Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1 Технологии плавленых сыров с использованием сырья немолочного происхождения 7
1.2 Пищевая ценность дикорастущих растений 29
1.3 Заключение по обзору литературы и задачи исследований 36
2. Методика выполнения работы 41
2.1 Схема проведения опытов 41
2.2 Методы исследований 45
3. Результаты исследований 48
3.1 Изучение состава отдельных представителей растительного сырья с целью его использования в производстве плавленых сыров 48
3.2 Отработка способов подготовки растительного сырья к использованию при выработке плавленого сыра 55
3.3 Отработка основ технологии плавленого сыра с растительным сырьем 58
3.4 Влияние основных факторов на качество сыра 68
3.5 Отработка технологии новых видов плавленых сыров с использованием растительного сырья 100
3.5.1 Технологические особенности производства сыров 100
3.5.2 Пищевая и биологическая ценность сыров 104
Выводы 109
Список литературы
- Пищевая ценность дикорастущих растений
- Заключение по обзору литературы и задачи исследований
- Отработка способов подготовки растительного сырья к использованию при выработке плавленого сыра
- Отработка технологии новых видов плавленых сыров с использованием растительного сырья
Введение к работе
Плавленые сыры занимают достойное место среди огромного ассор- -' тимента продуктов, вырабатываемых молочной промышленностью. Возникнув как продукт, предназначенный для теплых регионов и длительного хранения, он быстро расширил сферу своего потребления и стал продуктом, пользующимся спросом широких слоев населения.
В нашей стране в последние годы растут объемы производства плавленого сыра, расширяется его ассортимент, улучшается качество продукции. Появились большие предприятия, специализирующиеся на выработке плавленых сыров, вырабатывающих продукцию на уровне современных требований.
Постоянно ведутся исследования по совершенствованию производства плавленых сыров. Большие работы в этом направлении выполнены во Всероссийском научно-исследовательском институте маслодельной и сыродельной промышленности (Захарова Н.П., Свириденко Ю.Я., Лепилкина О.В., Коновалова Г.М., Роздова В.Ф. и другие). Значительно расширен ассортимент плавленых сыров, изучен их состав и свойства, разработана теория плавления сыров и формирования их консистенции, созданы сыры специального назначения и другие.
Появились работы по технологии плавленых сыров в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности (Остроумова Т.А., Ряполов А.Н., Ледин В.В. и другие), Сибирском научно-исследовательском . институте сыроделия (Майоров А.А., Мироненко И.М. и другие). Все это указывает на перспективность, актуальность и востребованность проблем, связанных с производством плавленых сыров.
В последнее время начинает развиваться направление, связанное с использованием в производстве плавленых сыров сырья немолочного происхождения (ягоды, фрукты, продукты морских промыслов, дикорастущее
5 растительное сырье, мед и другие). Делаются попытки по совершенствованию аминокислотного, липидного, минерального и витаминного состава сыров с целью повышения их пищевой и биологической ценности.
Хорошим резервом сырья для производства плавленого сыра являются растения, которые служат источником витаминов, органических кислот, моно- и дисахаридов, пектиновых веществ, минеральных и других биологически активных соединений.
Первые работы по использованию дикорастущего сырья (папоротника) выполнены Юрченко Н.А. Отработаны способы подготовки папоротника к переработке, рецептуры сырья для выработки плавленых сыров, изучен аминокислотный и липидный состав сыров, созданы их новые виды, которые нашли применение в промышленности.
Использование сои при выработке плавленых сыров выполнены Гав-риловой Я.Ю.
Более детальное изучение растительного сырья с позиции его использования в производстве пищевых продуктов актуально и требует дальнейшего расширения исследований.
В данной работе исследованы состав и свойства пяти видов растительного сырья (клюквы, крапивы, черемши, шиповника и щавеля). Установлено, что они богаты водорастворимыми витаминами, органическими кислотами, сахарами.
Отработана технология получения растительного сырья для переработки при производстве плавленых сыров в виде двух форм: суспензии и концентрата. Составлены различные варианты растительного сырья из разных их композиций.
Отработаны технологические основы выработки плавленых сыров с суспензией и концентратом растительного сырья. Рассмотрены различные варианты смесей растительного сырья, стадии его внесения в котел для плавления, режимы хранения сыра.
Установлено влияние содержания жира в сухом веществе сыра, дозы суспензии растительного сырья, дозы концентрата растительного сырья и температуры плавления массы на органолептические показатели продукта и содержание в нем аскорбиновой кислоты. Для обобщения полученных результатов проведен соответствующий анализ.
Полученные результаты использованы при разработке технологий новых видов плавленых сыров: сыр «Сибирский» и сыр «Витаминный».
Исследована пищевая и биологическая ценность новых видов плавленых сыров.
Результаты работы докладывались на различных научно-технических конференциях (Алма-Ата, Кемерово, Барнаул, Вологда) и опубликованы в 8 работах, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК («Сыроделие и маслоделие»).
Пищевая ценность дикорастущих растений
Строение, жизнедеятельность, распространение растений, а также их взаимоотношения друг с другом и окружающей средой изучает ботаника. Ботаника объединяет целый комплекс наук о растениях - систематику, морфологию, анатомию, эмбриологию, физиологию, биохимию, экологию и т.д.
К особенностям растений как живых организмов следует отнести их способ питания, прикрепленный образ жизни, неограниченный рост, сильное расчленение тела с целью увеличения поверхности, распространение с помощью спор, плодов и семян, запасание углеводов в виде крахмала и ряда других. В растительных клетках имеются пластиды, большая центральная вакуоль, заполненная клеточным соком, плотные оболочки, которые состоят, как правило, из целлюлозы.
Клетки, имеющие сходное строение и выполняющие одинаковые функции, объединяются в ткани. Тканью называется группа клеток, имеющих общее происхождение, сходных по форме, строению и выполняемым функциям. Тело высших растений образовано растительными тканями, из которых формируются разные органы растений.
Взаимосвязь между органами растения осуществляется на основе двух процессов: питания и дыхания.
Питание растений делится на минеральное (всасывание корнем воды и минеральных веществ) и фотосинтез. Поглощенные корнем вода и минеральные соли по сосудам транспортируются в надземные органы растения. Органические вещества, образовавшиеся в листьях, по ситовидным трубкам перемещаются в стебель и корень. Таким образом в растении непрерывно происходят два разнонаправленных тока веществ: нисходящий и восходящий. Они связывают все органы растения в единую систему.
Все органы растения непрерывно дышат. Для дыхания необходимы кислород и сахара. Сахара синтезируются в листьях и распределяются по всему телу растения. Кислород поступает за счет поглощения, а также в результате фотосинтеза. Распределение кислорода и органических веществ по телу растения происходит постоянно, что обеспечивает связь между органами.
Дикорастущие растения, являясь сочными растительными объектами, как правило, не имеют высокой энергетической ценности, которая не превышает 30-100 ккал. В сухом остатке дикорастущих растений преобладают легкоусвояемые углеводы. Их ценность в питании определяют витамины, макро- и микроэлементы, различные пищевые волокна и другие вещества [7, 12, 22, 27, 55].
Из углеводов в дикорастущих растениях присутствуют сахара, пектиновые вещества, клетчатка, гемицеллюлозы [52, 107].
Основными усвояемыми углеводами дикорастущих растений являются глюкоза, фруктоза, сахара, называемые сахарами из-за присущего им сладкого вкуса.
Пектиновые вещества и клетчатка являются полимерами углеводной природы. Это производные галактуроновой кислоты. Различают пектин растворимый и нерастворимый.
В дикорастущих растениях содержится 0,2-1,8 % пектиновых веществ с хорошими желирующими свойствами, проявляющимися при определенном соотношении пектиновых веществ, сахара и кислот.
Пектин не создает энергетического запаса в организме, но нормализует микрофлору кишечника, выводит из организма холестерин, а главное, пектин способен образовывать нерастворимые комплексы с токсичными и радиоактивными металлами и выводить их из организма. Свойства пектиновых веществ широко используются при производстве диетических и профилактических продуктов питания пониженной калорийности, а также продуктов, предназначенных для работающих в условиях свинцовой, ртутной и других видов интоксикаций [110]. В травянистых растениях содержание клетчатки не превышает 2,0 % [108]. В ее состав наряду с целлюлозой входит такое же количество легни-на.
В целом дикорастущие растения следует рассматривать как источник поступления в организм человека пищевых волокон и витаминов.
Из органических кислот в дикорастущих растениях наиболее распространенными являются лимонная, яблочная, винная, щавелевая и янтарная кислоты [110]. Они участвуют в формировании вкуса дикорастущих растений, благоприятно влияют на процесс пищеварения, способствуют созданию определенного состава микрофлоры, тормозят процессы гниения в желудочно-кишечном тракте, а некоторые из них обладают бактерицидным действием.
В небольших количествах в дикорастущих растениях могут присутствовать летучие кислоты: уксусная, муравьиная, валериановая, капроновая.
Азотистых веществ в большинстве дикорастущих растений содержится немного - 0,5-1,0 % в пересчете на белок. Поэтому как источник белка они не имеют особого значения [25].
Основную часть азотистых веществ представляют свободные аминокислоты, при этом ряд незаменимых аминокислот (лейцин, изолейцин, триптофан, цистин, метионин) являются дефицитными. Свободные аминокислоты имеют существенное значение для формирования потребительских свойств дикорастущих растений, так как участвуют в реакциях, связанных с образованием аромата [ПО].
Заключение по обзору литературы и задачи исследований
В огромном ассортименте вырабатываемой молочной продукции од- } / но из ведущих мест занимает производство плавленых сыров, что связано с его высокими потребительскими свойствами, наличием большой гаммы і питательных веществ, с широкими вкусовыми возможностями за счет ис- \ пользования сырья немолочного происхождения, мелкой фасовки и други ми отличительными качествами. J
Сегодня только в нашей стране имеется около 100 наименований плавленых сыров. Все их можно разделить на две большие группы: - с использованием в виде основного сырья только продукты и сырье молочного происхождения; r x t - .с ждодьзованиемдв виде основного сырья дополнительно к продук- $\ там и сырью молочного происхождения продуктовой сырье немо- J м лочного происхождения. /
Причем ассортимент сыров второй группы постоянно обновляется и расширяется. При получении таких сыров используют фрукты, овощи, различные фруктовые и овощные соки и пюре, дикорастущие растения (в основном папоротники), продукты моря, грибы, мясопродукты, продукты пчеловодства, злаковые культуры и продукты их переработки, соя и ряд других. /Причем, если сырье первой группы ограничено возможностями отрасли, то сырье второй группы имеет большие резервы и постоянно расширяется за счет вовлечения новых источников.
Использование немолочного сырья в производстве плавленых сыров объясняется хорошей его совместимостью с молочной основой, дополни тельным обогащением продукта питательными веществами, вкусовыми признаками. "
Работы по созданию новых рецептур плавленых сыров постоянно ведутся во Всероссийском научно-исследовательском институте маслодельной и сыродельной промышленности. На наш взгляд, хорошим источником сырья для производства плав-1 і леных сыров являются дикорастущие растения..
Интерес к дикорастущим съедобным растениям оправдан.(По сведениям различных авторов, использовать в пищу можно 700-1000 видов различных растений, однако применяется не более 40-50 видов.
Дикорастущие пищевые растения - это источник витаминов, мине- ральных и других биологически активных веществ. В то же время они \ представляют собой экологически более благоприятные продукты пита-ния, на что теперь обращается особое внимание. Широко дикорастущиех растения применяют в народной медицине, фармакологии и в косметиче-/ ской промышленности. \ Дикорастущие травянистые растения являются сырьем для производства нутрицевтипов - одной из основных групп биологически активных добавок к пище.
Из травянистых растений лучше всего изучены и обоснованы условия хранения папоротников орляка и осмунды. Разработаны технологии их использования в производстве плавленых сыров.
Фракционный состав белков папоротника орляка на 37 % представлен альбуминами и глобулинами, 16 % приходится на долю проламинов и 47 % - на глютенины [94]. Преобладающими аминокислотами белка являются глутаминовая (15,5 %) и аспарагиновая (11,0 %), среди незаменимых - лейцин (9,3 %) и лизин (7,2 %).
Более детальное изучение дикорастущих растений с позиции их ис-/ " пользования в производстве пищевых продуктов актуально и требует рас-( ширения исследований. VW trfrffoe-W hetfei wt) у Г (I Достаточно взглянуть "на состав дикорастущих растений, чтобы убедиться в наличии в них Сахаров, органических кислот, витаминов, минеральных веществ.
По элементарному составу растения содержат много воды. Как правило, она составляет 80-90 % от общей массы. Чуть меньше воды обнаружено в шиповнике и облепихе (ягодах).
Из Сахаров богаты глюкозой шиповник, рябина, облепиха; фруктозой - шиповник, смородина, крыжовник, малина; сахарозой - свекла, шипов ник, морковь, черемша; полисахаридами - картофель (крахмал), шиповник (клетчатка), рябина (клетчатка), пектиновыми веществами - шиповник, ря бина обыкновенная, рябина черноплодная.
Среди органических кислот в растительном сырье присутствуют лимонная (клюква, смородина черная), яблочная (смородина, облепиха, клюква), щавелевая (черемша, щавель) и другие кислоты.
Отработка способов подготовки растительного сырья к использованию при выработке плавленого сыра
Растительное сырье (клюква, крапива, черемша, щавель, шиповник) обмывали теплой водой и направляли в установку УГМ для диспергирования и гомогенизации. Крапиву дополнительно ошпаривали горячей водой (90-95) С.
В результате гомогенизации получали однородную суспензию, которую использовали при дальнейшей переработке. По своему составу она была практически идентичной составу соответствующего растительного сырья (состав приведен в разделе 3.1) и имела однородную гомогенную консистенцию. Цвет суспензии был близок к цвету сырья.
Суспензию растительной массы направляли в вакуум-аппарат, где ее частично сушили и получали ее концентрат.
Содержание основных пищевых веществ в растительном концентрате приведено в таблице 3.8.
В процессе сушки произошла концентрация всех составных частей сырья.
Однако, как видно из таблицы 3.8, коэффициент концентрации для каждого сырья был различным. Для сухих веществ клюквы он составлял 4,7, у крапивы - 4,9, у черемши - 4,6, у щавеля - 5,3, а у шиповника - 1,9.
Внутри каждого сырьевого объекта коэффициент концентрации отдельных компонентов был также различен. Особенно он уменьшался у органических кислот, что указывает на их частичное улетучивание в процессе сушки. Так, например, содержание белка в концентрате клюквы увеличилось в 5,0 раз, углеводов - в 4,9 раза, золы - в 5,1 раз, а органических кислот - в 3,6 раза.
Содержание отдельных органических кислот в растительном концентрате приведено в таблице 3.9.
В концентрате клюквы из органических кислот в основном присутствовала лимонная кислота (34,3 % от суммы определяемых кислот), яблочная кислота (31,5 %) и хинная кислота (32,4 %). В концентрате крапивы присутствовали все кислоты (кроме винной), но их содержание было небольшим (0,3-0,9 % от количества концентрата).
В концентрате черемши и щавеля в основном присутствовала щавелевая кислота (50,0 и 63,0 % от общего количества кислот). В концентрате шиповника - 62,5 %.
Температура сушки могла оказать влияние на витаминный состав концентрата, поэтому определяли в нем их содержание (таблица 3.10).
Как видно из таблицы 3.10, во всех испытываемых растительных концентратах содержалась аскорбиновая кислота. При усредненном норме суточной потребности человека 85 мг% аскорбиновой кислоты ее в среднем содержалось в концентрате шиповника 800 мг% (9,4 суточных норм), в крапиве и щавеле - по 600 мг% (7,1 суточных норм), в черемше - 500 мг%) (5,9 суточных норм), в клюкве - 60 мг%) (0,7 суточной нормы).
Концентраты всех растительных объектов характеризовались присутствием большого количества биофлавоноидов. Особенно много био-флавоноидов обнаружено в концентрате ягод шиповника (в среднем 2700 мг%). В концентратах ягод клюквы их содержалось в среднем 380 мг%, а в концентратах крапивы, черемши и щавеля - соответственно 140, 130 и 80 мг%. 100 г крапивы и черемши (концентраты) удовлетворяют суточную потребность в витамине Вб на 42,0 %, клюква - на 26,3 %, а щавель и шиповник - на 15,8 %.
Все представленные смеси суспензий растительного сырья можно использовать при выработке плавленого сыра, по-видимому, в различных дозах и с разным назначением продукта. Особенно это относится к рецептурам, в которых присутствует черемша, обладающая ярко выраженным чесночным вкусом и запахом.
Для определения влияния стадии внесения суспензии и концентрата растительного сырья на технологический процесс выработки сыра и состав продукта проводили серию опытов.
В первом случае использовали суспензию смеси № 1, состоящую из клюквы и шиповника, и суспензию № 3, состоящую из крапивы, черемши и щавеля, во втором - концентраты этого сырья. Общим фоном при выработке являлись сыры голландской группы (45 % жира в сухом веществе), обезжиренный сыр, творог, масло крестьянское, молоко сухое, фосфатная добавка.
Отработка технологии новых видов плавленых сыров с использованием растительного сырья
Сыры различаются формой растительного сырья (суспензии и концентрата), вводимого в состав рецептуры. Поэтому основные различия в их составе связаны с этим сырьем. Сыры содержат в среднем жира (22±1) % и (28±1) %, белка (20±1) % и (18±1)% и влаги (55±2)% и (53±2)%. Кроме общего белка важным критерием является его аминокислотный состав. Аминокислотный состав сыров, выработанных с суспензией и концентратом растительной смеси № 5 приведен в таблице 3.31.
Незаменимых аминокислот в сыре «Сибирский» содержится 46,2%, а в сыре «Витаминный» - 43,6%.
Для характеристики аминокислотного состава пищевых продуктов его сравнивают с аминокислотным составом идеального белка путем определения аминокислотного скора. В идеальном белке аминокислотный скор для незаменимых аминокислот принимается равным 100. Аминокислоты, скор которых составляет меньше 100 относятся к лимитирующим биологическую ценность белков. Считается, что один грамм пищевого идеального белка должен содержать валина - 50, изолейцина - 40, лейцина - 70, лизина - 55, метионина с цистином - 35, треонина - 40, триптофана - 10, фе-нилаланина с тирозином - 60 мг.
Скор аминокислот у сыра «Сибирский» варьировал от 138% (фенилаланин+тирозин) до 100% (валин), у сыра «Витаминный» - от 140%о (триптофан) до 100% (валин).
Все сыры по аминокислотному составу являются биологически полноценными продуктами. Некоторые различия в аминокислотном скоре между отдельными сырами вызваны различиями в рецептуре продуктов и технологическими особенностями.
Содержание витаминов в различных плавленых сырах с растительным сырьем приведено в таблице 3.33. Интересовали, в первую очередь, витамины, которые в растительном сырье содержатся в достаточном количестве.
Обращает на себя внимание большое содержание аскорбиновой кислоты и биофлавоноидов в сыре «Витаминный». Так, по содержанию аскорбиновой кислоты 100 граммов сыра удовлетворяют суточную потребность человека. В сыре «Сибирский» содержание этих витаминов также высокое.
Кроме того, в обоих типах сыров содержатся тиамин, рибофлавин и пиридоксин. В таблице 3.34 приведен наиболее характерный состав сыров (средние данные).
1. Исследован химический состав пяти видов растительного сырья (клюква, крапива, черемша, щавель, шиповник) с целью его использования в производстве плавленых сыров.чїшазаносод ржаА ниє в-нем углеводов, органических кислот, витаминов, минерал ъч ных веществ и ряда других соединений. А
2. Ютработаны две технологии подготовки растительного сырья к) переработке: суспензия и концентрат растительного сырья. Пред- і ложены различные варианты сочетаний сырья. Определен состав і суспензий и концентратов. (
3. Отработаны технологические основы выработки плавленого сыра с растительным сырьем: варианты смесей сырья, стадия внесения его в котел для плавления, режим хранения сыра.
4. Установлено совместное влияние содержания жира в сухом веществе сыра (от 20 до 60%), количества суспензии растительного сырья (от 20 до 40%), количества концентрата растительного сырья (от 10 до 20%), температуры плавления массы (от 70 до 90 С) на вкус, запах и консистенцию сыра, а также содержание в нем аскорбиновой кислоты. Получены соответствующие уравнения регрессии.
5. Установлено, что вкус и запах сыра, выработанного с суспензией, в основном, зависел от температуры плавления массы (51,3%), содержания жира в сухом веществе сыра (38,4%). Для сыра, вырабо-j тайного с концентратом, эти зависимости составили 55,4 и 30,3%).! Консистенция зависит, от содержания жира в сухом веществе сыра (46,0%) и 38,5%) и от температуры плавления массы. Содержание! аскорбиновой кислоты зависело от количества суспензии (72,0%)\ или концентрата (69,0%) растительного сырья. J
6. Разработаны технологии новых видов плавленых сыров с использованием растительного сырья: «Сибирский» и «Витаминный». Изучена пищевая и биологическая ценность новых сыров.
