 30]. 28 В настоящее время на российском рынке жиров сложилась ситуация, благоприятная для развития производства сыров с жирами немолочного происхождения. Различные фирмы, как российские, так и зарубежные, предлагают для сыроделия широкий ассортимент жиров и специально подобранных композиций растительных и животных жиров. Некоторые фирмы, торгующие жирами для сыроделия, сами берутся за разработку технологий их использования при производстве сыров [41, 42, 43, 44, 45]. Серия работ, выполненных исследователями Кемеровского технологического института пищевой промышленности, посвященная использованию растительных жиров при производстве мягких сыров, вырабатываемых методами кислотно-сычужной и термокислотной коагуляции белков [31, 32, 33]. При разработке технологии производства сыра с растительными маслами (подсолнечным, подсолнечным высокоолеиновым, кукурузным, оливковым, соевым, рапсовым) Смирновой И.А. и Игнатьевой А.В. отмечалась нежелательность полной замены молочного жира. Было предложено оптимальное для данной технологии соотношение молочного жира и растительного масла (подсолнечного высокоолеинового) 1,5:1 соответственно. Установлена целесообразность использования в качестве эмульгатора растительного масла сухого обезжиренного молока в количестве 3 % от массы смеси. Сыр вырабатывали путем термокислотной коагуляции белков, обосновав выбор этого способа производства тем, что он позволяет получить продукт не только с регулированным жирнокислотным составом, но и обогащенный сывороточными белками. По органолептическим показателям полученный сыр отличался нежной, пластичной консистенцией, приятным вкусом с мягким привкусом растительного масла, отсутствием рисунка. Остроумов Л.А. и Бобылин В.В. считают, что при выработке мягких кислотно-сычужных сыров хорошие результаты дает использование рапсового, оливкового и других видов масел. Авторы обосновывают перспективность использования растительных жиров при производстве мягких сыров 29 значительной по сравнению с твердыми сырами экономией сырья, времени и площадей для созревания, позволяющей повысить эффективность производства. С этим следует согласиться, так как для России это особенно актуально в связи с недостатком сырья и оборотных средств у предприятий молочной промышленности [46]. Исследования, направленные на оптимизацию состава жировых композиций, предназначенных для использования в продуктах питания, являются прероготивой специалистов масложировой отрасли пищевой промышленности и ведутся на протяжении многих лет как у нас в стране, так и на рубежом. Были сформулированы медико-биологические требования, в соответствии с которыми продукты, содержащие жиры немолочного происхождения должны обладать сбалансированным составом по жиру, белку, углеводам, макро- и микроэлементам. Важная роль в достижении планируемых свойств этих продуктов отводилась жировой фазе. Основу большинства жировых композиций, рекомендованных для использования в молочной промышленности, как правило, составляют, так называемые, тропические масла: пальмовое, кокосовое, пальмоядровое. Более дешевые, чем молочный жир, они являются привлекательными объектами для использования в молочной промышленности, так как даже частичная замена молочного жира позволяет снизить себестоимость вырабатываемой продукции [106, 123, 125, 126, 132, 137]. Основная доля импорта тропических масел приходится на пальмовое масло, получаемое из мясистой части плодов масличной пальмы (Elaeis guineebsis). Масло из семян этой пальмы называется косточковым пальмовым или пальмоядровым. Пальмовое масло имеет запах и вкус ореха, красно-оранжевый цвет, богато каротиноидами и пальмитиновой кислотой. Оно затвердевает при температуре ниже 30о С, поэтому имеет более густую консистенцию, повышенную вязкость и меньшую пластичность по сравнению с молочным жи- 30 ром. Вследствие этого использование пальмового масла в чистом виде даже в случае частичной замены молочного жира становится причиной «тугоплавкости» молочных продуктов, потере их пластичности. Отличия пальмового масла по реологическим свойствам от молочного жира обусловлены, в первую очередь, особенностями его жирнокислотного состава. Оно преимущественно состоит из триглицеридов высокомолекулярных жирных кислот ряда С16 – С18, в то время как молочный жир содержит в своем составе широкий спектр низко-, средне- и высокомолекулярных жирных кислот (от С4 до С18). Отрицательной стороной использования гидрированных жиров является наличие в их составе пространственных (транс-) и позиционных изомеров ненасыщенных жирных кислот, возникающих в процессе гидрогенизации жидких жиров и масел. Основные транс-изомеры гидрированных жиров – трансоктадеценовые кислоты (С18:3), а также пространственные и геометрические изомеры линолевой (С18:2) и линоленовой (С18:3) кислот, в том числе с сопряженными (конъюгированными) связями [34]. В соответствии с российским законодательством содержание в пищевых продуктах транс-изомеров жирных кислот не должно превышать 8%. Поэтому составляют композиции из пальмового масла, обладающего повышенной вязкостью, и жидких растительных масел с низкой вязкостью путем смешивания в количественных соотношениях, обеспечивающих требуемые реологические свойства жирового компонента. Использование натуральных растительных масел (подсолнечное, рапсовое, кукурузное, оливковое и др.) в составе жировых композиций обогащает жирнокислотный состав продукта за счет содержания в их составе полиненасыщенных жирных кислот [50, 51]. Состав жировых композиций, предназначенных для использования в молочной промышленности и, в частности, в сыроделии, как правило, подбирается с ориентацией на физико-химические свойства молочного жира. В первую очередь при этом обращается внимание на температуру плавления и 31 застывания. Это обусловлено желанием добиться таких же показателей качества и свойств сырного продукта, как и у сыра с молочным жиром. Однако говорить об адекватной замене в данном случае некорректно, поскольку отличия в химическом составе и структуре эмульсий растительного жира от натуральной эмульсии молочного жира предполагают изменение физикохимических, в том числе реологических свойств жировой фазы продукта. Это может стать причиной не только изменения консистенции продукта, но и параметров некоторых технологических операций процесса производства, во время которых происходят существенные структурные перестройки сырьевых компонентов. Во ВНИИ маслоделия и сыроделия были проведены сравнительные исследования физико-химических свойств широкого спектра жиров и жировых композиций отечественного и импортного производства, присутствующих на российском рынке жиров как заменители молочного жира. Анализ полученных результатов показал, что большинство исследованных жиров по физико-химическим свойствам близки молочному жиру весенне-летнего периода, не более легкоплавкие [37]. Сделан вывод о том, что предпочтение следует отдавать жировым композициям, основу которых составляет пальмовое масло или его модификации, так как все исследованные жиры, изготовленные из пальмового масла, по органолептическим показателям наиболее полно сочетаются с молочным жиром. К положительным моментам использования пальмового масла в составе жировых композиций можно отнести и то, что оно увеличивает срок годности продукта, так как отличается устойчивостью к окислению [35]. Каждая стадия технологического процесса производства сыра требует строгого регламентирования уровня температурного воздействия на объект, при котором обеспечивается оптимальное протекание основных физико-химических, биологических и других процессов, лежащих в основе данной технологии. Перепады температуры при переходе от одной технологи- 32 ческой операции к другой за весь цикл производства могут быть очень большими: от 2-6о С (температура резервирования молока после дойки) до 70-80о С (температура пастеризации) [36]. Начальные стадии структурообразования: сычужное свертывание молочной смеси, разрезка образовавшегося геля, постановка и обработка сырного зерна осуществляется при температурах, превышающих температуру отвердевания молочного жира. Следовательно, жировая фаза во время проведения этих технологических операций жидкая. Во время формования и прессования сыр принимает температуру помещения: 18-20о С. Эта температура на 5-6о С ниже температуры отвердевания молочного жира. Следовательно, на процесс прессования приходится начальная стадия кристаллизации жировой фазы. Последующее снижение температуры сыра до 10-12оС во время посолки и созревания сырной массы усиливает процессы отвердевания жира за счет увеличения числа закристаллизовавшихся фракций триглицеридов. Длительное нахождение сыра при постоянной температуре созревания способствует установлению устойчивого равновесия между твердой и жидкой фазами жира на довольно продолжительный период, в течение которого реологические свойства жира остаются без существенных изменений. В процессе созревания, особенно в первые дни, белковая структура стремится к дальнейшему уплотнению за счет продолжающегося синерезиса («старения» геля) и жир, структура которого включает большое количество кристаллических образований, должен оказывать этому сжатию более активное противодействие. Присутствие в жировой фазе сыра немолочного жира, частично или полностью заменяющего молочный, может внести коррективы в параметры процессов, основанных на явлении синерезиса, если реологические свойства жиров при одинаковой температуре различны [37]. Таким образом, многообразие разновидностей растительных жиров и составленных из них композиций, обладающих широким спектром физико-химических, в том числе реологических свойств, изменяющихся под 33 влиянием температуры. Требует оптимизации технологий сырных продуктов по основным параметрам с учетом свойств используемого жирового компонента. Результаты комплекса экспериментальных и теоретических исследований О.В. Лепилкиной послужили предпосылкой для создания новых видов сырных продуктов с растительными жирами [38]. Технологический процесс производства сырных продуктов с растительными жирами складывающегося из следующих технологических операций: - приготовление эмульсии растительного жира в обезжиренном молоке (или восстановленном обезжиренном молоке); - составление молочно-растительной смеси, нормализованной по жиру; - пастеризация смеси; - заквашивание смеси; - свертывание смеси; - обработка сгустка и сырного зерна; - посолка; - формование; - самопрессование; - прессование (или без прессования – в случае производства мягких сырных продуктов); - обсушка; - созревание (или без созревания – в случае производства мягких сырных продуктов); - упаковывание; - хранение. Главной особенностью технологии сырных продуктов с растительными жирами является предварительное приготовление эмульсии жира, которая затем добавляется в обезжиренное молоко (или восстановленное 34 обезжиренное молоко), если замена молочного жира на растительный полная. В случае частичной замены молочного жира растительным смесь готовится на основе цельного молока (или восстановленного цельного молока). Разработана технология сыра, в основу которой положена корректировка аминокислотного, жирнокислотного и минерального состава путем введения белковой массы из подсырной сыворотки в количестве 10 %, растительного масла взамен 1/3 молочного жира, лимоннокислых солей калия трехзамещенного и натрия трехзамещенного в соотношении 1:2. Введение белковой массы повышает содержание в продукте лимитируемых аминокислот (лизина, метионина, цистина). Растительное масло изменяет соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в сторону увеличения ненасыщенных, в том числе эссенциальных кислот (содержание линолевой кислоты увеличивается в семь раз). Направленным набором солейплавителей сдвигаются соотношения кальция к фосфору и калия к натрию, которые составляют 1,4:1,9 и 1,0:2,0 [39]. Исследование белково-жировых эмульсий в производстве плавленых сыров изучали В.А. Самодуров с сотрудниками [40]. Для получения эмульсии различной жирности (3, 30 и 67%-ной) в качестве жировой фазы использовали композиции, в которые входили говяжий жир, свиной топленый жир и подсолнечное масло в определенных соотношениях. Дисперсной средой служила пахта, полученная при производстве масла способом преобразования высокожирных сливок. В качестве эмульгаторов использовали казеинат натрия и фосфатидный концентрат. Диспергирование жира проводили в два этапа: первый – грубое диспергирование путем перемешивания расплавленных жиров в нагретой пахте, второй – тонкое диспергирование двухкратной гомогенизацией. Полученные эмульсии рекомендованы к практическому применению. Проводили исследования, связанные с заменой молочного жира в сырах жиром «Акобленд» [37, 38, 41]. Жир «Акобленд» имеет практически идентичные с молочным жиром физико-химические показатели. Отличия 35 состоят только в показателях кислотности (молочный жир кислее) и йодного числа (молочный жир содержит меньше ненасыщенных жирных кислот). Сравнение этих показателей свидетельствует в пользу жира «Акобленд». Анализ структурно-механических параметров позволил сделать заключение о том, что «Акобленд» обладает в 3-4 раза менее твердой структурой, чем молочный жир, но при этом более устойчивой к воздействию повышенных температур. Менее твердая структура «Акобленда» обусловлена преобладанием в его составе ненасыщенных жирных кислот – около 54 % от общего содержания жирных кислот. В молочном жире этот показатель находится на уровне 38 %. А.Н. Ряполов изучал возможность частичной или полной замены в рецептурах плавленого сыра масла крестьянского растительным жиром «Акобленд». Установлено, что при выработке плавленого сыра допустимо введение 36 кг жира взамен соответствующего количества крестьянского масла. Разработаны композиции для использования в производстве плавленых сыров, состоящие из сухой подсырной сыворотки, обезжиренной кедровой муки и растительного жира «Акобленд». 1.3. Основные критерии состава и свойств молока как сырья в производстве сыров В наиболее общей форме качественный состав молока может быть выражен следующим образом: молоко представляет собой эмульсию жировых шариков и суспензию казеиновых мицелл, находящихся в водном растворе, содержащем лактозу, сывороточные белки, минералы, соли, кислоты и незначительное количество других веществ (таких как ферменты, витамины и т.д.). Молочный жир, лактоза, казеины, лактоглобулин и лактоальбумин являются специфическими компонентами молока. Они синтезируются в молочной железе и встречаются только в молоке. Остальные компоненты можно найти и в других биологических соединениях [52, 53, 54, 55]. 36 Большинство технологий выработки сыров связаны с процессами свертывания белков молока. Поэтому проблема выяснения их структуры и функций представляет практический интерес [78, 79, 80, 81, 82, 83, 84. На основании анализа результатов многолетних исследований предложена общепринятая в настоящее время номенклатура белков молока [63]. При доведении активной кислотности сырого молока до 4,6 ед. рН при температуре 20о С около 78-85 % его белков от общего их содержания выделяется в осадок. Эта основная фракция представляет собой фракцию казеина. Остающиеся в растворе белки названы сывороточными белками. Первоначально их рассматривали как одно вещество, однако позже было установлено, что их можно разделить на две различные фракции в полунасыщенном растворе сульфата аммония или насыщенном растворе сульфата аммония. Растворимая фракция получила название лактальбумин, нерастворимая – лактоглобулин. Эти два фазы отличаются по многих характеристикам. Казеин и сывороточные белки не являются гомогенными, а состоят из различных фракций, которые можно разделить по их электрофоретической подвижности и по растворимости в различных веществах и при разной температуре. Казеин содержится в молоке в виде растворимых казеинатов в сочетании с коллоидным трифосфатом кальция, - в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК). В настоящее время с помощью электронномикроскопических исследований установлено, что ККФК образует мицеллы, которые имеют почти сферическую форму с диаметром 40-300 нм и являются высокоорганизованными структурными единицами [64]. Несмотря на многочисленные исследования ККФК, до настоящего времени еще не выяснены окончательно его состав и структура. Достоверно известно, что часть кальция в казеинаткальцийфосфатном комплексе связана с фракциями казеина, а другая – с неорганической частью комплекса, то есть входит в состав фосфата кальция, который присутствует во всех мицеллах казеина. Состав коллоидного фосфата кальция, присутствующего в 37 частицах казеина, а также характер его связи с казеином до сих пор неизвестны. Основные концепции строения казеиновых мицелл были разработаны около 40 лет назад. Эти модели можно разделить на три категории: модели покрытого ядра, модели внутренней структуры и модели субмицелл. Модели покрытого ядра могут быть представлены как частные случаи моделей внутренней структуры или субмицелл [65, 66, 67, 68, 69, 70, 71]. Модели внутренней структуры описывают специфические взаимодействия между казеинами и говорят о мицелле как о пористой сетке белков. Доказательства в поддержку моделей внутренней структуры вытекают из электронной микроскопии нейтронного рассеяния и химического анализа мицелл, когда казеины диссоциируют при удалении кальция. Модели субмицелл включают модели, в которых субъединицы идентичны или имеют различный состав. Предполагается, что субмицеллы имеют гидрофобное ядро и гидрофильную поверхность, и что они держатся вместе либо посредством прямых взаимодействий между протеинами, либо посредством кальций-фосфатных мостиков. Внешняя поверхность мицелл является диффузной, так как протеиновые цепочки распространяются на 510 нм в окружающую среду, образуя «волосковый слой». Существование субмицелл подтверждается химическими и физическими измерениями казеиновых мицелл, диссоциацией мицелл на более мелкие частицы – субмицеллы и анализом субмицелл, формирующихся из казеината натрия с их последующим ростом при добавлении кальция [72, 73, 74]. В настоящее время известны более десяти моделей казеина, которые предполагают сцепление в мицелле, как отдельных полипептидных цепей, так и субмицелл между собой, в основном, с помощью коллоидного фосфата кальция. В основе большинства этих моделей лежит субмицеллярный принцип построения мицеллы [76, 77, 78, 79]. 38 Казеин подразделяется на фракции: αS1- (43-55 %), αS2 – (24-35 %), β(8-15 %) и κ-казеины (3-7 %). Эти фракции также неоднородны и имеют генетические варианты [56]. Все фракции казеина содержат фосфор. Наибольшей электрофоретической подвижностью обладают αS-казеины. Основной фракцией этой группы является αS1-казеин, состоящий из простой полипептидной цепи (199 аминокислотных остатков). Для нее характерно отсутствие цистеина и наличие в цепи восьми остатков фосфорной кислоты. Эта фракция осаждается в присутствии ионов кальция. Фракция αS2-казеина содержит 207 аминокислотных остатков в полипептидной цепи и одиннадцать остатков фосфорной кислоты. В отличие от αS1-казеина она содержит два остатка цистеина. Это также кальций неустойчивая фракция [75]. β-казеин состоит из полипептидной цепи, содержащей 209 аминокислотных остатков. Эта фракция содержит пять остатков фосфорной кислоты, характеризуется отсутствием цистеина, является гидрофобной, нечувствительна к ионам кальция при низкой температуре (4оС), но осаждается в их присутствии при температуре 20оС. На фоне рассмотренных фракций выделяется κ-казеин. Он является фосфогликопротеидом, так как кроме фосфорной кислоты (один остаток) содержит углеводы. Благодаря наличию в его молекуле большого количества лиофильных ОН-групп, κ-казеин имеет хорошую растворимость и не осаждается ионами кальция. Группу γ-казеинов считают фрагментами β-казеина, образовавшимися при его протеолизе ферментами молока. После осаждения казеина из сырого молока при подкислении его до рН 4,6 при 20оС в сыворотке остаются сывороточные белки. Они также являются неоднородной фракцией. В зависимости от отношения к действию высоких температур, способности растворяться в различных веществах, электрофоретической подвижности сывороточные белки классифицируют на ряд фракций. 39 Фракция термолабильных сывороточных белков, которая переходит в осадок при нагревании сыворотки с рН до 95 о С в течение 20 минут, составляет около 80 % всех сывороточных белков. Путем растворения в растворах солей их разделяют на лактальбуминовую (растворимую часть) и лактоглобулиновую (нерастворимая часть) фракции. Белки, остающиеся в растворимом состоянии после выделения термолабильных, называют термостабильными. Это – протеозо-пептонная фракция. Основными сывороточными белками являются β-лактоглобулин и α-лактальбумин. Содержание β-лактоглобулина составляет от 7 до 12 % всех белков молока. Этот белок не растворяется в воде (только в разбавленных растворах солей), а также содержит свободные сульфгидрильные группы в виде остатков цистеина. В молоке β-лактоглобулин находится в виде димера, состоящего из двух полипептидных цепей. При нагревании молока до температуры выше 30оС он распадается на мономеры, которые при дальнейшем нагревании агрегируют за счет образования дисульфидных связей. Денатурированный β-лактоглобулин образует с κ-казеином комплексы мицелл казеина и осаждаются вместе с ними при термокислотной и термокальциевой коагуляциях. Доля α-лактальбумина составляет от 2 до 5 % общего содержания белков молока. Этот белок является гетерогенным. В молоке αлактальбумин находится в тонкодиспергированном состоянии. В силу своей большой гидратированности он не свертывается под действием сычужного фермента и не коагулирует в изоэлектрической точке (рН 4,2-4,5). Относительно повышенная устойчивость его к нагреванию обусловлена наличием дисульфидных связей. Протеозо-пептонная фракция является наиболее термостабильной из всех сывороточных белков. После осаждения термолабильных сывороточных белков (из фильтрата) действием трихлоруксусной кислотой выделяют протеозо-пептоны (2-6 % от общего содержания белков). 40 Кроме названных белков в молоке, в незначительных количествах обнаружены лактоферрин-гликопротеид, содержащий полисахариды и два атома железа, трансферрин, аналогичный лактоферрину за исключением последовательности аминокислот в цепи, белки мембран жировых глобул, как комплекс гетерогенных белков, многие из которых являются ферментами, около 100 видов ферментов, в том числе связанных в белками молока, с оболочками жировых шариков и в свободном состоянии. Молочный жир является наиболее энергетически ценным компонентом молока. Энергетическая ценность 1 кг молока среднего химического состава 2742 кДж (663 ккал). Энергетическая ценность 1 кг молочного жира равна 37681 кДж (9000 ккал). Он обуславливает определенный вкус и консистенцию. Липидные компоненты имеют сложный состав, строение и структуру, которые во многом определяет их свойства. Основным компонентом молочного жира (около 98 %) являются триглицериды, состоящие из трех различных жирных кислот, ковалентно соединенных с молекулой глицерина эфирными связями [58, 59, 60, 61, 62]. Молоко представляет собой полидисперсную эмульсию жировых шариков в молочной плазме. Размеры жировых шариков зависят от жирности молока и способа его обработки. Стабильность жировых шариков в эмульсии обусловливается их оболочкой. Оболочки жировых шариков имеют сложный химический состав и физическую структуру [111, 112, 113, 114]. Стабилизирующие свойства оболочек жировых шариков обусловливаются их структурно-механической прочностью, гидрофильными свойствами и образованием двойного электрического слоя на поверхности. Основным углеводом молока является лактоза (молочный сахар), которая представляет собой дисахарид, состоящий из двух моносахаридов: D-глюкозы и D-галактозы (4-0-β-D-галактопиранозил-D-глюкопираноза). Интересно, что лактоза является уникальным молочным дисахаридом: име- 41 ются сведения о наличии лактозы в плодах лишь некоторых растений. С другой стороны, лишь в молоке некоторых сумчатых животных молочный сахар представлен альтернативными сахаридами (трисахариды глюкозы и галактозы) [56]. С технологической точки зрения наиболее важным свойством лактозы является способность к молочнокислому брожению, в результате которого под действием молочнокислых бактерий лактоза превращается в молочную кислоту. Также с технологической точки зрения особое значение имеет содержание ионов кальция в молоке, так как они участвуют в образовании связей между белками молока и, следовательно, в образовании структуры молочного сгустка. Кальций присутствует в молоке в растворимой и нерастворимой форме в основном в виде фосфатов и цитратов. Нерастворимый (коллоидный) фосфат кальция является важным строительным элементом мицелл казеина. Растворимость солей кальция сильно зависит от кислотности, что вносит вклад в буферность молока [57]. Физико-химические свойства молока как единой полидисперсной системы обусловливаются свойствами его компонентов и взаимодействиями между ними. Кислотность молока зависит от породы животных, от кормовых рационов, возраста, физиологического состояния и т.д. Особенно сильно изменяется кислотность в течение лактационного периода и при заболеваниях животных. При хранении сырого молока титруемая кислотность повышается по мере развития в нем микроорганизмов, которые сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты. Повышение кислотности вызывает нежелательные изменения свойств молока, например, снижение устойчивости белков к нагреванию. Активная кислотность изменяется медленнее, чем титруемая, что объясняется буферными свойствами молока. Молоко содержит несколько 42 буферов (белковый, фосфатный, цитратный). Они обеспечивают постоянство рН. Белковый буфер состоит из белков молока (казеина) и натриевой или калиевых солей, которые могут вступать в реакции как с кислотами, так и со щелочами, таким образом нейтрализуя их. В случае добавления или накопления в молоке кислоты ионы водорода кислоты связываются солью казеина. При этом образуется свободный белок, обладающий свойствами слабой кислоты. Активная кислотность молока изменяется незначительно, а титруемая повышается. Также ведет себя фосфатный буфер. Наличие в молоке буферных систем очень важно при производстве кисломолочных продуктов и сыров. Дело в том, что молочнокислые закваски могут развиваться лишь при определенном значении рН. Низкие величины рН действуют на них губительно. Следовательно, молочная кислота, образующаяся при сбраживании молочного сахара должна каким-то образом нейтрализоваться. И здесь на помощь приходят буферные системы. Но они действуют до тех пор, пока не утратят буферных свойств. Изменение рН молока при добавлении к нему кислоты или щелочи произойдет в том случае, если будет превышена буферная емкость систем молока. Под буферной емкостью молока понимают количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 см3 молока, чтобы изменить величину рН на единицу. К физическим свойствам молока относятся плотность, вязкость, поверхностное натяжение, осмотическое давление, температура замерзания и удельная электропроводность. 1.4. Заключение по обзору литературы и задачи исследований Появление на молочном рынке сырных продуктов – объективная реальность сегодняшнего дня, вызванная, с одной стороны, нехваткой натурального молочного сырья, особенно в сыроделии, с другой – желанием и правом потребителя самому определять приоритеты в рационе своего пита- 43 ния, придерживаясь европейского отношения к продуктам с растительными жирами [85]. Федеральный закон № 88-Ф3 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» и поправки к нему № 163-ФЗ определили требования к сырным продуктам по степени замены молочного жира (не более 50 %) и требования их безопасности. Появились статистические данные о выпуске сырных продуктов в РФ. Но по-прежнему, с нашей точки зрения, статус подобных продуктов несколько занижен. Потребители не получают достоверной информации о новом виде продукта, а производители не стремятся позиционировать его на рынке как продукт нового поколения. Научные исследования в области производства сырных продуктов в нашей стране также не охватывают всех аспектов их получения, тем более что на рынке появляются новые виды ЗМЖ с различным композиционным составом [97]. Одним из перспективных вариантов решения указанных проблем является привлечение в сыроделие нетрадиционных для него компонентов немолочного происхождения, в первую очередь, растительных жиров, заменяющих дорогостоящий молочный жир. В связи с этим производство сырных продуктов – молокосодержащих продуктов, изготовляемых по технологиям сыров, в настоящее время приобретает особую актуальность. Это позволит создать дополнительные ресурсы сырья, увеличить выпуск сыродельной продукции, в том числе, в межсезонье, снизить ее себестоимость, сократить импорт сыров в Россию. Использование в сыроделии растительных жиров целесообразно и с позиций диетологии, поскольку растительные жиры по сравнению с молочным имеют повышенное содержание полиненасыщенных жирных кислот, играющих важную роль в профилактике и лечении нарушений липидного обмена, заболеваний сердечно-сосудистой системы [101, 102, 103, 104]. Попытки использования растительных жиров в сыроделии предпринимались и ранее, но разработанные технологии не нашли практического 44 применения из-за отсутствия на рынке пищевых ингредиентов бывшего СССР высококачественных заменителей молочного жира, которые в промышленных масштабах не вырабатывались и не импортировались. Как правило, сыры с растительными жирами были низкого качества не только из-за низкого качества используемого жирового компонента, но и из-за отсутствия необходимого научного обоснования технологий их изготовления. В настоящее время ситуация кардинально изменилась: на российском рынке присутствует широкий ассортимент жиров растительного происхождения хорошего качества, что можно считать благоприятной предпосылкой для развития производства сырных продуктов. Вместе с тем, проблемой производства сырных продуктов является невозможность использования технологий сыров без корректировки их параметров в связи с изменением состава и свойств сырья, а также с необходимостью использования различных структурирующих пищевых добавок, прежде всего, эмульгаторов растительного жира, влияющих на процесс формирования структуры и консистенции. Исследования комплексного характера в этом направлении проводились недостаточно [91, 02, 93, 94, 95, 96, 97]. Таким образом, исследование особенностей структурообразования сырных продуктов с растительными жирами, установление общих закономерностей протекания основных физико-химических процессов при их изготовлении с последующим распространением на частные технологии является актуальной задачей, решение которой позволит научно обосновать технологии производства, повысить качество и конкурентоспособность сырных продуктов. Один из наиболее интересных вопросов в этой области - особенности формирования органолептических показателей сырных продуктов, ведь, чтобы понравиться потребителю, продукт должен быть, прежде всего, вкусным. Известно, что в сырах присутствует более 200 потенциальных вкусо- и ароматобразующих соединений. Вкус сыра зависит от количества и соот- 45 ношения между ними. Одни и те же вещества могут быть составным компонентом вкуса и аромата сыра и являться причиной его пороков. Источники вкусовых и ароматических веществ сыра – все макронутриенты: жиры, белки, углеводы. Органолептические показатели сыров формируются главным образом на стадии созревания. Типичные реакции в созревающем сыре - гидролиз белков (протеолиз), жиров (липолиз) и углеводов (гликолиз). Главные продукты протеолиза (низкомолекулярные пептиды, свободные аминокислоты), липолиза (свободные жирные кислоты, спирты) и гликолиза (молочная, уксусная кислоты, углекислый газ) формируют основной вкусовой фон сыра. Также они являются предшественниками образования других вкусовых и ароматических веществ, имеющих более низкий вкусовой порог (альдегиды, эфиры). Эти соединения играют главную роль в формировании вкусового букета сыров [86, 87, 88, 89, 90]. Изменение соотношения жирных кислот при замене молочного жира на ЗМЖ, несомненно, должно повлиять на характер и интенсивность биохимических и физико-химических процессов, протекающих при изготовлении, созревании и хранении сырных продуктов, а следовательно, и на формирование их органолептических показателей. Во ВНИИМСе проведена научно-исследовательская работа по установлению влияния состава жировой фазы сыров с 50-, 75- и 100 %-ной заменой молочного жира различными видами ЗМЖ на формирование органолептических показателей полутвердых сырных продуктов в процессе производства и хранения. В качестве ЗМЖ использовали композиции растительных жиров, производимые Корпорацией «СОЮЗ», под торговыми марками «СОЮЗ 52L» и «SDS М01-23» [98, 99, 100]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что жировая фаза сырных продуктов, содержащая ЗМЖ, менее подвержена липолизу, нежели молочный жир жировой фазы контрольного образца сыра. 46 Замена молочного жира на ЗМЖ меняет ход биохимических процессов, происходящих в жировой фазе сырных продуктов, что отражается на их органолептических показателях. Для более полного представления об особенностях формирования вкусового букета сырного продукта необходимы дополнительные исследования. Сырные продукты требуют особого внимания потому, что являются продуктами питания нового поколения. Они имеют улучшенный состав за счет обогащения жировой фазы полиненасыщенными жирными кислотами, вследствие чего обладают повышенной биологической эффективностью. Эти обстоятельства позволяют отнести сырные продукты с заменителями молочного жира к пищевым продуктам, имеющим высокую социальную значимость в структуре питания населения Российской Федерации. Целью настоящей работы является исследование физико- химических и технологических особенностей производства сырных полутвердых продуктов с заменителями молочного жира. Для реализации поставленной цели решали следующие задачи: - изучение состава и свойств заменителей молочного жира в связи с их использованием в производстве полутвердых жирных продуктов; - исследование процесса сычужного свертывания смеси молока с растительным жиром; - отработка технологии получения эмульсий из смеси молока (натуральное, обезжиренное, восстановленное) с растительным жиром; - изучение влияния различных количеств растительного жира на процесс выработки и качество продукта; - изучение влияния температурных факторов на технологические особенности выработки сырного продукта с растительным жиром; - разработка нового вида сырного продукта с использованием заменителя молочного жира. 47 2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 2.1. Схема проведения эксперимента Общая схема проведения работы приведена на рисунке 2.1. В начале исследований рассматривали состав и свойства пяти видов заменителей молочного жира «Союз» («Союз-50», «Союз-52», «Союз-53», «Союз-54» и «Союз-55»). В жирах устанавливали содержание твердого жира при различных температурах (15, 20, 25, 30, 35 и 40 оС), а также температуру плавления и кристаллизации. Кроме того, в растительных жирах определяли содержание жирных кислот. На следующем этапе исследовали процесс сычужного свертывания молока и молочно-растительных смесей с заменителями молочного жира. В смесях определяли продолжительность сычужного свертывания, состояние сычужных сгустков и сыворотки. Во всех пяти опытных вариантах определяли синеретическую способность, измеряя количество выделившейся сыворотки за единицу времени. В сыворотке определяли содержание сухих веществ. В результате анализа был выбран растительный жир «Союз-55». Используя результаты трехфакторного эксперимента определяли влияние количества заменителя молочного жира в жировой фазе молока (25, 50 и 75 %), температуры сычужного свертывания (30, 35 и 40оС) и дозы хлористого кальция вносимой в смесь (10, 30 и 50 г на 100 кг перерабатываемого молока) на продолжительность свертывания, массовую долю сухих веществ в сыворотке и количество выделившейся сыворотки. Исследовали различные по составу жировые эмульсии с содержанием растительного жира 25, 50 и 75 % (третий этап). Общая схема проведения работы приведена на рисунке 2.1. 48 Этап исследования Состав и свойства заменителей молочного жира Сычужное свертывание молочнорастительных смесей Получение жировых эмульсий Изучаемые Факторы Критерии оценки Заменитель молочного жира Температура плавления, кристаллизации Свертывание смеси Продолжительность, синерезис, состав сыворотки Трехфакторный эксперимент Свойства эмульсий Трехфакторный эксперимент Влияние технологических факторов на продукт Состав сыра Температурные факторы Продолжительность созревания Практическая реализация Разработка технологии полутвердого сырного продукта Вязкость, расслоение эмульсий Влага, жир, твердость, микрофлора, аминокислоты, вкус, консистенция, рисунок Техническая документация Рис. 2.1. Схема проведения эксперимента Далее рассматривали влияние основных технологических параметров на процесс выработки и созревания сыров с растительным жиром (25, 50 и 75 %). За контрольный вариант бралась технология сычужных полутвердых сыров. Опытные сыры вырабатывали трех вариантов, варьируя температуру свертывания смеси (32, 35 и 38оС), температуру второго нагревания (39, 42 49 и 44о С), продолжительность обработки зерна в ванне (50, 75 или 100 минут), прессование сыра (1, 2 и 4 часа) и режимы его созревания (12, 15 и 18оС). У сыров определяли содержание влаги, жира, соли, пенетрационную твердость, содержание свободных аминокислот, динамику развития молочнокислой микрофлоры, а также вкус, консистенцию и рисунок. Изучали их аминокислотный состав и содержание жирных кислот (насыщенные, мононенасыщенные, полиненасыщенные). На заключительном этапе разрабатывали технологию полутвердого сырного продукта с растительным заменителем молочного жира. 2.2. Методы исследований Определение содержания твердого жира в заменителях «Союз», а также их температуру плавления и кристаллизации проводили по рекомендациям Ф.В. Вышемирского [111]. Жирнокислотный состав эмульсий, фракции сыров и липидов определяли по прописи М.С. Уманского [112, 113]. Методика определения жирнокислотного состава следующая. Из общего липидного экстракта отгоняется растворитель при 30о С. Навеска липидов (125±50) мг помещается в пенициллиновый флакон и добавляется 5 см3 4%-ного раствора серной кислоты в абсолютном метаноле. Флакон закрывается резиновой пробкой, обжимается колпачком и нагревается 10 мин при (97,5±2,5)о С в сушильном шкафу для переэтерификации ацилглицеринов. Образовавшиеся метиловые эфиры жирных кислот экстрагируются тремя порциями гексана по 10-15 см3, трижды промываются дистиллированной водой и сушатся над безводным сульфатом натрия. Экстракт концентрируется упариванием при 30о С и вводится в газовый хроматограф. 50 Содержание индивидуальных ЖК выражают в процентах от суммы всех кислот: А Si 100 , S Где: А – содержание ЖК в процентах; Si – площадь пика индивидуальной ЖК; ƩS – сумма площадей пиков всех кислот. Для хроматографического анализа липидных фракций используются стандартные фотопластинки размером 13Х18 см со смытой эмульсией. Пластинки тщательно вымачиваются в растворе детергента и выдерживаются в горячей хромовой смеси не менее часа, после чего промываются дистиллированной водой и сушатся. В качестве иммобилизованной фазы применяется силикагели марки КСК с размером зерен 150-200 мен и влагоемкостью 98-100 %. Сорбционную массу получают тщательным смешиванием сорбента с предварительно просеянным гипсом (который используется в качестве закрепляющего компонента) и дистиллированной водой в весовом соотношении 19:1:85 соответственно. Сорбционная масса тотчас же наносится на пластинку (из расчета 6,435 г). Пластинки высушиваются на нивелированной горизонтальной поверхности при (20±2)о С и затем активируются 20 мин при (110±1)о С. Равномерность слоя проверяется денситометром. Срок годности готовых хроматографических пластин – 72 часа при (20±2)о С и относительной влажности (60±10) %. На приготовленную пластинку микрошприцем наносятся 20-40 мкл липидного экстракта. Разделение проводится одномерной восходящей хромаграфией в стеклянных камерах размером 10х18х16 см с пришлифованной крышкой в системе растворителей: гексан-серный эфир – уксусная кислота в соотношении 85:15:1. Количественный анализ фракционного состава проводится методом фотоденситометрического сканирования. 51 Количественное определение индивидуальных фракций проводится по формуле: с С и , И где: С – суммарная концентрация, внесенная в стартовое пятно; с – концентрация индивидуальной фракции; И – суммарная интенсивность диффузионной оптической плотности фракций; И – интенсивность диффузионной оптической плотности отдельной фракции. Определение количества выделившейся сыворотки проводили в динамике (через 10, 20, 30, 40 и 50 секунд) путем измерения ее объема. Массовую долю сухих веществ в сыворотке определяли по ГОСТ 3620. Условную вязкость жировых эмульсий определяли по времени прохождения через нее инородного тела (пластмассовый конус высотой 0,8 см, диаметром верхней поверхности 0,5 см, объемом 1,5 см3) [77]. Схема прибора для сравнительного измерения гелеобразующей способности стабилизаторов приведена на рисунке 2.2. Для определения твердости сырного продукта применяли метод пенетрации с использованием полуавтоматического пенетрометра АР 4/1 [111]. Измеряли глубину погружения в продукт за 5 секунд металлического конуса весом 150 г с углом раствора 30о (для продукта с плотной консистенцией) и шарового индикатора (для продукта с мажущейся консистенцией). 52 Прибор состоит из подвижной площадки для груза (1), сменного груза (2), соединительного металлического тросика (3), пружины (4), отключающего стопора (5), коРис.2.2 Прибор для определения гелеобразующей способности стабилизатора нусообразного датчика (6). Принцип измерения заключается в следующем. Подготавливаются образцы эмульсий. Сквозь них припускается конусообразный датчик под определенной нагрузкой. Образец готовится в специальной формочке размером 5 х 4 х 4 (см). Секундомером измеряется время прохождения датчика через эмульсию. Твердость рассчитывали по формуле: Т К Р , h2 где: Т – твердость продукта, Па; Р – вес конуса, Н; h – глубина погружения конуса, м; К – постоянная для угла раствора конуса 30о равна 0,959, для 45о – 0,417. 53 Влагоудерживающую способность продукта определяли путем выдержки его пробы в сушильном шкафу при 60о С в течение 60 минут. Расчет проводили по формуле: А Вк 100, Вн где: А – влагоудерживающая способность, %; Вк – содержание влаги в подсушенном продукте, %; Вн – содержание влаги в исходном продукте, %. Отбор проб плавленого сырного продукта и подготовку к анализу для определения органолептических физико-химических свойств проводили по ГОСТ 2680-9, микробиологических показателей по ГОСТ 9225 и ГОСТ 26669. 54 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Исследование заменителей молочного жира на растительной основе Наиболее распространенными заменителями молочного жира, используемыми в производстве пищевых продуктов, являются жиры фирмы «Союз». Для исследований были отобраны жиры следующих наименований: «Союз-50», «Союз-52», «Союз-53», «Союз-54» и «Союз-55». Все жиры имели чистый вкус и запах без посторонних привкусов, однородную, плотную, пластичную консистенцию (при температуре 10-15оС) и цвет от белого до желтого, однородный по всей массе, а в расплавленном состоянии – прозрачный. В производстве сырных продуктов для заменителя молочного жира важным показателем считается температура плавления, так как он являясь составной частью получаемого продукта может влиять на основные стадии технологического процесса (свертывание молока, синерезис молочной сыворотки, формирование продукта, а также его созревание и вкусообразование). Количество твердого жира при разных температурах приведено в таблице 3.1. Таблица 3.1 Содержание твердого жира в заменителях «Союз» при различных температурах Заменитель Содержание твердого жира (%) в зависимости от молочного жира температуры (оС) 15 20 25 30 35 40 «Союз-50» 32 22 13 7 следы 0 «Союз-52» 38 27 15 9 1 0 «Союз-53» 37 29 18 10 3 следы «Союз-54» 40 31 19 12 5 следы «Союз-55» 35 28 19 11 6 следы 55 С повышением температуры количество твердой фракции снижалось у всех заменителей молочного жира. Если при температуре 15оС этот показатель у заменителей молочного жира варьировал от 32 % («Союз-50») до 40 % («Союз-54»), то при температуре 35оС он составлял для жира «Союз50» - 0 %, а для жира «Союз-54» - 5 %. При температуре 40 оС содержание твердого жира в изучаемых образцах практически отсутствовало. Температура плавления и кристаллизации заменителей молочного жира приведена в таблице 3.2. Как правило, в процессе производства жиры подвергаются рафинированию, дезодорированию, фракционированию и гидрогенизации, в следствии чего их кристаллизация является одним из важных процессов в технологии их переработки. Содержание твердой фазы жира и его глицеридный состав влияют на свойства продукта и его качество. Это связано со способностью триглицеридов кристаллизоваться в различных полиморфных модификациях. Таблица 3.2 Температура плавления и кристаллизации заменителей молочного жира Заменитель молочного жира «Союз-50» «Союз-52» «Союз-53» «Союз-54» «Союз-55» Температура плавления. оС 31,5 35,3 35,5 36,5 37,0 Температура кристаллизации, оС 27,5 29,0 29,0 31,0 33,0 У молочного жира эти показатели были следующие (средние данные): температура плавления – 29,5о С, температура кристаллизации – 26,0о С. В таблице 3.3 приведены данные по жирнокислотному составу жиров «Союз» и молочного жира (основные кислоты). Как видно из таблицы, все разновидности жиров «Союз» по содержанию жирных кислот существенно отличались от молочного жира. У всех 56 них понизилось относительное содержание насыщенных жирных кислот и соответственно увеличилось содержание ненасыщенных кислот. Из насыщенных жирных кислот в жирах «Союз» в основном присутствовали миристиновая, пальметиновая и стеариновая кислоты, а остальные либо отсутствовали, либо находились в незначительных количествах. Общая сумма насыщенных жирных кислот в сравнении с их содержанием в молочном жире уменьшилась в жире «Союз-52» на 28,7 %, в жире «Союз54» на 24,1 % и в жире «Союз-55» на 28,5 %. Соответственно в жирах «Союз» увеличилось относительное содержание ненасыщенных жирных кислот, особенно олеиновой и линолевой. Анализ жирнокислотного состава жиров показывает на стремление приблизить его гипотетически к идеальному жиру. Таблица 3.3 Жирнокислотный состав жира Жирные кислоты Молочный «Союз-52» «Союз-54» «Союз-55» жир Насыщенные кислоты 67,4 50,0 42,0 50,5 Масляная 3,6 0 0 0 Капроновая 1,8 0 0 0,5 Каприловая 1,0 1,5 0 1,0 Каприновая 2,1 0 0 1,0 Лауриновая 3,7 0 0 0 Миристиновая 11,0 3,5 5,0 6,0 Пальмитиновая 33,8 41,8 31,0 39,0 Стеариновая 10,4 3,2 6,0 3,0 Ненасыщенные кислоты 32,6 50,0 58,0 49,5 Пальмитолеиновая 1,8 0,5 1,0 0,5 Олеиновая 26,6 40,0 45,0 40,0 Линолевая 3,2 9,3 12,0 9,0 Линоленовая 1,0 0,2 0 0 57 3.2. Исследование процесса сычужного свертывания молока с заменителями молочного жира Сычужное свертывание молока является одной из важнейших технологических операций при выработке сыра. Оно влияет на ход последующих приемов обработки сырного зерна и сыра, а также на показатели его качества. При выполнении работы изучали влияние на процесс сычужного свертывания нормализации молока заменителем молочного жира. Для этого использовали жир «Союз-55». Доза вносимого жира составляла от 0 до 100 % от исходного молочного жира. Варианты опытных образцов с различным содержанием молочного и растительного жира приведены в таблице 3.4. Таблица 3.4 Варианты опытных образцов Вариант опыта Вариант 1 Соотношение молочного и заменителя молочного жира, % Молочный жир Заменителя молочного жира 100 0 Вариант 2 75 25 Вариант 3 50 50 Вариант 4 25 75 Вариант 5 0 100 Влияние жировой фазы молока различного состава на продолжительность процесса сычужного свертывания показано на рисунке 3.1. 58 40 30 29,0 31,0 33,0 34,5 10 27,5 20 1 2 3 4 5 0 Рис. 3.1. Вариант опыта Замена в молоке молочного жира на растительный заменитель повлияла на продолжительность процесса свертывания. В образце со 100 % молочного жира (первый вариант) оно длилось 27,5 минут, а при полной его замене на растительный жир (пятый вариант) – 34,5 %, то есть процесс замедлился на 25,4 %. При частичной замене молочного жира процесс также замедлялся, но с другой скоростью. В варианте № 2 оно составляло 5,5 %, в варианте № 3 – 12,7 %, а в варианте № 4 – 23,0 % по сравнению с молоком первого варианта. Характеристика полученных сычужных сгустков и сыворотки приведена в таблице 3.5. Таблица 3.5 Характеристика сычужных сгустков и сыворотки в зависимости от количества растительного жира в молоке Вариант Характеристика опыта Сгусток Сыворотка Вариант 1 Плотный Зеленовато-желтая, прозрачная Вариант 2 Плотный Зеленовато-желтая, прозрачная Вариант 3 Плотный Зеленовато-желтая, прозрачная Вариант 4 Дряблый Желтовато-зеленая, слегка мутная Вариант 5 Дряблый Желтовато-бледная, слегка мутная 59 Нормализация жировой фазы молока заменителем молочного жира оказала некоторое влияние на характеристику сгустка и выделяемой сыворотки. Три первых варианта, в которых молочный жир не заменяли или заменяли не более 50 %, образовывали плотную консистенцию и выделяли зеленовато-желтую, прозрачную сыворотку. В четвертом и пятом вариантах, где в жировой фазе преобладал заменитель молочного жира, сгусток образовывался более слабой структуры, а Количество выделившейся сыворотки, % сыворотка начинала мутнеть. 60 1 2 3 4 5 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 Продолжительность синерезиса, секунд Рис. 3.2. Выделение сыворотки из сгустков по вариантам: 1 – первый вариант; 2 – второй вариант; 3 – третий вариант; 4 – четвертый вариант; 5 – пятый вариант По мере уплотнения сгустка скорость синерезиса понижалась. Темп этого снижения связан с количеством растительного жира в молоке. Для натурального молока (первый вариант) за 10 секунд выделилось 20 % сыворотки, за 20 секунд – 36 % сыворотки, за 30 секунд – 50 % сыворотки, за 40 секунд – 58 % сыворотки и за 50 секунд – 64 % сыворотки. Для сгустков, полученных из молочной смеси, где 50 % молочного жира заменены растительным (третий вариант) эти показатели составили 15, 27, 38, 45 и 52 %. У сгустков, полученных в образцах, где весь молочный жир заменяли растительным этот процесс происходил еще более медленно (пятый ва- 60 риант). Количество сыворотки за изучаемые периоды времени соответственно составляло 9, 17, 24, 29 и 32 %. Содержание в сыворотке сухих веществ по мере уменьшения в смеси содержания молочного жира и увеличения растительных жиров возрастало. Для изучаемых вариантов этот показатель имел следующие значения: 5,0 % (первый вариант), 5,2 % (второй вариант), 5,5 % (третий вариант, 6,2 % (четвертый вариант) и 6,5 % (пятый вариант). Для более досконального исследования роли заменителя молочного жира в формировании сычужного свертывания проводили трехфакторный эксперимент. Изучали совместное влияние трех факторов (содержание заменителя молочного жира в жировой фракции молока, температуру свертывания молока, дозу вносимого в молоко хлористого кальция) на продолжительность свертывания, массовую долю сухих веществ в сыворотке, а также на количество выделившейся сыворотки при синерезисе. Количество заменителя молочного жира в жировой фракции молока в проводимых опытах составляло от 25 до 75 %, температура свертывания колебалась от 30 до 40 оС, а доза вносимого в молоко хлористого кальция – от 10 до 50 граммов на 100 кг перерабатываемого сырья. Исследуемые параметры были выбраны исходя из литературных источников, предварительных испытаний и особенностей выработки сыров. План проведения эксперимента и полученные результаты приведены в таблице 3.6. Зависимость продолжительности свертывания молока (У1) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1), температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция (Х3) имела следующий вид: У1 = - 5,72 + 0,378Х1 + 1,56Х2 + 0,81Х3 – 0,02Х22 – 0,01Х32 – 0,01Х1Х2 – - 0,01Х1Х3 – 0,015Х2Х3 + 0,0002Х1Х2Х3. 61 Таблица 3.6 План проведения трехфакторного эксперимента по изучению сычужного свертывания молока с заменителями молочного жира Изучаемые факторы Результаты Заменитель молочного жира, % Температура свертывания, о С Доза хлористого кальция, г/100 кг Продолжительность, минут Массовая доля сухих веществ в сыворотке, % Количество выделившейся сыворотки, % Х1 25 Х2 30 Х3 50 У1 34,1 У2 4,9 У3 63,5 25 35 30 31,7 5,2 69,5 25 40 10 28,3 5,0 68,0 25 30 10 30,0 5,4 65,5 25 35 50 32,3 5,2 66,0 50 40 30 30,8 4,9 67,0 50 30 10 35,0 5,5 64,0 50 35 50 34,1 5,2 60,0 50 40 10 32,3 5,0 65,0 50 30 30 36,7 5,3 62,8 75 35 50 35,0 6,6 64,5 75 40 10 33,3 6,4 58,5 75 30 30 37,5 6,2 60,0 75 35 30 36,0 6,2 62,0 75 40 10 34,1 6,0 59,0 25 40 30 30,0 5,2 65,0 50 35 10 32,3 5,5 63,0 75 30 50 35,0 6,7 61,5 62 На рисунке 3.3 показано как изменяется продолжительность свертывания молока при разных значениях температуры свертывания и дозы хлористого кальция при трех уровнях концентрации растительного жира в жировой фазе молока (25, 50 и 75 %). При небольшом количестве растительного жира (25 %) изменения в продолжительности свертывания находились в пределах от 28,4 до 34,5 минут, а при повышенном (75 %) – от 32,2 до 37,3 минут (график 1), то есть увеличение продолжительности свертывания в среднем составило 10,5 %. Колебания в значениях при одной концентрации жира вызваны применением различных температур свертывания и дозы хлористого кальция. Зависимость продолжительности свертывания от количества растительного жира и дозы хлористого кальция показана на рисунке 3.4 (для трех уровней – 30, 35 и 40о С). Изменения температуры свертывания также сказались на продолжительности свертывания. Процесс удлинялся при снижении температуры (рисунок 3.4). При температуре 40оС он в среднем продолжался 31,2 минуты, при 35оС – 32,9 минуты, а при 30оС – 33,6 минуты. Отсюда видно, что понижение температуры свертывания с 40 до 30оС увеличило продолжительность свертывания на 7,7 %. Зависимость продолжительности свертывания молока от количества растительного жира в жировой фазе молока и температуры свертывания при разных дозах хлористого кальция показана на рисунке 3.5. 63 1 2 Линии уровня 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 35.50 x1=50 linii urovne 28.50 29.00 29.50 30.00 31.00 31.00 33.00 34.40 x1=25 50 50 33 29 35 45 34 29 .5 30 31 40 35 .5 45 40 33 32 35 35 .5 35 34 30 35 X3 33 30 31 25 29 .5 25 20 35 20 31 31 15 10 30 30 31 32 33 34 29.5 30 30 34 35 X2 36 33 34 15 29 32 X3 33 30 37 38 39 40 10 30 31 32 33 34 35 X2 36 37 38 39 40 3 Линии уровня 32.50 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 x1=75 50 35 36 45 33 34 36 40 35 34 30 37 36 X3 35 35 25 20 37 34 15 10 30 35 36 31 32 33 34 35 X2 36 37 38 39 40 Рис. 3.3. Зависимость продолжительности свертывания молока (У1) от температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция (Х3) от уровня концентрации растительного жира в жировой фазе молока (Х1): 1 – концентрация растительного жира – 25 %; 2 – концентрация растительного жира – 50 %; 3 – концентрация растительного жира – 75 % 64 1 2 Линии уровня 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 x2=30 Линии уровня 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 x2=35 50 50 36 45 45 35 33 40 34 36 40 35 30 36 30 32 X3 37 35 36 X3 35 34 35 34 33 33 25 35 35 20 34 25 20 32 31 40 45 50 X1 55 30 60 65 70 75 10 25 34 35 33 30 36 15 34 35 10 25 32 37 36 33 15 3 1 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 x2=40 50 32 31 30 45 33 32 31 40 33 30 30 32 X3 35 25 34 31 20 33 15 32 30 10 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.4. Зависимость продолжительности свертывания молока (У 1) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и дозы хлористого кальция (Х3) при температуре свертывания (Х2): 1 – температура свертывания – 30оС; 2 – температура свертывания – 35оС; 3 – температура свертывания – 40оС 65 1 2 Линии уровня 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 36.50 x3=10 Линии уровня 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 36.50 x3=30 40 31 30 40 32 33 33 30 39 34 39 29 34 38 38 32 31 34 33 37 33 35 34 32 31 36 32 30 36 35 35 34 35 36 33 X2 X2 35 37 34 35 33 33 34 32 36 .5 34 32 36 35 31 30 32 36 34 33 31 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 30 25 36 .5 31 30 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 35.50 x3=50 40 29 39 31 30 32 33 38 37 32 31 33 34 36 X2 32 33 35 34 34 33 34 35 33 35 32 34 35.5 31 35 35 .5 30 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.5. Зависимость продолжительности свертывания молока (У 1) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и температуры свертывания (Х2) при разных дозах хлористого кальция (Х3): 1 – доза хлористого кальция – 10 г; 2 – доза хлористого кальция – 30 г; 3 – доза хлористого кальция – 50 г 66 При дозе 10 г хлористого кальция на 100 кг перерабатываемого молока она составляла от 30,4 до 38,7 минут (в среднем 34,5 минут), при дозе 30 г хлористого кальция на 100 кг молока – от 29,9 до 37,3 минут (в среднем 33,6 минут), а при дозе хлористого кальция на 100 кг молока – от 28,7 до 35,7 минут (в среднем 32,2 минуты). Увеличение дозы хлористого кальция с 10 до 50 г сократило продолжительность свертывания на 7,1 %. Таким образом, все три изучаемых фактора влияют на продолжительность процесса сычужного свертывания молока с растительным жиром. Однако степень этого влияния была различной. Влияние содержания растительного жира в жировой фазе молока составило 41,2 %, температуры свертывания – 30,0 %, а доза хлористого кальция – 28,8 %. Зависимость массовой доли сухих веществ в сыворотке (У2) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1), температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция (Х3) подчиняется следующему уравнению регрессии: У2 = 3,598 – 0,1075Х1 + 0,2797Х2 – 0,178Х3 + 0,0008Х12 – 0,0054Х22 + + 0,0004Х32 + 0,0013Х1Х2 + 0,0027Х1Х3 + 0,0042Х2Х3 – 0,0001Х1Х2Х3. Графические изображения данных зависимостей изображены на рисунках 3.6, 3.7 и 3.8. Среди изучаемых факторов особое влияние на массовую долю сухих веществ в сыворотке оказало присутствие растительного жира. При замене 25 % молочного жира на растительный, содержание сухих веществ в сыворотке составило от 4,9 до 5,5 %. Увеличение количества заменяемого молочного жира до 50 % практически не повлияло на отход сухих веществ в сыворотку, который находился в этом варианте в интервале от 5,0 до 5,4 %. Однако, дальнейшее включение заменителя молочного жира (до 75 %) привело к резкому увеличению массовой доли сухих веществ в сыворотке, интервал колебаний которой находился в пределах от 5,9 до 6,7 %. 67 1 2 Линии уровня 5.00 5.10 5.20 5.30 5.40 x1=50 Линии уровня 4.90 5.00 5.10 5.20 5.30 5.40 x1=25 50 50 5.3 5 45 1 5. 4. 9 45 2 5. 5.3 5.3 5.3 5.2 5.2 40 5.2 5 35 35 X3 5.1 1 5. 5 X3 2 5. 5.1 40 30 30 2 5. 25 5.2 25 5.2 5.1 20 5.3 5.1 5.3 5.3 5. 1 5. 2 5.3 5 5.2 20 15 15 5.4 10 30 31 32 33 5. 3 34 35 X2 36 10 30 37 38 39 40 31 32 33 5. 2 5.3 5.4 5.4 5.4 34 35 X2 36 37 38 39 40 3 Линии уровня 6.00 6.10 6.10 6.30 6.40 6.50 6.60 x1=75 6.6 6.3 50 6.1 6.5 45 6.5 4 6. 6.4 30 6. 1 X3 35 6.3 6 40 25 6 6. 3 20 6. 1 15 10 30 31 6.4 32 33 34 6.4 35 X2 6.3 36 37 38 39 40 Рис. 3.6. Зависимость массовой доли сухого вещества в сыворотке (У2) от температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция (Х3) от уровня концентрации растительных жиров в жировой фазе молока (Х1): 1 – концентрация растительного жира – 25 %; 2 – концентрация растительного жира – 50 %; 3 – концентрация растительного жира – 75 % 68 1 2 Линии уровня 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.40 x2=35 Линии уровня 4.40 4.80 5.20 5.40 5.80 6.20 6.50 x2=25 50 50 6. 4 4.8 6. 2 35 6.2 6 5.4 5.6 5.8 30 5. 2 5.4 5.8 30 X3 5.2 25 8 4. 5.2 4.8 20 15 10 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 10 25 75 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 6. 2 6 5. 4 5.2 5.2 5.8 5. 4 15 5.6 5.2 20 5.8 X3 6 40 35 25 6. 2 4.4 5. 8 5.4 5.2 40 5. 6 5. 8 5.4 45 5. 2 6. 5 5.2 45 70 75 3 Линии уровня 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.10 x2=40 50 5. 6 5.8 5.4 5.2 5.2 45 5 5 40 5.8 5.6 5.2 30 5 X3 5.4 35 5 25 10 25 30 35 40 45 50 X1 55 5. 8 6. 1 5 5.2 15 5. 6 5. 4 6 20 60 65 70 75 Рис. 3.7. Зависимость массовой доли сухого вещества в сыворотке (У 2) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и дозы хлористого кальция (Х3) при температуре свертывания (Х2): 1 – температура свертывания – 30оС; 2 – температура свертывания – 35оС; 3 – температура свертывания – 40оС 69 1 2 Линии уровня 5.00 5.10 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.30 x3=10 Линии уровня 5.00 5.10 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.30 x3=30 5.6 5.1 5.2 5.4 6 5 6. 2 39 6 5. 8 5.4 5.2 5. 1 39 5.8 40 5 5 5.6 40 5.1 5 38 .2 6.3 38 6.2 5. 8 5. 6 5. 4 35 6 6 X2 5. 6 5.4 5.8 6.2 X2 5. 1 36 5.4 35 5.1 5.2 36 5 37 5. 2 37 34 34 6.3 6.3 33 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 6 31 30 25 6.2 5.4 5.8 5.6 5.4 6.2 5.2 5. 1 32 6 5.8 5.6 5.4 31 5.1 33 32 5 75 30 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.40 6.60 x3=50 6 5.4 5.6 2 5. 5.8 40 39 6.2 5.2 38 5.2 37 6 5. 8 5. 6 5.4 6. 4 X2 36 35 2 5. 6.2 34 33 6 5.8 5.6 5.4 6.6 5. 2 32 6.4 5 31 5 30 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.8. Зависимость массовой доли сухого вещества в сыворотке (У 2) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и температуры свертывания (Х2) при разных дозах хлористого кальция (Х3): 1 – доза хлористого кальция – 10 г; 2 – доза хлористого кальция – 30 г; 3 – доза хлористого кальция – 50 г 70 Среднее содержание сухих веществ в сыворотке первого и второго вариантов составляло около 5,2 %, а в сыворотке третьего варианта – 6,3 %. Повышение температуры свертывания с 30 до 40оС ускорило процесс на 6,3 % (средние значения 5,9 и 5,55 %). Влияние дозы хлористого кальция на массовую долю сухих веществ в сыворотке было не значительным. Распределение степени влияния изучаемых факторов на отход сухих веществ в сыворотку выглядело следующим образом: количество растительного жира в жировой фазе молока – 70,5 %, температура свертывания – 22,4 %, доза хлористого кальция – 7,1 %. Зависимость количества выделившейся сыворотки в процессе синерезиса сгустка (У3) от массовой доли растительного жира в жировой фазе молока (Х1), температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция имела следующий вид: У3 = 70,186 + 0,220Х1 – 0,482Х2 + 2,287Х3 + 0,0025Х12 + 0,0237Х22 – - 0,0022Х32 – 0,0216Х1Х2 – 0,0432Х1Х3 – 0,0695Х2Х3 + 0,0014Х1Х2Х3. На рисунке 3.9 показано влияние температуры свертывания и дозы хлористого кальция на количество выделившейся сыворотки при трех уровнях концентрации растительного жира в жировой фазе молока (25, 50 и 75%). При небольшом количестве растительного жира (25 %) выделение сыворотки колебалось в пределах от 62,5 до 64,8 %, при содержании растительного жира 50 % - от 58,0 до 71,0 %, а при 75 % - от 60,0 до 72,0 %. В среднем увеличение содержания растительного жира с 25 до 75 % привело к замедлению процесса синерезиса сыворотки на 3,8 %. Зависимость выделения сыворотки от количества растительного жира и дозы хлористого кальция показана на рисунке 3.10 (для трех уровней температуры (30, 35 и 40о С), а при совместном влиянии количества растительного жира в жировой фазе молока и температуры свертывания зависи- 71 1 2 Линии уровня 62.60 62.80 63.00 63.50 64.00 64.50 64.70 x1=50 62.6 62 .8 63 62 .8 Линии уровня 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 71.00 72.00 x1=25 50 50 66 63 64 70 45 62 40 40 68 63 .5 63 .5 64 X3 66 68 70 30 68 30 64 .7 25 25 20 63 .5 15 10 30 15 70 31 32 33 34 35 X2 63 .5 63 .5 71 36 37 38 72 40 39 .5 64 70 64 20 70 64 .5 35 35 X3 64 .5 63 64 66 63 45 10 30 63 31 32 33 34 35 X2 36 37 38 39 40 3 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 x1=75 60 64 70 62 50 45 66 68 40 60 64 62 X3 35 66 30 25 64 62 20 62 15 60 60 60 10 30 31 32 33 34 35 X2 36 37 38 39 40 Рис. 3.9. Зависимость выделения сыворотки (У3) от температуры свертывания (Х2) и дозы хлористого кальция (Х3) от уровня концентрации растительного жира в жировой фазы молока: 1 – концентрация растительного жира – 25 %; 2 – концентрация растительного жира – 50 %; 3 – концентрация растительного жира – 75 % 72 1 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 x2=30 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 x2=35 50 68 70 50 2 60 45 62 64 66 45 64 66 40 35 35 X3 68 64 62 66 64 30 66 30 68 X3 60 70 40 62 25 20 20 30 35 45 50 X1 55 60 65 70 75 10 25 64 62 64 40 70 10 25 66 15 66 15 68 68 62 25 30 35 40 45 60 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 72.00 x2=40 50 60 70 45 62 66 40 68 64 64 X3 35 66 30 66 6 25 8 64 66 64 20 70 62 15 68 10 25 30 35 60 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.10. Зависимость выделения сыворотки (У3) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и дозы хлористого кальция (Х3) при температуре свертывания (Х2): 1 – температура свертывания – 30о С; 2 – температура свертывания – 35о С; 3 – температура свертывания – 40о С; 73 1 2 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 72.00 x3=10 68 66 64 40 72 40 Линии уровня 61.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 x3=30 39 60 66 70 62 39 38 38 37 37 36 36 64 X2 33 33 32 32 40 45 50 X1 55 60 65 70 66 60 68 62 35 61 64 31 70 31 30 62 68 64 66 34 62 62 66 34 30 25 64 66 64 35 60 70 X2 35 68 68 64 30 25 75 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 x3=50 40 60 70 66 62 39 68 38 64 62 37 66 X2 36 64 64 35 34 66 62 64 62 33 32 68 60 31 66 30 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.11. Зависимость выделения сыворотки (У3) от количества растительного жира в жировой фазе молока (Х1) и температуры свертывания (Х2) при разных дозах хлористого кальция (Х3): 1 – доза хлористого кальция – 10 г; 2 – доза хлористого кальция – 30 г; 3 – доза хлористого кальция – 50 г 74 мость видно из рисунка 3.11. Роль этих факторов на выделение сыворотки менее выражена. Таким образом, все три изучаемых фактора влияют на конечные результаты. На продолжительность процесса оказывала доля влияния содержания растительного жира в жировой фазе молока и составило 41,2 %, температура свертывания – 30,0 %, а доза хлористого кальция – 28,8 %. Распределение степени влияния изучаемых факторов на отход сухих веществ в сыворотку выглядело следующим образом: количество растительного жира в жировой фазе молока – 70,5 %, температура свертывания – 22,4 %, доза хлористого кальция – 7,1 %. Анализ приведенных результатов исследований показал, что доля влияния растительного жира в жировой фазе молока на выделение сыворотки равнялась 53,3 %, температуры свертывания – 26,7 %, дозы хлористого кальция – 20,0 %. На рисунке 3.12 приводятся графики, характеризующие влияние количества растительного жира в жировой фазе молока, температуры свертывания и дозы хлористого кальция на продолжительность сычужного свертывания, массовую долю сухих веществ в сыворотке и количество выделившейся из сгустка сыворотки. Влияние изучаемых факторов показано на двух уровнях: максимальном и минимальном. Из графиков видно, что продолжительность процесса свертывания, массовая доля сухих веществ в сыворотке и количество выделившейся сыворотки зависят от содержания растительного жира. Так, максимальное значение этого показателя при 25 % растительного жира равнялось 34,5 минутам, при 50 % растительного сырья – 35,8 минутам, а при 75 % растительного сырья – 37,3 минутам. Наблюдали различия в содержании сухих веществ в сыворотке. Его максимальные значения составили при 25 % растительного жира – 5,5 %, при 50 % - 5,7 %, при 75 % - 6,7 %. 75 Подобные различия отмечены для других факторов. Полученные в исследованиях данные использованы в дальнейшей работе по изучению влияния растительного жира на технологический процесс выработки сыров с растительными жирами. Количество выделившейся сыворотки, % Сухие вещества в сыворотке, % Продолжительность свертывания, мин Количество растительного жира, % Температура свертывания, ОС Доза хлористого кальция, г/100 кг 40 40 40 38 38 38 36 36 36 34 34 34 32 32 32 30 30 30 28 28 25 50 75 28 30 35 40 10 6,7 6,7 6,7 6,4 6,4 6,4 6,1 6,1 6,1 5,8 5,8 5,8 5,5 5,5 5,5 5,2 5,2 5,2 4,9 50 30 75 35 40 74 74 74 71 71 71 68 68 68 65 65 65 62 62 62 59 59 59 56 56 25 50 75 50 10 30 50 10 30 50 4,9 4,9 25 30 56 30 35 40 Рис. 3.12. Влияние изучаемых факторов на сычужное свертывание максимальное значение минимальное значение 76 3.3. Исследование получения жировых эмульсий для использования при выработке сыров Попытки при выработке сыра вносить растительный жир в молоко без какой либо предварительной обработки не получили распространение. Наблюдали дефекты, как на отдельных этапах производства, так и в качестве получаемого продукта (расслоение жировой фазы, мягкая консистенция, нетипичный вкус и другие. Рекомендуется подготавливать эмульсию, смешивая заменитель молочного жира с обезжиренным молоком. Затем эту эмульсию используют для нормализации по массовой доле жира молочнорастительной смеси. Параметры эмульгирования зависят от реологических свойств жира и состава среды, в которой происходит его эмульгирование. Получали эмульсию с различным содержанием молочного и растительного жира (25, 50 и 75 %). Подбирали три температурных режима эмульгирования (20, 40 и 60о С). Испытывали эмульсии с массовой долей жира 20, 30 и 40 %. Выбор последних связан со степенью дисперсности жировой фазы. С целью установления параметров эмульгирования проводили трехфакторный эксперимент (таблица 3.7). Зависимость вязкости эмульсии (У4) от количества растительного заменителя молочного жира в жировой фракции молока (Х4), жирности эмульсии (Х5) и температуры эмульгирования (Х6) имела следующий вид: У4 = 64,43 – 0,085Х4 – 0,507Х5 + 0,032Х6 + 0,01Х42 + 0,015Х52 – 0,007Х62 – - 0,026Х4Х5 – 0,0115Х4Х6 – 0,0001Х5Х6 – 0,000Х4Х5Х6. 77 Таблица 3.7 План проведения трехфакторного эксперимента по исследованию жировых эмульсий Изучаемые факторы Заменитель Жирность Температура молочного эмульсии, % эмульгирования, о жира, % С Результаты Вязкость Расслоение эмульсии, эмульсии условных через 24 чаединиц са, % У4 У5 22 12 Х4 25 Х5 20 Х6 60 25 30 40 31 5 25 40 20 45 12 25 20 20 50 9 25 30 60 23 18 50 40 60 18 14 50 20 20 44 14 50 30 40 27 8 50 40 40 34 10 50 20 60 20 17 75 30 40 44 8 75 40 20 37 16 75 20 60 23 17 75 30 20 50 14 75 40 60 27 21 25 20 60 20 15 50 30 20 40 18 75 40 40 32 12 78 На рисунке 3.13 показано как изменяется вязкость эмульсии в зависимости от жирности эмульсии и температуры эмульгирования для трех уровней количества растительного жира в жировой фракции молока (25, 50 и 75 %). Увеличение концентрации растительного жира в жировой фракции приводило к повышению значений вязкости эмульсии. Средние ее значения составляли при количестве растительного жира 25 % - 33,5, при количестве жира – 50 % - 36,5 и при количестве жира 75 % - 41,0 условных единиц. На рисунке 3.14 приведены данные по влиянию на вязкость эмульсии количества растительного жира и температуры эмульгирования для эмульсии трех уровней жирности (20, 30 и 40 %). В этой серии исследований изменение величины условной вязкости были менее значительными (средние показатели составляли (36,5 – 31). Более существенно на условную вязкость эмульсии действовала температура (рисунок 3.15). В наших опытах этот показатель в среднем имел следующие значения: при температуре 20о С – 47,5, при температуре 40о С – 37,0 и при температуре 60о С – 20,5. Зависимость показателя расслоения жировой эмульсии (У5) от количества заменителя молочного жира (Х4), жирности эмульсии (Х5) и температуры эмульгирования (Х6) выражается уравнением: У5 = 7,136 + 0,259Х4 + 1,425Х5 – 1,411Х6 – 0,003Х42 – 0,02Х52 + 0,021Х62 + + 0,0017Х4Х5 – 0,001Х4Х6 – 0,002Х5Х6 + 0,0001Х4Х5Х6. Графически эти зависимости имеют вид, показанный на рисунках 3.16, 3.17 и 3.18. С увеличением количества заменителя молочного жира способность к расслоению усиливалась, повышение жирности эмульсии и температуры эмульгирования также усиливало расслоение. Полученные в работе данные по исследованию получения жировых эмульсий использованы при отработке технологии сыров. 79 1 2 Линии уровня 17.00 25.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 46.00 x1=50 17 17 17 Линии уровня 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 x1=75 60 60 25 25 55 25 30 55 30 35 50 30 50 25 25 25 35 4 45 0 28 45 28 32 28 X3 X3 35 40 40 45 40 32 36 35 32 35 35 50 32 40 45 36 40 30 30 36 55 22 24 45 26 28 30 X2 40 20 20 44 25 50 25 32 34 36 40 46 38 40 20 20 22 24 26 28 30 X2 32 34 36 38 40 3 Линии уровня 25.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 46.00 x1=25 60 25 25 25 55 28 28 28 50 32 X3 40 35 32 32 45 36 36 36 40 40 40 30 25 44 46 20 20 44 22 24 26 44 28 30 X2 32 34 36 38 40 Рис. 3.13. Зависимость вязкости эмульсии (У4) от жирности эмульсии (Х5) и температуры эмульгирования (Х6) при разной концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4): 1 – концентрация растительного жира 25 %; 2 – концентрация растительного жира 50 %; 3 – концентрация растительного жира 75 % 80 1 2 Линии уровня 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 x2=20 60 Линии уровня 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 47.00 x2=30 60 25 20 20 55 25 30 55 35 50 40 45 25 25 20 25 25 50 30 25 30 25 30 30 35 30 30 45 30 40 X3 X3 35 35 45 35 40 35 40 35 50 40 35 35 40 35 40 45 4 30 0 25 20 25 30 25 50 45 40 47 45 45 55 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 20 25 40 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 44.00 x2=40 60 20 25 20 25 55 50 25 30 25 30 X3 45 30 40 30 35 35 35 40 30 35 25 35 20 25 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.14. Зависимость вязкости эмульсии (У4) от концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4) и температуры эмульгирования (Х6) для эмульсий различной жирности (Х5): 1 – жирность эмульсии 20 %; 2 – жирность эмульсии 30 %; 3 – жирность эмульсии 40 % 81 1 2 Линии уровня 36.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 x3=20 Линии уровня 30.00 32.00 36.00 38.00 40.00 42.00 45.00 x3=40 40 36 32 36 38 30 40 38 32 40 36 36 36 40 32 40 30 38 X2 30 45 32 40 32 X2 30 34 36 34 32 45 24 24 32 50 45 20 25 30 35 40 45 36 45 22 50 X1 55 60 38 55 42 26 40 26 36 28 50 28 22 65 70 75 20 25 36 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 17.00 19.00 20.00 22.00 23.00 24.00 25.00 x3=60 19 24 22 22 38 20 20 40 19 17 23 36 22 20 19 30 19 X2 22 20 32 17 34 23 17 28 26 17 24 22 20 20 19 24 20 25 19 22 17 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.15. Зависимость вязкости эмульсии (У4) от концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4) и жирности эмульсии (Х5) при трех температурах эмульгирования (Х6): 1 – температура эмульгирования – 20 оС; 2 – температура эмульгирования – 40 оС; 3 – температура эмульгирования – 60 оС 82 3.4. Изучение технологических особенностей выработки сыров с растительным жиром 3.4.1. Влияние количества растительного жира в жировой фракции молока на процесс созревания и качество полутвердого сыра В данном разделе изучали пять вариантов опытных сыров из молока содержащего различное количество растительного жира: первый вариант – 100 % молочного жира, второй вариант – 75 % молочного жира и 25 % растительного жира, третий вариант – 50 % молочного жира и 50 % растительного жира, четвертый вариант – 25 % молочного жира и 75 % растительного жира, пятый вариант – 100 % растительного жира. Во всех вариантах использовали молоко с кислотностью 18 о Т, содержанием жира 3,9 %, белка – 3,1 %, сухих веществ – 12,5 %. Молоко второго, третьего, четвертого и пятого вариантов нормализовали по содержанию растительного жира и общему содержанию жиров. Предварительно готовили жировые эмульсии с рассчитанным содержанием жиров. 83 1 2 Линии уровня 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 x1=25 60 13 12 11 55 10 9 8 13 12 11 10 9 50 8 7 6 Линии уровня 7.00 9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 19.00 x1=50 19 19 60 13 12 11 10 9 17 15 15 55 13 15 7 13 11 6 8 13 50 7 11 7 11 6 45 17 17 9 8 45 9 5 6 X3 X3 5 40 40 9 6 5 30 8 9 20 10 20 9 10 11 12 11 12 24 26 13 30 X2 28 32 34 36 38 11 11 11 9 13 25 13 11 11 12 13 9 30 7 8 9 9 10 22 6 8 8 7 25 5 7 7 6 35 6 7 35 40 20 20 13 15 15 15 22 24 26 28 30 X2 32 34 36 38 40 3 Линии уровня 6.00 10.00 14.00 18.00 20.00 x1=75 60 18 14 20 20 18 18 55 14 14 50 10 45 10 X3 6 40 10 10 35 30 10 25 14 14 10 20 20 14 22 24 26 28 30 X2 32 34 36 38 40 Рис. 3.16. Зависимость показателя расслоения жировой эмульсии (У5) от жирности эмульсии (Х5) и температуры эмульгирования (Х6) при разной концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4): 1 – концентрация растительного жира 25 %; 2 – концентрация растительного жира 50 %; 3 – концентрация растительного жира 75 % 84 1 Линии уровня 5.00 7.00 9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 x2=20 17 17 15 15 13 13 60 55 11 9 50 2 11 19 17 15 13 13 15 19 17 55 11 17 15 13 11 15 9 9 9 7 Линии уровня 7.00 9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 19.00 x2=30 60 50 9 11 13 13 11 11 7 45 7 45 7 7 9 X3 X3 5 40 40 5 35 35 9 5 30 7 7 7 11 30 7 7 25 30 35 40 13 25 9 11 11 20 25 9 9 9 9 11 11 45 50 X1 55 60 65 13 11 15 11 70 75 20 25 15 15 13 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 5.00 7.00 9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 19.00 x2=40 60 15 11 19 17 13 9 17 15 55 11 15 13 7 50 13 9 11 5 11 9 40 7 X3 45 35 5 9 30 11 11 7 11 13 11 20 25 13 13 25 9 15 15 15 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.17. Зависимость показателя расслоения жировой эмульсии (У 5) от концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4) и температуры эмульгирования (Х6) для эмульсий различной жирности (Х5): 1 – жирность эмульсии 20 %; 2 – жирность эмульсии 30 %; 3 – жирность эмульсии 40 % 85 1 2 Линии уровня 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 x3=40 Линии уровня 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 x3=20 16 4 17 10 9 38 15 36 34 17 32 32 10 X2 30 30 7 16 28 28 15 6 8 5 13 7 7 22 13 11 40 45 50 X1 55 7 12 13 12 35 8 24 14 30 8 14 14 1 24 2 20 25 9 26 15 22 9 15 13 26 10 9 16 16 14 X2 6 8 34 36 5 17 7 14 38 13 6 8 40 40 60 65 70 11 75 4 20 25 6 6 30 35 40 45 50 X1 55 60 65 70 75 3 Линии уровня 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 x3=60 18 16 12 15 40 13 19 38 14 17 36 18 19 X2 32 16 15 34 30 28 17 26 19 18 19 16 15 24 18 22 18 17 20 25 30 35 40 45 17 50 X1 55 60 65 70 75 Рис. 3.18. Зависимость показателя расслоения жировой эмульсии (У 5) от концентрации растительного жира в жировой фракции (Х4) и жирности эмульсии (Х5) при трех температурах эмульгирования (Х6): 1 – температура эмульгирования – 20 оС; 2 – температура эмульгирования – 40 оС; 3 – температура эмульгирования – 60 оС 86 Основные технологические параметры выработки опытных сыров приведены в таблице 3.8. Таблица 3.8 Технологические параметры выработки опытных сыров Технологические операции Температура пастеризации смеси, оС В смесь внесено: - бактериальной закваски, % - водного раствора хлористого кальция, г сухой соли на 100 кг - сычужного фермента Температура свертывания, о С Продолжительность свертывания, мин Температура второго нагревания, оС Общая продолжительность обработки сырного зерна, мин Продолжительность прессования, час Продолжительность посолки, сутки Температура посолки, оС Продолжительность созревания, сутки Температура созревания, оС Технологические параметры выработки сыров с различным содержанием растительного жира в жировой фракции молока (%) 0 25 50 75 100 72±2 72±2 72±2 72±2 72±2 0,8 30 0,8 30 0,8 30 0,8 30 0,8 30 2,5 32 2,5 32 2,5 32 2,5 32 2,5 32 27 29 32 35 37 40 40 40 40 40 65 69 76 84 90 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 12 45 12 45 12 45 12 45 12 45 10-12 10-12 10-12 10-12 10-12 Как видно из таблицы, у всех вариантов выдерживались единые температурные параметры (температура свертывания смеси – 32о С, температура второго нагревания сырного зерна – 41о С, температура посолки – 12оС и температура созревания сыра – 10-12о С). 87 Однако временные параметры, которые являлись следствием обработки смеси и сырного зерна были различными. Так, продолжительность сычужного свертывания смеси возрастала с увеличением количества растительного жира в жировой фракции молока. Молоко со 100%-ным содержанием молочного жира имела продолжительность сычужного свертывания 27 минут. Включение в молочную жировую фракцию 25 % растительного жира привело к увеличению этого срока на 2 минуты, до 50 % - на 5 минут, до 75 % - на 8 минут и до 100 % - на 100 ми- Увеличение продолжительности, % нут. Наглядно этот процесс показан на рисунке 3.19. 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 Растительный жир, % Рис. 3.19. Увеличение продолжительности свертывания смеси Общая продолжительность обработки сырного зерна также увеличивалась с ростом количества растительного жира в жировой фракции молока. Ее рост составлял 6,1 % при 25 % растительного жира, 16,9 % при 50 % растительного жира, 29,2 % при 75 % растительного жира и 38,5 % при 100 % растительного жира. Из приведенных данных можно сделать вывод, что присутствие растительного жира в жировой фракции молока влияет на продолжительность сычужного свертывания и обработки сырного зерна, а именно, оба процесса замедляются с увеличением количества растительного жира. Остальные температурные параметры выработки сыров (температура прессования, посолки и созревания) для всех вариантов были одинаковыми. 88 В таблице 3.9 приведен элементарный состав опытных сыров после прессования. Таблица 3.9 Содержание жира и влаги в сырах после прессования Вариант сыра Содержание в сыре массовой доли, % Влаги Жира 46,8 45,6 Вариант № 1 Активная кислотность, рН 5,5 Вариант № 2 47,2 45,2 5,6 Вариант № 3 47,7 44,7 5,5 Вариант № 4 47,9 44,5 5,6 Вариант № 5 48,0 44,1 5,6 Содержание массовой доли влаги в сырах после прессования находилось на близком уровне (46,8-48,0 %), а содержание массовой доли жира в сухом веществе сыра слегка уменьшилось с увеличением в них растительного жира. Возможно это связано с переходом жира в сыворотку, что подтверждается данными приведенными в таблице 3.10. Таблица 3.10 Содержаниемассовой доли жира в сыворотке (%) Вариант опыта Свежая сыворотка Сыворотка после сепарирования Вариант № 1 0,2 0,1 Вариант № 2 0,3 0,1 Вариант № 3 0,4 0,1 Вариант № 4 0,5 0,1 Вариант № 5 0,6 0,1 В сыворотке, полученной при выработке сыра с растительным жиром, количество жира превышает его содержание в сыворотке, полученной при выработке традиционного сыра (вариант № 1). 89 После сепарирования содержание жира в сыворотке всех вариантов варьировалось. Развитие молочнокислой микрофлоры у всех вариантов сыров имело единую направленность и ее количество на всех стадиях созревания сыра имело близкие значения. После прессования численность молочнокислой микрофлоры составляла в логарифмическом исчислении от 9,1 до 9,2 (log 10х), через 10 суток созревания от 9,4 до 9,5, в 20-суточном возрасте наблюдали ее максимальное развитие (от 9,6 до 9,8), а затем понижение от 7,5 до 7,6 (log 10х). Динамика развития молочнокислой микрофлоры в процессе созревания сыра со 100 % молочного жира и 100 %- растительного жира показана Численность молочнокислых бактерий в г сыра, log 10х на рисунке 3.20. 10 9,5 9 8,5 8 7,5 0 10 20 30 40 Продолжительность созревания сыра, сутки Рис. 3.20. Развитие молочнокислой микрофлоры в опытных сырах 1вариант развитие микрофлоры в сыре с молочным жиром; 5вариант развитие микрофлоры в сыре с растительным жи- ром Наличие в сыре жиров, как животного, так и растительного происхождения повлияло на содержание жирных кислот (таблица 3.11). В сырах первого варианта в процессе созревания преобладали насыщенные жирные кислоты (68,5 % от общего содержания жирных кислот), а 90 пятого варианта - количество насыщенных и ненасыщенных жирных кислот было одинаковым (рисунок 3.21), сыры остальных вариантов по содержанию этих кислот занимали промежуточное положение. Таблица 3.11 Содержание жирных кислот в опытных сырах Жирные кислоты Вариант №1 68,5 Вариант №2 65,4 Вариант №3 60,1 Вариант №4 55,6 Вариант №5 50,4 ты,% 3,0 2,8 1,8 0,7 0 Масляная 2,1 1,2 0,9 0,5 0 Капроновая 1,5 1,1 1,2 1,5 1,3 Каприловая 1,8 1,5 1,0 0,5 0 Каприновая 4,2 2,7 1,9 1,0 0 Лауриновая 12,0 9,9 7,3 5,4 3,5 Миристиновая 32,5 35,0 39,0 40,5 42,4 Пальметиновая 11,4 9,2 7,0 5,5 3,2 31,5 34,6 39,9 44,4 49,6 Пальмитолеиновая 1,4 1,5 1,1 0,7 0,4 Олеиновая 25,4 28,0 32,5 36,6 39,7 Линолевая 3,7 4,3 6,0 6,8 9,3 Линоленовая 1,0 0,8 0,3 0,3 0,2 Насыщенные кисло- Стеариновая Ненасыщенные Кислоты,% Отмечена разница между сырами в содержании отдельных жирных кислот. Использование растительных жиров привело к увеличению в сырах количества олеиновой, пальметиновой, линолевой кислот и снижению содержания миристиновой, стеариновой, лауриновой и масляной кислот (рисунки 3.22, 3.23, 3.24, 3.25, 3.26). Жирные кислоты, % 91 70 60 1 50 2 40 30 1 2 3 4 5 Вариант сыра Рис. 3.21 Содержание в сырах насыщенных и ненасыщенных жирных кислот: 1 – насыщенные жирные кислоты; 2 – ненасыщенные жирные кислоты Миристиновая кислота, % 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 Вариант сыра Рис. 3.22 Содержание миристиновой кислоты в сырах 92 Стеариновая кислоты,% 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 Вариант сыра Рис.3.23. Содержание стеариновой кислоты в сырах Лауриновая кислота 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 Вариант сыра Рис. 3.24. Содержание лауриновой кислоты в сыре 93 Олеиновая кислота 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 Вариант сыра Рис. 3.25. Содержание олеиновой кислоты в сыре Линолевая кислота,% 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 Вариант сыра 5 Рис. 3.26. Содержание линолевой кислоты в сыре 94 Так, количество миристиновой кислоты в опытных сырах уменьшалось по вариантам в следующем порядке: второй в сравнении с первым в 1,2 раза, третий в сравнении с первым в 1,6 раза, четвертый в сравнении с первым в 2,2 раза и пятый в сравнении с первым в 3,4 раза. Для стеариновой кислоты данные показатели были равны 1,2, 1,6, 2,1 и 3,6 раза, для лауриновой – 1,5, 2,2, 4,2, а в сыре пятого варианта ее не обнаружено. Количество олеиновой кислоты увеличилось по вариантам в 1,1 раза (второй к первому), в 1,3 раза (третий к первому), в 1,5 раза (четвертый к первому) и в 1,6 раза (пятый к первому). Для линолевой кислоты эти показатели составили 1,2, 1,6, 1,8 и 2,5 раза. Внесение в молоко растительного жира сказалось на органолептические показатели продукта (таблица 3.12). Сыр, выработанный без добавления растительного жира, имел слабо выраженный удовлетворительный вкус и запах, удовлетворительную консистенцию и неравномерный рисунок. Общая органолептическая оценка сыра равнялась 90,5 балла. Использование при выработке сыра в жировой фракции 25 % растительного жира не повлияло на вкус, запах, консистенцию и рисунок продукта, общая оценка которого составила 90,4 балла. Более заметны изменения происшедшие в других вариантах сыров. У сыров третьего варианта (50 % растительного жира) консистенция стала слегка мягкой, а рисунок более мелкий. У сыров четвертого и пятого вариантов (растительного жира в жировой фракции 75 и 100 %). Во вкусе появились посторонние привкусы, консистенция становилась более мягкой, а в некоторых образцах мажущаяся, а рисунок – мелкий и более редкий. Органолептическая оценка сыров показала, что использование при их выработке растительных жиров возможно, но требует дополнительных исследований по технологическим особенностям производств. 95 Таблица 3.12 Органолептическая оценка сыров Вариант сыра Вариант № 1 (0 % растительного жира) Вариант № 2 (25 % растительного жира) Вариант № 3 (50 % растительного жира) Вариант № 4 (75 % растительного жира) Вариант № 5 (100 % растительного жира) Вкус и запах Характеристика Балл Удовлетво13,5±0,3 рительный Консистенция Характеристика Балл Удовлетво9,0±0,2 рительная Рисунок Характеристика Балл Неравномерный 8,0±0,0 Общий балл 27,5±0,6 Удовлетворительный 12,5±0,2 Удовлетворительная 8,5±0,2 Неравномерный 8,0±0,0 26,0±0,5 Слабо выраженный 11,5±0,4 Слегка мягкая 7,5±0,0 Мелкий 7,0±0,2 24,0±0,4 Слегка посторонний 11,0±0,5 Мягкая 7,0±0,2 Мелкий, редкий 6,0±0,3 23,0±0,6 Посторонний 10,0±0,5 Мажущаяся 6,0±0,2 Мелкий, редкий 6,0±0,4 21,0±0,5 96 3.4.2. Изучение влияния температуры свертывания молочно-растительной смеси на выработку сыра В разделе 3.2 установлено, что введение в молочно-растительную смесь заменителя молочного жира оказывает влияние на продолжительность сычужного свертывания. Вероятно, это сказывается в дальнейшем на технологических особенностях и качестве получаемого продукта. Поэтому была выдвинута гипотеза, что повышение температуры свертывания повлияет на этот процесс. Рассматривали три температуры свертывания молочно-растительной смеси (32, 35 и 38о С), в которой 50%- молочного жира заменено растительным жиром. Технологический режим выработки опытных сыров приведен в таблице 3.13. Таблица 3.13 Технологические параметры выработки опытных сыров Технологические операции 1 Температура пастеризации смеси, оС В смесь внесено: - бактериальной закваски, %; - водного раствора хлористого кальция, г сухой соли на 100 кг; - сычужного фермента, г Температура свертывания, оС Технологические параметры выработки сыров при разной температуре свертывания Вариант № 1 Вариант № 2 Вариант № 3 2 3 4 72±2 72±2 72±2 0,8 0,8 0,8 30 30 30 2,5 2,5 2,5 32 35 38 97 Окончание таблицы 3.13 1 Продолжительность свертывания, мин Температура второго нагревания, оС Общая продолжительность обработки сырного зерна, мин Продолжительность прессования, час Продолжительность посолки, сутки Продолжительность созревания, сутки Температура созревания, оС 2 33 3 30 4 26 40 40 40 72 67 62 2,0 2,0 2,0 3,5 3,5 3,5 45 45 45 10-12 10-12 10-12 Из таблицы видно, что повышение температуры свертывания привело к некоторому сокращению продолжительности процесса, а также способствовало сокращению общей продолжительности обработки сырного зерна (на 16 %). Остальные технологические параметры (режимы посолки и созревания сыров) были одинаковыми. Содержание в сырах после прессования жира и влаги, а также рН показаны в таблице 3.14. Повышение температуры свертывания привело к некоторому понижению влажности сыра. Так, при повышении температуры с 32 до 38 о С продолжительность свертывания сократилась с 48,2 % до 45,0 %. 98 Таблица 3.14 Содержание массовой доли жира и влаги в сырах после прессования Температура свертывания 32о С Содержание в сыре массовой доли,% Влаги Жир в сухом веществе 48,2 44,8 Активная кислотность, рН 5,5 35О С 46,3 45,0 5,6 38О С 45,0 45,2 5,7 У зрелых сыров эти показатели выглядели следующим образом (таблица 3.15). Таблица 3.15 Состав зрелых сыров Температура свертывания 32о С Содержание в сыре массовой доли,% Влаги Жир в сухом веществе 43,6 44,9 Активная кислотность, рН 5,4 35О С 42,8 45,0 5,5 38О С 42,0 45,1 5,6 Содержание массовой доли влаги в образцах, где использовалась температура свертывания 32о С, было больше на 1,6 % в сравнении с сырами, которые вырабатывали при температуре свертывания 38о С. Развитие молочнокислой микрофлоры в опытных сырах показано на рисунке 3.27. Направленность ее развития у сыров всех вариантов была единой. Максимум наступал около двадцати суток созревания, а затем наблюдали плавное снижение ее количества. 99 Однако в количественном выражении отмечены различия. Максимальная их численность отмечена в сырах с температурой свертывания Численность молочнокислых бактеий в сыре, log 10x 35оС. 11 10 9 8 7 6 5 0 10 20 30 40 Продолжительность созревания, сутки Рис. 3.27. Развитие молочнокислой микрофлоры в опытных сырах температура свертывания 32о С; температура свертывания 35о С; температура свертывания 38о С Влияние температуры свертывания на органолептическую оценку показаны в таблице 3.17. Таблица 3.17 Органолептическая оценка сыра (балл) Температура свертывания 32о С Вкус и запах Консистенция Рисунок Общий балл 38,0±0,3 22,0±0,2 7,0±0,2 87,0±0,4 35о С 39,5±0,3 23,0±0,2 8,0±0,0 90,5±0,4 38о С 39,0±0,4 22,0±0,2 8,0±0,0 89,0±0.3 Сыр, выработанный при температуре свертывания 32о С, имел слабовыраженный вкус, мягкую консистенцию и мелкий рисунок. Его общая оценка составила 87,0 баллов. Повышенная температура свертывания до 35о С улучшило вкус и запах сыра, который стал удовлетворительным. На один балл повысилась 100 оценка консистенции, лучше стал рисунок сыра. Все это позволило оценить сыр этого варианта в 90,5 балла. Дальнейшее повышение температуры привело к некоторому понижению оценки сыра (89,0 баллов). 3.4.3. Влияние температуры второго нагревания сырного зерна на выработку сыра Известно, что температура второго нагревания сырного зерна относится к факторам регулирования микрофлоры в сыре, влияет на степень обсушки зерна, и, как следствие этого на влажность сыра и отдельные его качественные показатели. Рассматривали три варианта выработки сыра из молочно- растительной смеси, в которой 50 % молочного жира было заменено на растительный жир, применяя температуру второго нагревания сырного зерна 39, 42 и 45о С. Технологически режим выработки опытных сыров приведен в таблице 3.18. При выработке сыров всех вариантов применяли единые технологические параметры до этапа нагревания зерна (второе нагревание), а также посолки и созревания сыра. Температуру второго нагревания устанавливали по вариантам опыта согласно заданных условий, которая повлияла на продолжительность общей обсушки зерна. В варианте с температурой 39о С она составляла 72 минуты, в варианте с температурой 42о С – 65 минут, а в варианте с температурой 45оС – 54 минуты, то есть с повышением температуры второго нагревания сырного зерна происходило сокращение времени его обсушки. 101 Таблица 3.18 Технологические параметры выработки опытных сыров Температура пастеризации смеси, оС В смесь внесено: - бактериальной закваски, %; - водного раствора хлористого кальция, г сухой соли на 100 кг; - сычужного фермента, г Температура свертывания, оС Продолжительность свертывания, мин Температура второго нагревания, оС Общая продолжительность обработки сырного зерна, мин Продолжительность прессования, час Продолжительность посолки, сутки Продолжительность созревания, сутки Температура созревания, оС Технологические параметры выработки сыров при разной температуре второго нагревания Вариант № 1 Вариант № 2 Вариант № 3 72±2 72±2 72±2 0,8 0,8 0,8 30 30 30 2,5 2,5 2,5 35 35 35 30 30 30 39 42 45 72 65 54 2,0 2,0 2,0 3,5 3,5 3,5 45 45 45 10-12 10-12 10-12 102 Зрелые сыры характеризовались составом, приведенным в таблице 3.19. Таблица 3.19 Состав зрелых сыров Температура второго нагревания сырного зерна,о С 39 Содержание в сыре масоовой доли,% Жира Влаги Соли Активная кислотность, рН 44,6 43,7 1,8 5,5 42 45,0 41,7 1,5 5,6 45 44,7 40,2 1,3 5,6 Содержание жира в сухом веществе сыров у всех вариантов находилось на одном уровне. Содержание влаги в сырах уменьшалось по мере увеличения температуры второго нагревания. У сыра, выработанного с применением температуры второго нагревания 39о С, влажность в среднем составляла 43,7 %, выработанного с применением температуры 42о С – 41,7 %, а температуры 45о С – 40,2 %. Отсюда видно, что относительное понижение в содержании влаги между первым и вторым вариантами составило 4,6 %, а между первым и третьим вариантами – 8,0 %. Концентрация соли в сырах также имела некоторые различия, заключающиеся в том, что чем выше влажность продукта, тем в них больше соли. В таблице 3.20 показаны результаты органолептической оценки сыров. Лучшую оценку получили сыра, выработанные при температуре второго нагревания 42о С (92,5 баллов0. Они характеризовались хорошим вкусом и ароматом, удовлетворительной консистенцией и нормальным рисунком. 103 Таблица 3.20 Органолептическая оценка сыров Температура Вкус и запах второго Характеристика Балл нагревания зерна 39о С Удовлетворительный 38,0±0,4 Консистенция Рисунок Общий балл Характеристика Балл Характеристика Балл Слегка мягкая 22,5±0,2 Мелкий 7,0±0,2 87,5±0,4 42о С Хороший 40,5±0,3 Удовлетворительная 23,5±0,2 Нормальный 8,5±0,3 92,5±0,3 45о С Удовлетворительный 39,0±0,3 Слегка плотная 22,0±0,2 Неравномерный 8,0±0,0 91,0±0,4 106 В варианте, где использовали температуру второго нагревания зерна 39о С, понизилась оценка за все рассматриваемые критерии, что позволило оценить в 87,5 баллов. При повышенной температуре второго нагревания зерна (45о С) вкус и запах имел удовлетворительную оценку, консистенция становилась более плотной, а рисунок неравномерным. Общий вывод таков, что применение температуры второго нагревания зерна около 42о С способствует улучшению качества полутвердых сыров, выработанных с растительным жиром. 3.4.4. Исследование режимов созревания сыров Созревание является одним из важных этапов выработки сыра, в процессе которого в нем происходят различные микробиологические, биохимические и физико-химические процессы, формирующие его вкус, консистенцию и рисунок. В данной серии опытов рассматривали влияние температуры созревания на качество сырного продукта. Рассматривали три температуры созревания: 12, 15 и 18о С. Опытные сыры вырабатывали с заменой 50 % молочного жира заменено растительным заменителем. Температура сычужного свертывания молочно-растительной смеси была 35о С, а температура второго нагревания сырного зерна 42о С. Выработку сыра проводили в единой емкости с последующим его размещением в камеры с разной температурой. После прессования сыры содержали влаги 44,5 % и жира в сухом веществе 45,2 %. Через 45 суток созревания в сырах определяли содержание свободных аминокислот (таблица 3.21). 107 Таблица 3.21 Содержание свободных аминокислот в опытных сырах Аминокислоты Валин Содержание свободных аминокислот в сырах (мг%), созревающих при температурах (оС) 12 15 18 120 140 170 Изолейцин 130 150 200 Лейцин 180 210 280 Лизин 210 240 270 Метионин 40 50 60 Треонин 80 110 140 Триптофан 20 20 40 Фенилаланин 90 100 110 Аланин 90 120 130 Аргинин 130 150 170 Аспарагиновая кислота 240 280 330 Гистидин 60 70 90 Глицин 60 70 80 Глютаминовая кислота 65 720 840 Пролин 110 120 140 Серин 110 90 80 Тирозин 70 90 130 Цистин 80 100 150 ВСЕГО 2470 2830 3810 108 Количество свободных аминокислот относится к одному из показателей, характеризующих глубину распада белка в созревающем сыре и, как следствие, органолептические показатели продукта. Аминокислотный состав сыров был различным по количеству их накопления. В сыре, созревающем при 12о С, количество свободных аминокислот составляло 2470 мг %. Повышение температуры созревания до 15о С привело к увеличению их общего содержания до 2830 мг%, а дальнейшее повышение температуры созревания до 18о С – 3810 мг%. Из персональных свободных аминокислот в сырах превалировали глютаминовая кислота, аспарагиновая кислота, лизин, лейцин, изолейцин, валин, аргинин и пролин. Сыры, созревающие в разных температурных условиях, различались по органолептическим показателям (таблица 3.22). Таблица 3.22 Органолептическая оценка сыра Температура созревания 12о С Вкус и запах Консистенция Рисунок Общий балл 40,0 23,0 8,5 91,5 15о С 39,0 24,0 8,5 91,5 18о С 36,0 21,0 6,0 83,0 Сыры, созревающие при температурах 12 и 15о С, были близки по органолептическим показателям, сумма оценки которых составила 91,5 балла. Повышение температуры созревания до 18о С привело к появлению во вкусе сыра посторонних привкусов, резкому ухудшению консистенции (мажущаяся) и образованию мелкого и щелевидного рисунка. Полученные в главе 3.4 результаты послужили основанием для создания новых видов полутвердых сыров с использованием заменителей молочного жира. 109 3.5. Разработка нового вида полутвердого сырного продукта с использованием заменителя молочного жира По существующей классификации натуральные сыры, при выработке которых используются жиры не молочного происхождения, рекомендовано относить к категории сырных продуктов. В основу разработки нового вида сырного продукта положены технологические параметры, полученные в процессе исследований. Сырный продукт «Питательный» вырабатывается из нормализованной растительно-молочной смеси, путем кислотно-сычужной коагуляции получаемой смеси, формованием, самопресованием, прессованием, посолкой и созреванием. Физико-химические показатели сырного продукта представлены в таблице 3.23. Форма, размер и масса сыра представлены в таблице 3.24. Органолептические показатели сырного продукта представлены в таблице 3.25. Таблица 3.23 –Физико-химические показатели сырного продукта Содержание в сыре массовой доли, % Жира в сухом веществе Влага, не более Соли 45,2 48 2,0-2,5 Активная кислотность, рН 5,5 Таблица 3.24 – Форма, размер и масса готового сырного продукта Форма сыра Низкий цилиндр со слегка выпуклыми боковыми поверхностями и округленными гранями Размер, см диаметр высота 18 - 20 7-9 Масса, кг 2,0 – 2,5 110 Таблица 3.25 – Органолептические показатели сырного продукта Наименование показателя Внешний вид Вкус и запах Консистенция Рисунок Цвет теста Показатель Корка ровная, упругая, без повреждений и толстого подкоркового слоя, покрытая полимерными материалами Умеренно выраженный сырный, слегка кисловатый, в меру соленый Тесто эластичное, однородное по всей массе На разрезе сыр имеет рисунок, состоящий из глазков овальной формы. Допускается наличие небольших глазков угловатой формы. От белого до светло-желтоватого, однородный по всей массе. Продукт получил название «Питательный». Основные технологические параметры производства сырного продукта «Питательный» приведены в таблице 3.26. В сравнении с типичным представителем сыров с низкой температурой второго нагревания (сыр «Голландский») новый вид сырного продукта содержит повышенное содержание влаги. Это достигается нормализацией молока при составлении смеси, регулированием температуры второго нагревания и продолжительности сырного зерна, уменьшением продолжительности прессования и созревания. 111 Таблица 3.26 Основные технологические параметры производства сырного продукта «Питательный» Технологические операции Соотношение сырья молочно-растительной смеси молоко/заменитель жира Температура пастеризации, оС В смесь внесено: - бактериальной закваски, % - водного раствора хлористого кальция, г сухой соли на 100 кг смеси - сычужного фермента, г на 100 кг Температура свертывания, оС Продолжительность свертывания, мин Температура второго нагревания, оС Общая продолжительность обработки сырного зерна, мин Продолжительность самопрессования и прессования, час Продолжительность посолки, сутки Продолжительность созревания, сутки Температура созревания, оС Параметры 50 / 50 70-74 0,6 – 0,8 20 – 40 2,0 – 2,5 34 - 36 29 – 35 42 – 44 50 – 70 1,0 – 1,5 2,0 – 3,0 45 14 – 16 В нормализованное молоко вносят заранее подготовленное рассчитанное количество жировой растительной эмульсии и смесь пастеризуют при температуре (72±2)оС с выдержкой 15-20 секунд. Смесь охлаждают до температуры 36оС, вносят 0,6-0,8 % бактериальной закваски и молокосвертывающий фермент (2г на 100кг смеси). Процесс свертывания смеси длится 25-35 минут. Затем сгусток разрезают на кубики с размером граней 0,7-0,8 см и проводят второе нагревание с одновременным вымешивание сырного зерна. После окончания второго нагревания сырное зерно продолжают вымешивать до готовности. Общая продолжительность обработки составляет 50-70 минут. Основная часть готового к формованию зерна должна иметь размер 0,4 2 см. 112 Далее готовое сырное зерно после формования наливом отправляют на самопрессование в помещение с температурой 18-23о С. Сырный продукт слегка подпрессовывают, после чего направляют на посолку. Сырный продукт солят в рассоле с массовой долей поваренной соли 10-12% при температуре (10-12)0С. Продолжительность посолки составляет 2-3 суток. Далее сырный продукт обсушивают 1-1,5 суток при температуре (10-12)0С и упаковывают в полимерную плѐнку. Упакованный сырный продукт направляют в камеру созревания с температурой 14-160С и относительной влажностью воздуха 87-92% В процессе созревания сыр периодически переворачивают. Общая продолжительность созревания сыра составляет 45 суток. ВЫВОДЫ 1. В ходе изучения состава и свойств различных заменителей молочного жира для использования при выработке полутвердого сырного продукта рекомендован заменитель молочного жира «Союз-55». 2. На основании изучения реологических характеристик эмульсий и их способности к расслоению установлены параметры получения жировых эмульсий: количество заменителя молочного жира не более 50%, массовая доля жира эмульсии не более 30% и температура эмульгирования не ниже 30 оС. 3. Установлены параметры получения жировых эмульсий, используемых при выработке сырного продукта. Вязкость эмульсий и ее способность к расслоению увеличивался с ростом количества заменителя молочного жира в жировой фазе молока (более 50 %), ее жирности (более 30 %) и температуры эмульгирования (ниже 30 оС). 4. Получены уравнения регрессии, характеризующие продолжительность свертывания смеси, количество выделившейся сыворотки и массовую долю в ней сухих веществ от количества заменителя молочного жира 113 в жировой фракции молока, температуры свертывания и дозы вносимого хлористого кальция. Установлено, что в зависимости от дозы заменителя жира замедляется продолжительность сычужного свертывания. Замена 50 % молочного жира позволяет получить плотный сгусток с хорошей способностью в синерезису. 5. Изучено влияние дозы растительного жира в жировой фракции молока на липолитические процессы в ходе созревания сырного продукта. С увеличением количества растительного жира в жировой фракции молочного жира содержание ненасыщенных жирных кислот на 57, 5 % увеличивалось, в том числе олеиновой – на 56,3 %, а линолевой – в 2,5 раза (в сравнении с сыром, выработанным без заменителя), а содержание насыщенных жирных кислот сократилось на 35,9 %. 6. На основании исследования влияния технологических параметров на органолептическую оценку и протеолитические процессы в ходе созревания сырных продуктов обоснованы температурные параметры: температура свертывания молочно-растительной смеси - 35±1оС, температура второго нагревания 43±1оС и температура созревания сырного продукта 15±1оС. 7. Разработана технология и технологическая документация на производство полутвердого сырного продукта «Питательный». 114 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Дунченко, Н.И. Структурированные молочные продукты.- Москва – Барнаул: Изд-во Алт.ГТУ им. И.И. Ползунова, 2002.- 164 с. 2. Рогов, И.А. Химия пищи: Белки. Структура, функции, роль в питании: учебник (Гриф Минобразования РФ) /И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко, Н.А. Жеребцов// М.: Колос, 2000.- 384 с. 3. Шевченко, А.Г. Влияние массовой доли модифицированного крахмала на структурообразование молочных десертов /А.Г. Шевченко, Н.И. Дунченко, Е.Н. Леонова, Э.С. Токаев// Молочная промышленность, 1998.- № 2.- С. 43-44. 4. Дунченко, Н.И. Влияние пищевых волокон на структурно- механические свойства творожных десертов /Н.И. Дунченко, В.А. Агарков, С.В. Купцова, В.В. Пряничников// Известия вузов. Пищевая технология, 2001.- № 1.- С. 29-32. 5. Дунченко, Н.И. Стабилизирующая добавка для термизированного йогуртного продукта /Н.И. Дунченко, Н.С. Кононов, С.В. Купцова, А.А. Коренкова, И.И. Бахмат// Молочная промышленность, 2002.- № 10.- С. 27-28. 6. Купцова, С.В. Исследование влияния структурообразующих пищевых добавок на структурно-механические свойства белковой основы // Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Сб.науч.тр./С.В. Купцова, Н.И. Дунченко, А.А. Коренкова// М., 2002.- С. 113-114. 7. Дунченко, Н.И. Математическое моделирование процесса структурообразования в йогуртных продуктах /Н.И. Дунченко, Н.С. Кононов, А.А. Коренкова// Известия вузов. Пищевая технология, 2002.- № 2-3.- С. 64-66. 115 8. Тамбов, В.А. Разработка новых видов молочных продуктов на базе инженерной реологии: Обзорная информация (Пищевая и перерабатывающая промышленность) /В.А. Тамбов, Н.Г. Меркулова, О.Ю. Новик, Н.И. Дунченко, В.Д. Косой// М.: АгроНИИТЭИММП, 2996.вып.1.- С. 33-35. 9. Шевченко, А.Г. Технология молочных десертов с использованием полисахаридов растительного происхождения //АПК в системе продовольственной безопасности: Тез. Докл. Междунар. науч.- техн.конф./А.Г. Шевченко, Н.И. Дунченко, Е.Н. Леонова, Э.С. Токаев// Екатеринбург, 1998.- Ч. 3.- С. 47-49. 10.Дунченко, Н.И. К вопросу создания комбинированных молочных продуктов заданного химического состава //АПК в системе продовольственной безопасности: Тез.докл.Междунар.науч.-технич.конф.Екатеринбург, 1998.- Ч.3.- С. 44-45. 11.Дунченко, Н.И.Изучение влияния способа введения пектина на структурно-механические свойства молочных сгустков // Прикладная биотехнология на пороге XXI века: Тез.докл.Междунаро.науч.технич.конф./Н.И. Дунченко, В.Д. Косой, Н.Г. Меркулова// М., 1995.- С. 174. 12.Дунченко, Н.И. Научное обоснование технологий производства и принципов управления качеством структурированных молочных продуктов: Автореф.дисс…доктора техн. наук (специальность 05.18.04, защищена 26 марта 2003 г) Кемерово, 2003.- 43 с. 13. Забодалова, Л.А. Исследование процесса структурообразования при кислотной коагуляции белков молока /Л.А. Забодалова, А.М. Маслов, Г.М. Паткуль// Конференция молодых специалистов: Тез.докл. III Всесоюзн.науч.-технич.конф.- Л., 1977.- С. 84. 14.Дунченко, Н.И. Многокомпонентные плавленые сыры /Н.И. Дунченко, В.А. Ласточкина.- Пища, экология, человек: Тез.докл. Третьей Междунар. научно-техн. конф.- М., 1999.- С. 79. 116 15.Дунченко, Н.И. Изучение влияния способа введения пектина на структурно-механические свойства молочных сгустков /Н.И. Дунченко, В.Д. Косой, Н.Г. Меркулова// Прикладная биотехнология на пороге XXI века: Тез.докл. Международной научно-технической конференции.- М., 1995.- С. 174. 16.Дунченко, Н.И. Структурированные молочные продукты // 1-й Международный Конгресс Биотехнология – состояние и перспективы развития.- М., 2002.- 361 с. 17. Дунченко, Н.И. Структурированные молочные продукты: Монография.- Москва – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002.- 164 с. 18. Жаринов, А.И. Сравнительная оценка гелеобразующей способности белковых препаратов растительного и животного происхождения / Пища, экология, человек: Тез.докл. Четвертой Междунар. научн.технич. Конф.- М., 2001.- С. 230. 19. Жаринов, А.И. Гелеобразующие свойства каррагинанов, используемых в технологии низкокалорийных вареных колбас / А.И. Жаринов, Н.В. Гурова, А.Н. Полшков, Ю.Н. Нелепов // Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности: Тез. докл. Науч.-практ. конф.М., 1998.- С. 129. 20. Токаев, Э.С. Получение и исследование свойств растворимых комплексов белков с кислыми полисахаридами /Э.С. Токаев, И.А. Рогов, А.Н. Гуров, В.Б. Толстогузов // Физическая химия структурирования пищевых белков: Тез. докл. Всесоюзн. совещания.- Талин, 1983.- С. 19-20. 21. Архипов, А.Н. Влияние стабилизаторов на плавленые сырные продукты// Молочная промышленность, 2009.- № 8.- С. 59-60. 117 22.Архипов, А.Н. Применение структурообразующих веществ в сыроделии // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: Барнаул: изд-во Азбука, 2009.- вып. 6.- С. 25-27. 23.Архипов, А.Н. Применение структурообразователей в производстве молочных продуктов// Техника и технология пищевых производств: Кемерово, 2009.- № 4.-С. 6-9. 24.Архипов, А.Н. Теоретические основы структурообразования дисперсных систем для придания им агрегатной устойчивости// Кемерово, 2009.- № 2.- С. 17-19. 25.Архипов, А.Н. Исследование и разработка технологии плавленых сырных продуктов с использованием структурообразователей / Архипов Александр Николаевич- Специальность 05.18.04 – защищена 19.10.2009// Кемерово, 2009.- 20 с. 26. Самодуров, В.А. Использование жиров немолочного происхождения в молочной промышленности: Обзорная информация /В.А. Самодуров, М.С. Уманский, Г.Г. Шиллер, Г.С. Пояркова, В.В. Соколова, Р.М. Мурашова – М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1982.- 34 с. 27.Зайцев, Я.П. Производство и товароведные свойства сычужных твердых сыров, полученных на основе обезжиренного молока и жиров растительного происхождения: Автореф. дисс….канд. техн.наук.- Ереван, 1971. 28.Шиллер Г.Г. и др. Изучить возможность использования жиров немолочного происхождения в сыроделии /Отчет о НИР «Изыскание путей использования компонентов немолочного происхождения в сыроделии и маслоделии.- Углич, 1981.- С. 106. 29.Саакян Р.В. и др. Новый рассольный сыр «Раздан» // Тем. подборка Яросл. ЦНТИ «Совершенствование технологии производства сыра», 1985.- № 1680-4-85.- С. 3. 118 30.Самуелян, А.А. Разработка технологии сыра «Наири» с использованием жиров немолочного происхождения //Сб. реф. НИР и ОКР, Пищевая промышленность, 1990.- сер.12.- № 1.- С. 465. 31.Остроумов, Л.А. Основы производства комбинированных мягких кислотно-сычужных сыров /Л.А. Остроумов, В.В. Бобылин// Сыроделие, 1998.- № 2.- С. 10-12. 32.Смирнова, И.А. Медико-биологические аспекты использования жиров растительного происхождения в производстве термокислотных сыров /И.А. Смирнова, А.В. Игнатьева// Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сб. научных работ. Вып. 7.- Кемерово, 2004.- С. 7. 33. Смирнова, И.А. Технология термокислотного сыра с частичной или полной заменой молочного жира на жиры растительного происхождения /И.А. Смирнова, А.В. Игнатьева// Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сб.научных работ. Вып. 7.- Кемерово, 2004.- С. 8. 34. Григорьева, В.Н. Факторы, определяющие биологическую полноценность жировых продуктов /В.Н. Григорьева, А.Н. Лисицын// Масложировая промышленность, 2002.- № 4.- С. 14-17. 35.Горощенко, Л.Г. Кокосове и пальмовое масла // Сыроделие и маслоделие, 2000.- № 1.- С. 8-9. 36. Коновалова, Т.М. Изучение возможности регулирования состава плавленого сыра для детского питания / Т.М. Коновалова, Н.П. Захарова, М.С. Уманский // Производству плавленых сыров 50 лет.ЦНИИТЭИММП, 1984.- С. 26-27. 37. Лепилкина О.В. Использование растительных жиров в производстве твердых сыров / О.В. Лепилкина, И.А. Шергина, А.В. Чубенко, Г.В. Бухарина // Сыроделие и маслоделие, 2002.- № 4.- С. 30-33. 38.Лепилкина О.В. Особенности технологии сыров с растительными жирами / О.В. Лепилкина, А.В. Чубенко, И.А. Шергина // Новые тех- 119 нологии переработки молока, производства масла и сыра: Сборник НПК.- НОУ «ОНТЦ МП», 2004.- С. 111-114. 39. Коновалова, Т.М. Регулирование состава плавленого сыра с целью создания продукта для питания детей школьного возраста / Т.М. Коновалова // Автореф. дисс… кандидата техн. наук.- Кемерово, 1989.16 с. 40. Самодуров В.А. Разработка технологии получения устойчивой белково-жировой эмульсии для производства сыра / В.А. Самодуров, Г.С. Пояркова, В.В. Соколова, Т.В. Худякова, М.С. Уманский // Интенсификация производства сыров и улучшенные их качества: Сборник научных работ.- Углич, 1984.- С. 128-133. 41. АООТ «Нижегородский масложировой комбинат». Аналог молочного жира «МАРГО» // Молочная промышленность, 2002.- № 1.- С. 32. 42. ЗОА «СОЮЗСНАБ». Заменитель молочного жира «Канолетта" удачное решение важных проблем // Молочная промышленность, 2000.- № 10.- С. 24-25. 43.Компания «КАРЛСХАМНС». «Акобленд» - продукт фирмы «КАРЛСНАМНС» // Молочная промышленность, 1998.- № 3.- С. 35. 44. Кутузова, Т.П. Производство сыра – бизнес без проблем /Т.П. Кутузова, Л.И. Степанова// Переработка молока, 2002.- № 12.- С. 1-2. 45.Степанова Л.И. Растительные жиры в производстве сычужных сыров /Л.И. Степанова, Н.В. Смурыгина// Переработка молока, 2003.- № 11.- С. 1-2. 46. Бобылин, В.В. Физико-химические и биотехнологические основы производства мягких кислотно-сычужных сыров.- Кемерово, 1998.208 с. 47. Тарасенко, О.С. Передовые достижения компании «ЭФКО» в области производства высокотехнологичных жиров /О.С. Тарасенко, Е.М. Артюшина// Кондитерское производство, 2004.- № 2.- С. 22-23. 120 48. Тарасенко, О.С. Потребительские свойства заменителей молочного жира /О.С. Тарасенко, А.В. Алексеенко// Переработка молока, 2003.№ 10.- С. 21. 49. , Л.И. Сырный продукт – успешный продукт // Сыроделие и маслоделие, 2006.- № 2.- С. 35. 50.Кищенко, С.Н. Использование тропических масел в пищевой промышленности/\ Молочное дело, 2004.- № 10.- С. 32-33. 51.Терещук Л.В. Твердые растительные масла в производстве молочножировых эмульсий /Л.В. Терещук, Н.В. Печеник, А.В. Каменских// Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. Выпуск 7.- Кемерово: Изд-во КемТИПП, 2004.- С. 61-63. 52. Гудков, А.В. Проблемы производства и стабилизации качества сыров.- Сыроделие, 1999.- № 3.- С. 3-6. 53. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: Справочник /Н.Ю. Алексеева, В.П. Аристова, А.Г. Патратий и др.: под ред. Костина Я.И.// М.: Агропромиздат, 1986.- 239 с. 54. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 1: Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов /Под ред. Н.М. Скурихина и М.Н. Волгарева.- 2-е изд., перераб. И дополн.// М.: Агропромиздат, 1987.- 360 с. 55. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот, углеводов /Под ред. Н.М. Скурихина и М.Н. Волгарева.- 2-е изд., перераб. и доп.// М.: Агропромиздат, 1987.- 224 с. 56. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 344 с. 57. Тепел, А. Химия и физика молока.- М.: Пищевая промышленность, 1979.- 622 с. 121 58. Федоренко, А.А. Разработка продукта пребиотического действия на основе кисломолочного сыра /А.А. Федоренко, М.В. Полякова// Сб.научных трудов: Минск: РУП «Институт мясо-молочной промышленности, 2009.- 282 с. 59. Липатов, Н.Н. Совершенствование методики проектирования биологической ценности пищевых продуктов /Н.Н. Липатов, А.Б. Лисицын, С.Б. Юдина// Хранение и переработка сельхозсырья, 1996.- № 2. 60. Липатов, Н.Н. Формализованный анализ амино- и жирнокислотной сбалансированности сырья, перспективного для проектирования продуктов детского питания с задаваемой пищевой адекватностью /Н.Н. Липатов, Г.Ю. Сажинов, О.И. Башкиров// Хранение и переработка сельхозсырья, 2001.- № 8.- С. 11-14. 61. Лоцманов, С.А. Исследование фракционного состава жировой фазы молока// Дисс…канд.техн.наук.- Кемерово, 1999.- 118 с. 62. Технология молока и молчоных продуктов /Г.В. Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекулаева, Г.Г. Уммуни// М.: Агропромиздат, 1991.463 с. 63. Алексеева, Н.Ю. Современные достижения в области химии белков молока: Обзорная информация /Н.Ю. Алексеева, Ю.В. Павлова, Н.И. Шинкин// М.: АгроНИИТЭИММП, 1988.- 32 с. 64. Владыкина, Т.Ф. Модель структуры мицеллы казеина.- Каунас, 1988.- 13 с. 65. Дьяченко, П.Ф. Изменение казеинаткальцийфосфатного комплекса при кислотной, кальциевой и сычужной коагуляции // Тез.докл. «Использование непрерывной коагуляции белков в молочной промышленности».- М., 1978.- С. 100-101. 66. Дьяченко, П.Ф. Теория фосфоамидазного действия сычужного фермента: XV Международный молочный конгресс.- М.: Пищепромиздат, 1961.- С. 71-75. 122 67. Дьяченко, П.Ф. К исследованию казеинаткальцийфосфатного комплекса молока /П.Ф. Дьяченко, Н.Ю. Алексеева// М.: Пищевая промышленность, 1970.- № 27.- С. 3-9. 68. Крусь, Г.Н. К вопросу строения мицеллы и механизма сычужной коагуляции казеина // Молочная промышленность, 1992.- № 4.- С. 2328. 69. Крусь, Г.Н. Концепция сычужной коагуляции казеина // Молочная промышленность, 1990.- № 6.- С. 43-45. 70. Крусь, Г.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов.М.: Колос, 2000.- 368 с. 71. Крусь, Г.Н. Структура мицеллы и механизм сычужной коагуляции казеина// Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Тез. докл. Научно-техн.конф.- М., 1990.- С. 341-342. 72. Раманаускас, Р. Математическая модель кинетики сычужного свертывания молока// Химия и технология пищи: Сб. науч.тр. Литовского пищевого института.- Вильнюс, 1994.- С. 108-119. 73. Раманаускас, Р. Развитие физико-химических основ технологии сычужных сыров// Дисс... на соискание ученой степени доктора технических наук в форме доклада.- Москва, 1993.- 52 с. 74. Остроумов, Л.А. Структура и коагуляционные свойства белков молока /Л.А. Остроумов, В.И. Брагинский, А.М. Осинцев, Е.А. Боровая// Хранение и переработка сельхозсырья, 2001.- № 8.- С. 41-46. 75. Осинцев, А.М. Моделирование индукционной стадии коагуляции молока. III. Кислотно-сычужная коагуляция /А.М. Осинцев, В.И. Брагинский, Л.А. Остроумов, М.П. Абрамова// Хранение и переработка сельхозсырья, 2003.- № 5.- С. 21-23. 76. Осинцев, А.М. Анализ новых технологий в сыроделии.- Сыроделие и маслоделие, 2004.- № 1.- С. 2-4. 123 77. Осинцев, А.М. Оценка влияния дисперсности казеиновых мицелл на их коагуляцию. В кн. Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Выпуск 3 (сборник научных трудов).- Кемерово, 2001.- С. 13. 78. Осинцев, А.М. Развитие фундаментального подхода к технологии молочных продуктов// Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.- Кемерово, 2004.- 152 с. 79. Осинцев, А.М. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов, лежащих в основе свертывания молока// Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.- Кемерово, 2003.- 120 с. 80. Бахтин, Н.А. О возможности измерения физических параметров молока на сверхвысоких частотах. Технология и техника пищевых производств: Сборник Научных трудов /Н.А. Бахтин, А.М. Осинцев// Кемерово, 2003.- С. 74-75. 81. Бахтин, Н.А. Вискозиметр для измерения относительной вязкости. В кон.: Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Вып. 4 /Н.А. Бахтин, В.И. Брагинский, Е.С. Громов, А.М. Осинцев// Кемерово, 2002.- С. 109. 82. Табачников, В.П. Физико-химическая интерпретация и методы исследования процессов свертывания молока // Труды ВНИИМС, 1973.- № 12.- С. 3-10. 83. Табачников, В.П. Влияние титруемой кислотности на кинетику сычужного свертывания молока / В.П. Табачников, П.Н. Дудник// Труды ВНИИМС.- М.: Пищевая промышленность, 1975.- № 18.- С. 1519. 84. Darling, D.F., van Hooydonk A.C. Derivation of a mathematical model for the mechanism of caseim micelle coagulation by rennet // J. Dairy Res., 1981.- V.48.- P.189-200. 85.85. Лепилкина, О.В. Физико-химические аспекты и научное обосно- 124 вание технологий сырных продуктов с растительными жирами: автореф. дис.… д-ра техн. наук: 05.18.04: защищена 28.10.2010 / Лепилкина Ольга Валентиновна - Ставрополь, 2010.- 49 с. 86.Лепилкина, О.В. Сырные продукты с растительными жирами.- М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2009.- 182 с. 87. Лепилкина, О.В. Использование растительных жиров в производстве твердых сыров /О.В. Лепилкина, И.А. Шергина, А.В. Чубенко, Г.Б. Бухарина// Сыроделие и маслоделие, 2002.- № 4.- С. 30-33. 88. Лепилкина, О.В. Особенности технологии сыров с растительными жирами /О.В. Лепилкина, А.В. Чубенко, И.А. Шергина// Сыроделие и маслоделие, 2004.- № 5.- С. 29-30. 89. Лепилкина, О.В. Фальсификация состава молока и продуктов сыроделия и маслоделия: методы контроля/ Сыроделие и маслоделие, 2005.- № 6.- С. 20-21. 90. Свириденко, Ю.Я. Сыры и сырные продукты функционального назначения /Ю.Я. Свириденко, И.А. Шергина, О.В. Лепилкина// Сыроделие и маслоделие, 2007.- № 2.- С. 18-19. 91. 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. 38-41. 92. Шергина, И.А. Новые технологии в области сыроделия /И.А. Шергина, О.В. Лепилкина, В.А. Мордвинова, И.Н. Делицкая// Сыроделие и маслоделие, 2008.- № 2.- С. 14-15. 93. Лепилкина, О.В. Реологические свойства жиров и их влияние на технологию сыра // Сыроделие и маслоделие, 2008.- № 5.- С. 32-33. 94. Лепилкина, О.В. Особенноcти производcтва сырных продуктов с растительным жиром /О.В. Лепилкина, А.В. Чубенко, В.Е. Шутов// Сыроделие и маслоделие, 2008.- № 6.- С. 34-35. 125 95. Мордвинова, В.А. Технологические аспекты производства сырных продуктов /В.А. Мордвинова, О.В. Лепилкина// Сыроделие и маслоделие, 2010.- № 4.- С. 15-17. 96. Лепилкина, О.В. О пищевой ценности сырных продуктов с растительными жирами // Сыроделие и маслоделие, 2010.- № 4.- С. 20-21. 97. Мордвинова, В.А. Особенности формирования органолептических показателей сырных продуктов /В.А. Мордвинова, О.В. Лепилкина, И.Л. Остроухова, А.В. Самойлов// Сыроделие и маслоделие, 2012.№ 2.- С. 31-33. 98. Свириденко, Ю.Я. Создание технологий сыров и сырных продуктов функционального назначения /Ю.Я. Свириденко, И.А. Шергина, О.В. Лепилкина// V Междунар. молочный форум: материалы научн.практ. конф. «Молочная индустрия 2007».- М., 2007.- С. 141-143. 99. Шергина, И.А. Новые технологии ВНИИМС в области сыроделия /И.А. Шергина, О.В. Лепилкина, В.А. Мордвинова, И.Н. Делицкая// VI Междунар. молочный форум: Материалы междунар. научн.практ. конф. «Молочная индустрия – 2008».- М., 2008.- С. 98-100. 100. Лепилкина, О.В. Инновационные ресурсосберегающие техно- логии сырных продуктов с растительными жирами /Материалы междунар. научн.-практ. конф. «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции» ч.2 Переработка сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов.- Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010.- С. 256-259. 101. Степычева, Н.В. Купажированные растительные масла с опти- мизированным жирно-кислотным составом /Н.В. Степычева, А.А. Фудько// Химия растительного сырья, 2011.- № 2.- С. 27-33. 102. Сикаев, З.Х. Улучшители потребительских свойств раститель- ного масла методом купажирования // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2009.- № 1.- С. 1094-1096. 126 103. Нифталиев, С.И. Идентификация растительных масел в составе специализированных жиров для пищевой промышленности /С.И. Нифталиев, Е.И. Мельникова, А.А. Селиванова// Фундаментальные исследования, 2009.- № 7.- С. 17-20. 104. Хромченко, Г.М. Физико-механические свойства растительных масел // Вестник Алтайского аграрного университета, 2008.- № 4.- С. 54-58. 105. Heron, S. Post-column addition as a method of controlling triacyl- gcerol response coefficient of an evaporative light accattering detector in chromatography-evaporative light scattering detector in liquid chromatography-evaporative light-scattering detection / S. Heron, M. Dreux, A. Tchapla// Journal of Chromatography. A. 2004.- N 7. 1035(2).- P. 221225. 106. Mondella, L. Silver-ion reversed-phase comprehensive twodimen- sional liquid chromatography combined with mass spectrometric detection in lipidic food analysis /L. mondello, P.Q. Tranchida, V. Stanek, P. Dugo, P. Dugo// Journal of Chromatography. A. 2005.- N 9. 1086(1-2).P. 91-98. 107. Resource site for lipid studies. http: www. cyberlipid. org/ cyberlip/ home0001.htm. 108. Buchgraber, M. Capillary GLC: a robust method to characterze the triglyceride profilyceride profile of cacao butter – results of intercomparison study/ M. Buchgraber, F. Ulberth, E. Anklam// Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004.- V. 52.- P. 3855-3860. 109. Buchgraber Triacylglycerol profiling by using chromatographic techniques /M. Buchgraber, F. Ulberth, H. Emons, E. Anklam// European Journal of Lipid Science and Technology, 2004.- V. 106.- P. 621-648. 110. Gaudin, K. Retention behavior of unsaturated fatty acid methyl es- ters on porous graphitic carbon /K. Gaudin, P. Chaminade, A. Baillet// Journal of Separation Science, 2004.- V. 27.- P. 41-46. 127 111. Уманский М.С. Исследование липидных компонентов твердых натуральных сыров: дисс…канд.техн.наук /Уманский Марк Соломонович – специальность 05.18.04// Ереван, 1973.- 151 с. 112. Уманский, М.С. Исследование липидных компонентов твердых натуральных сыров: дисс… канд.техн. наук (специальность 05.18.04) Ереван, 1973.- 151 с. 113. Уманский, М.С. Исследование липидных фракций различных групп натуральных сыров /СФ ВНИМИ.- Омск, 1970.- С. 55-57. 114. Уманский, М.С. Селективный липолиз в биотехнологии сыра.- Барнаул, 2000.- 244 с. 115. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термо- динамика силикатов / Под ред. О.П. Мчедлова-Петросяна. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 408 с. 116. Банных O.A., Будбег П.Б., Алисова С.П. и др. Диаграммы со- стояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: Справ, изд. М.: Металлургия, 1986. - 440 с. 117. Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука. 1982.-584 с. 118. Гидродинамика межфазных поверхностей. Сб. статей (перевод с англ. под ред. Буевича Ю.А., Рабиновича Л.М.). М.: Мир, 1984. 210 с. 119. Егоров Г.А., Гончарова З.Д. Петренко Т.П. Практикум по тех- нохимическому контролю производства хлебопродуктов. М.: Колос, 1980. -191с. 120. Жуховицкий A.A., Шварцман JI.A. Физическая химия. М.: Ме- таллургия, 1987. - 688 с. 121. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. Учебник для вузов.— М.: Химия, 1995,-- 336с. 122. Козин Н.И., Смотрин A.A. Изучение эмульгирующих свойств пектина // Масложировая промышленность. 1963. - № 5. - С. 14-16. 128 123. Конышев В.В. Питание и регулирующие системы организма. М.: Медицина, 1985.-213 с. 124. Кочеткова A.A. Некоторые аспекты применения пектина // Пищевая промышленность. 1992. - № 7. - С. 28 - 29. 125. Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пена и пенные пленки. М.: Хи- мия, 1990.-425 с. 126. Николаев Б.А. Измерение структурно-механических свойств пищевых продуктов. М.: Экономика, 1964. - 224 с. 127. Ребиндер П.А. Избранные труды. М.: Наука, 1978. Том 1.; 1979. Том.2. 128. Скобельская З.Г., Драгилев А.И., Милянская Т.С., Леонтьева М.А. Роль жира в формировании структуры кондитерских изделий // Пищевая промышленность, 1997. № 5. С. 36-38. 129. Толстогузов В.Б., Дианова В.Т., Мжельский А.И., Жванко Ю.Н. Использование казеина для производства пищевых продуктов // Мясная индустрия СССР. 1978. № 6. С. 22-24. 130. Bonamy D., Daviaud F., Laurent L., Bonetti M., Bouchaud J.P. Multiscale Clustering in Granular Surface Flows // Physical Review Letters. 2002. Vol. 89. P. 034301:1-4. Abs 131. Campanella O.H., Dorward N.M., Singh H. A Study of the Rheo- logical Properties of Concentrated Food Emulsions // Journal of Food Engineering. 1995. Vol. 25. P. 427-440. 132. Cummings J.H., Branch W., Jenkins D.J., Southgate D.A., Houston H., James W.P. Colonic response to dietary fibre from carrot, cabbage, apple, bran // Lancet. 1978.-V.1.-P.5-9. 133. Dickinson E., McClements D.J., Advances in Food Colloids, Chapman & Hall, London, 1995. 333 p. 134. Gaonkar A.G. Ingredient Interactions: Effects on Food Quality. Marcel Dekker, New York, 1995. - 453 p. 129 135. Goff H.D. Colloidal Aspects of Ice Cream-A Review // Int. Dairy Journal. 1997. Vol. 7. P. 363-373. 136. Hasenhuettl G.L., Härtel R.W. (Eds.). Food Emulsifiers and their Applications. Chapman & Hall, New York, 1997.375 p. 137. Hilgenfeldt S., Kraynik A.M., Koehler S.A., Stone H.A. An Accu- rate von Neumann's Law for Three-Dimensional Foams // Physical Review Letters. 2001a. Vol. 86. P. 2865-2868. 138. Hutzler S., Weaire D., Crawford R. Convective instability in foam drainage // Europhysics Letters. 1998. Vol. 41. P. 461-465. 139. Weaire D., Hutzler S., Cox S., Kern N., Alonso M.D., Drenckhan W. The fluid dynamics of foams // Journal of Physics: Condensed Matter. 2003. Vol. 15. P. S65-S73. 140. Xu W., Nikolov A., Wasan D.T. Shear-induced fat particle structure variation and the stability of food emulsions: II. Effects of surfactants, protein, and fat substitutes // Journal of Food Engineering. 2005. Vol. 66. P. 107-116. 130 ПРИЛОЖЕНИЯ 131 Приложение Проект ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» ОКП 9222 Группа Н17 УТВЕРЖДАЮ Ректор Кемеровского технологического института пищевой промышленности __________А. Ю. Просеков «___»____________2013 ПОЛУТВЕРДЫЙ СЫРНЫЙ ПРОДУКТ «ПИТАТЕЛЬНЫЙ» Технические условия Дата введения в действие – РАЗРАБОТАНО Д.т.н., проф._________Л.А. Остроумов Аспирант__________Л.С. Барсукова Кемерово 2013 132 Приложение ПРОТОКОЛ № дегустационной оценки полутвердого сырного продукта «Питательный» г. Кемерово «__» _________2013 Присутствовали: Смирнова И.А. – зав. каф., профессор кафедры ТМ и МП, д.т.н., проф. Лупинская С.М. – профессор кафедры ТМ и МП, д.т.н., проф. Гралевская И.В. – доцент кафедры ТМ и МП, к.т.н. Хатминская М.Д. – доцент кафедры ТМ и МП, к.т.н., доц. Лобачева Е.М. – доцент кафедры ТМ и МП, к.т.н., доц. Барсукова Л.С. – аспирант кафедры ТМ и МП На дегустацию представлен образец нового полутвердого сырного продукта «Питательный». Сырный продукт выработан путем сычужной коагуляции нормализованной смеси, состоящей из молока и эмульсии из обезжиренного молока с растительным заменителем жира. Сырный продукт обладал следующими органолептическими показателями: - вкус и запах: умеренно выраженный сырный, слегка кисловатый, в меру соленый; - внешний вид и консистенция: тесто эластичное, однородное по всей массе; - цвет: белый слегка желтоватый, равномерный по всей массе. По результатам дегустации принято решение: 1. Сырный продукт «Питательный» обладает хорошими органолептическими показателями и представляет собой продукт высокого качества. 2. Сырный продукт «Питательный» рекомендовать к внедрению в производство. И.А. Смирнова С.М. Лупинская И.В. Гралевская М.Д. Хатминская Е.М. Лобачева Л.С. Барсукова
