Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы 10
1.1 Исторический анализ развития в России производства и особенности технологии сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 10
1.2 Состав молока - основной фактор, влияющий на массообменные процессы и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 25
1.3 Технологические приёмы подготовки молока к свёртыванию и их влияние на процесс изготовления и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 30
1.3.1 Тепловая обработка молока 30
1.3.2 Внесение хлористого кальция 33
1.3.3 Созревание молока 36
1.4 Сущность и особенности протекания процессов чеддеризации и термомеханической обработки сырной массы 38
1.5 Микробиологические аспекты производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 44
1.5.1 Роль молочнокислых бактерий в формировании сыра как пищевого продукта 45
1.5.2 Видовой состав, основные свойства микроорганизмов заквасок и их влияние на качество сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 46
1.6 Заключение по обзору литературы, обоснование направления, цель и задачи исследований ...52
2. Организацияработы, объекты и методы исследований 56
2.1 Организация работы 56
2.2 Объекты и методы исследования 58
3. Результаты исследований 62
3.1 Аналитические исследования пороков сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, производимых в России 62
3.2 Исследование влияния основных приемов подготовки молока к свертыванию на массообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 66
3.2.1 Продолжительность чеддеризации 67
3.2.2 Масса сыворотки, выделившейся при обработке сгустка и чеддеризации сырной массы 74
3.2.3 Отход сухих веществ; в том числе жира и белка с сывороткой, выделившейся при обработке сгустка и чеддеризации сырной массы 81
3.2.4 Продолжительность термомеханической обработки чеддеризованной сырной массы 89
3.2.5 Масса жидкости для плавления, полученной после термомеханической обработки сырной массы 93
3.2.6 Отход сухих веществ в жидкость для плавления при термомеханической обработке сырной массы 97
3.2.7 Массовая доля влаги в сыре 107
3.2.8 Выход сыра 110
3.2.9 Исследование возможности выработки сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы с пониженной массовой долей жира с улучшенной консистенцией 117
3.3 Уточнение технологии сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 123
3.3.1 Исследование влияния видового состава закваски на массообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой
сырной массы 125
3.3.2 Уточнение технологических параметров выработки и состава сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы с использованием бактериального концентрата БК-Углич-СТБ 133
3.3.3 Исследование влияния уточнённых технологических приёмов выработки сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы на процесс выработки, показатели их качества и хранимоспособность 138
3.3.4 Влияние состава бактериальной закваски на микробиологические процессы, протекающие в сырах с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 141
3.3.5 Влияние использования бактериального концентрата БК-Углич-СТБ на физико-химические, биохимические и реологические процессы в сырах с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы 144
3.3.6 Апробация уточненных технологических приемов в опытно-промышленных условиях. Разработка технической документации на сыр 154
Выводы 156
Список использованной литературы 159
Приложения 173
- Состав молока - основной фактор, влияющий на массообменные процессы и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
- Микробиологические аспекты производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
- Исследование влияния основных приемов подготовки молока к свертыванию на массообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
- Уточнение технологии сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
Введение к работе
В последние годы в сыроделии произошли принципиальные изменения. На новую основу перешли взаимоотношения между производителями продукции и поставщиками сырья, сменилась форма собственности большинства заводов. Следствием глубоких структурных преобразований явились новые подходы предприятий к ассортиментной политике, проводимой в ряде регионов и направленной на активизацию выработки сыров без созревания. Производство этих сыров на предприятии позволяет:
- значительно ускорить оборот денежных средств по сравнению с твердыми созревающими сырами;
- повысить рентабельность производства;
- расширить ассортимент вырабатываемой продукции;
- увеличить выпуск продукции из единицы сырья.
Одними из наиболее ярких представителей сыров без созревания являются сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы.
В настоящее время сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы находят все более широкое признание за рубежом. Так, если в 80-е годы они занимали доминирующее положение в ассортименте производимых сыров, в основном, в Италии и Болгарии, то за последние 10 лет явный рост производства, например, сыра моцареллы наблюдался в таких странах развитого сыроделия как США, Австралия, Германия. В России объемы выпуска сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы увеличиваются не такими быстрыми темпами, как в названных странах. Основными причинами, сдерживающими увеличение выпуска сыров этой группы в России, являются низкое качество молока-сырья и несовершенство технологии, что часто приводит к ухудшению качества сыров и повышению потерь сырья.
Производство любого вида сыра - это прежде всего микробиологический процесс. Для основных групп сыров российского ассортимента (сыры с низкой температурой второго нагревания, сыры с высокой температурой второго нагревания, отдельные виды мягких сыров) созданы и применяются специальные бактериальные закваски и препараты. Сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы в России вырабатывают с использованием различных заквасочных культур, причём наиболее часто используют бактериальные культуры для сыров с низкой температурой второго нагревания. В этой связи на предприятиях отрасли, выпускающих сыры рассматриваемой группы, существует целый ряд актуальных проблем, например, затянутый процесс чед-деризации, короткие сроки хранения, которые связаны также с тем, что мезо-фильная микрофлора погибает в процессе термомеханической обработки и не обеспечивает защиту сыра во время хранения и др.
Эти обстоятельства диктуют необходимость пересмотра подходов к выбору состава бактериальных концентратов для данной группы сыров.
С учетом вышеизложенного целью диссертационной работы было: стабилизация качества сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы путём усовершенствования биотехнологии на основании установления закономерностей протекания основных массообменных и микробиологических процессов.
Работа выполнялась в период с 2001 по 2004 год в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия» (ГНУ ВНИИМС).
Тема и программа диссертационной работы рассмотрены на заседании Ученого совета ГНУ ВНИИМС (протокол №2 от 23 апреля 2002 г.).
На защиту выносятся следующие положения диссертации:
- математическая интерпретация результатов экспериментальных исследований влияния основных приемов подготовки молока к свертыванию на мас-сообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы;
- результаты исследований и анализ использования при производстве сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы бактериальных концентратов различного состава;
- уточнённая технология сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, обеспечивающая стабильность хорошей консистенции, снижение потерь жира при термомеханической обработке и повышение выхода сыра.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
- проведены комплексные исследования влияния основных приёмов подготовки молока к сычужному свёртыванию на массообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы;
- установлены закономерности влияния основных приемов подготовки молока к сычужному свертыванию на продолжительность чеддеризации и термомеханической обработки сырной массы, массу выделяющейся сыворотки и количество оставшейся в сыре влаги, а также потери сухих веществ, жира и белка с сывороткой, обуславливающие выход сыра;
- разработаны математические модели, прогнозирующие параметры основных процессов технологии и показатели качества сыров в зависимости от состава молока и способов его подготовки к сычужному свёртыванию;
- установлены основные закономерности влияния различных бактериальных концентратов на технологический процесс выработки и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы.
Практическая значимость работы заключается в создании уточнённой ресурсосберегающей биотехнологии сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы с улучшенными органолептическими характеристиками, позволяющей вырабатывать продукт стабильно высокого качества. Разработан комплект технических документов ТУ 9225-147-04610209-2003 «Сыр Сулугуни-А. Технические условия» и проект изменения к ТУ 9225-147-04610209-2003 №1, предусматривающий выпуск полужирного сыра. Внедрение этой технологии на предприятиях отрасли позволит стабилизировать качество и увеличить объем выпуска сыров этой группы.
Материалы диссертации были доложены на Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2003 г.); III Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Барнаул, 2003г.); научно-практической конференции «Масло. Сыр. Состояние, проблемы, перспективы развития» (Углич, 2003); научно-практической конференции «Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» (Углич, 2004).
Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.
Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 39 таблиц, 43 рисунка, 6 приложений.
Состав молока - основной фактор, влияющий на массообменные процессы и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
К качеству молока в сыроделии предъявляются высокие требования. Это связано с тем, что качество сыра зависит от исходного молока в гораздо большей степени, чем качество любого другого молочного продукта.
Молоко для сыроделия должно удовлетворять требованиям ГОСТ 13264-70 «Молоко коровье. Требования при заготовках» [83]. Оно должно быть получено от здоровых животных, содержащихся в нормальных условиях. К переработке на сыр не допускается ненатуральное (фальсифицированное) молоко, молоко с примесью антибиотических и лекарственных веществ.
Сыропригодное молоко должно обладать и другими свойствами, не указанными в ГОСТ 13264-70, а именно: образовывать под действием молокосвертывающих ферментов достаточно плотный сгусток и быть биологически полноценной средой для развития микрофлоры закваски.
Сыропригодные свойства молока зависят, в первую очередь, от его состава, который непостоянен и изменяется в зависимости от породы коров, стадии лактации, кормления, сезона года, состояния животного [14].
В таблице 1.1 представлены диапазоны колебаний основных компонентов коровьего молока.
Вода. Молоко на 87-89 % состоит из воды, в которой дисперсно распределены компоненты сухого вещества: белки, жир, лактоза, минеральные вещества, витамины, ферменты. Вода, содержащаяся в молоке, неоднородна по физико-химическим свойствам. Около 83-84% воды находится в свободном состоянии и около 3-3,5% - в связанном. Именно свободная вода, а точнее, её большая часть, с растворёнными в ней веществами удаляется в виде сыворотки при производстве сыра. Связанная вода прочно удерживается молекулярными силами около поверхности белков, лактозы.
Свободная вода образует непрерывную дисперсионную среду, в которой распределены все остальные составные части молока. Они имеют различное физическое состояние. Жир находится в водной среде молока в виде эмульсии, белки - в виде коллоидных частиц, углеводы и соли - в виде истинного раствора, состоящего из разрозненных молекул и ионов.
Таким образом, с позиции физической химии молоко является сложной полидисперсной системой. При синтезе молока в вымени коровы между отдельными дисперсными фазами устанавливается тесная взаимосвязь, что приводит к образованию единой равновесной системы. Например, раствор солей стабилизирует мицеллы казеина; казеин, в свою очередь, повышает растворимость коллоидного фосфата кальция; некоторые белковые вещества стабилизируют жировую эмульсию и т.д. Любые изменения в содержании и состоянии составных частей молока под воздействием каких-либо факторов (температуры, рН и др.) могут привести к разрушению всей равновесной системы молока и потере устойчивости её компонентов.
Технолог-сыродел должен иметь чёткое представление о взаимосвязях между составными частями молока для того, чтобы уметь правильно осуществить наиболее полное выделение одного или нескольких компонентов из полидисперсной системы молока.
Белки. Способность молока образовывать под действием протеолитических ферментов (или кислот) сгусток зависит, прежде всего, от его белкового состава. В молоке существует целая система белков, среди которых выделяют две основные группы - казеин и сывороточные белки. Для сыроделия наибольший интерес представляет казеин, а точнее казеиновый комплекс белков, состоящий из различных фракций казеина. В основном это ( -,as2 -,(3 - и к - казенны.
В молоке казеиновый комплекс белков присутствует в форме мицелл. Мицеллы казеина обладают свойствами гидрофильного золя, который под действием сычужного фермента переходит в гель, проявляя свойства, присущие гидрофобным коллоидам.
Казеиновые мицеллы в молоке находятся в устойчивом коллоидном состоянии. Их устойчивость обусловлена электростатическими силами отталкивания одноименно заряженных поверхностей мицелл, а также благодаря наличию прочной гидратной оболочки [2, 62, 78].
В свежем молоке мицеллы казеина обладают наибольшей устойчивостью. Они не коагулируют при механической обработке и нагревании молока до высоких температур. Снижение их устойчивости и коагуляция наблюдаются при понижении рН молока, повышении концентрации ионов кальция, внесении сычужного фермента и т.д [79].
После изоэлектрического осаждения казеина из обезжиренного молока кислотой в сыворотке остаётся 0,5-0,8% белков (15-22% всех белков), которые называют сывороточными. Главными из них являются Р-лактоглобулин, а-лактальбумин, иммуноглобулины и компоненты протеозо-пептонной фракции. Сывороточные белки по содержанию дефицитных незаменимых аминокислот лизина, триптофана, метионина, треонина и цистеина являются наиболее биологически ценной частью белков молока, поэтому их использование для пищевых целей имеет большое практическое значение.
Микробиологические аспекты производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
Сыр - это продукт, получаемый путём концентрации и биохимических преобразований основных компонентов молока под действием физико-химических факторов, молокосвёртывающих ферментов, ферментов размножающихся в молоке и сыре микроорганизмов и, в меньшей степени, ферментов молока. Химический состав, физико-химические, реологические и органолептические свойства сыров являются результатом комплексного действия этих взаимозависимых факторов, из которых важную роль играет качественный и количественный состав микрофлоры, участвующей в производстве сыра. С.А. Королёв, характеризуя значение микробиологических процессов в сыроделии, отмечал: «...Здесь мы буквально не можем сделать шага, не учитывя деятельности тех или иных микроорганизмов» [39].
Производство сыра можно рассматривать как микробиологический процесс, в котором ведущая роль принадлежит молочнокислым бактериям закваски.
Главная задача производителя сыра - получить конечный продукт с заданными характеристиками, а именно определёнными органолептическими свойствами, консистенцией и др. Эти характеристики варьируют в зависимости от возраста, рН, влаги, химического состава сыра [125]. Научные исследования показали, что выбор закваски также может оказывать существенное воздействие на структуру, консистенцию и другие свойства сыра [43, 88, 90, 123, 126, 129]. По этой причине интерес исследователей к изучению влияния молочнокисльк бактерий на показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы постоянно возрастает.
Молочнокислые микроорганизмы осуществляют превращение органических компонентов сырной массы. Они сбраживают молочный сахар преимущественно гомоферментативным путём с образованием молочной кислоты [13, 38, 89, 101, 127, 130]. Молочная кислота, как продукт метаболизма, не только играет важную роль в формировании вкуса, запаха, консистенции сыра, но, образуясь на начальном этапе производства сыра, в значительной степени определяет направленность биохимических, микробиологических, реологических процессов в сырной массе. Повышение уровня активной кислотности сопровождается изменением структурных свойств сыра. Снижение рН сырной массы приводит к приобретению ею способности расплавляться, подавлению роста кислоточувствительных микроорганизмов. Кроме того, быстрая утилизация лактозы препятствует развитию посторонних микроорганизмов, поііучающих энергию из углеводов.
Протеолитические ферменты бактерий закваски расщепляют часть казеина сыра. При этом образуется широкий спектр органических соединений: растворимых в воде белков, пептидов различного молекулярного веса, свободных аминокислот и их производных [3, 88, 56, 42]. Продукты гидролиза белков играют важную роль в формировании консистенции и вкусового фона сыра.
Молочнокислые бактерии подавляют развитие вредной для сыроделия микрофлоры, прежде всего, путём быстрого использования углеводов (наиболее доступных источников энергии для большинства возбудителей порчи сыра), повышения активной кислотности и снижения окислительно-восстановительного потенциала сырной массы. Кроме того, микроорганизмы закваски продуцируют ряд соединений, оказывающих тормозящее действие на рост немолочнокислой микрофлоры. Имеются многочисленные сведения о том, что действующим антагонистическим началом являются: молочная [48] и другие органические кислоты [138], перекись водорода [109, 120], вещества подобные бактериоцинам [29, 86], антибиотики [46,131,151].
Таким образом, молочнокислые бактерии закваски, выполняют следующие основные функции: - обеспечивают необходимую степень развития процесса молочнокислого брожения, являющегося одним из важнейших факторов формирования органолептических показателей сыра; - создают неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, способных ухудшить органолептические показатели продукта или вызвать пищевые отравления.
Видовой состав заквасок для сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, используемых в мировой практике, достаточно разнообразен (табл. 1.2). Для выработки большинства видов сыров этой группы в России действующими техническими документами регламентировано использование бактериальных заквасок для сыров с низкой температурой второго нагревания [20, 82, 68]. Биологические особенности мезофильной молочнокислой микрофлоры [42], входящей в состав этих заквасок, становятся одной из причин нарушения протекания процесса молочнокислого брожения. Это выражается в затянутом процессе чеддеризации, коротких сроках хранения из-за того, что мезофильная микрофлора погибает в процессе термомеханической обработки, не обеспечивая в дальнейшем защиту сыра во время хранения.
Управление молочнокислым процессом при производстве сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы возможно путём регулирования состава закваски с учётом важнейших производственно - ценных свойств составляющих её молочнокислых бактерий. Применительно к сырам с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы необходимо пересмотреть подход к выбору состава бакконцентратов, который обеспечивал бы стабильность технологического процесса и высокое качество изготовляемых сыров.
Рядом авторов утверждается [13, 44, 50, 51, 89, 104, 107, 121, 122, 125, 127,], что для производства сыров, технология которых предусматривает обработку сырной массы при повышенных температурах, необходимым и достаточным условием является использование заквасок, содержащих термофильные молочнокислые бактерии.
Исследование влияния основных приемов подготовки молока к свертыванию на массообменные процессы, параметры технологии и показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
Целью представленных в настоящей главе исследований было установление комплексного влияния набора факторов, формирующих свойства молочной смеси перед сычужным свертыванием, на основные параметры технологии, связанные с протеканием массообменных процессов, и показатели, характеризующие качество сыров. Для этого был спланирован и осуществлен дробный 4-х факторный эксперимент, в котором в качестве факторов влияния были выбраны: - массовая доля жира смеси (%) - Хь - кислотность смеси перед свертыванием (Т) - х2; - температура пастеризации (С) - Хз; доза хлористого кальция (г/100 кг смеси) - х4. Значения факторов были установлены на трех уровнях: xi-1,5; 2,5; Эксперимент включал 27 опытов, сгруппированных в 9 блоков. План эксперимента представлен в приложении.
Необходимость разбивки плана эксперимента на 9 блоков вызвана невозможностью одновременного проведения серии всех опытов при всех запланированных сочетаниях факторов. Введение дополнительного блокового фактора в план эксперимента позволяет скомпенсировать различия выходных параметров, связанные с междублочной дисперсией, и устранить воздействие неучтенных факторов.
Разбиение проведено с таким расчетом, чтобы исключить группирование опытов только с положительными уровнями факторов в одном блоке и только с отрицательными - в другом.
Контролируемыми (выходными) параметрами были определены: - продолжительность чеддеризации (мин); - масса сыворотки, выделившейся при обработке сгустка и чеддеризации сырной массы (см3); - отход сухих веществ, в т.ч. жира и белка, с сывороткой, выделившейся на разных стадиях технологического процесса; - массовую долю влаги в сыре и выход сыра.
По условиям эксперимента была задана одинаковая продолжительность сычужного свертывания смеси (30 мин) и обработки сырного зерна (15 мин). Дозы сычужного фермента (2,5 г/100 кг молочной смеси) и закваски (2 %) при выработке всех опытных образцов были постоянны.
Результаты эксперимента по установлению комплексного влияния массовой доли жира и кислотности смеси, а также степени температурного воздействия при пастеризации и дозы хлористого кальция на контролируемые параметры представлены в приложении 2.
Продолжительность процесса чеддеризации определяли по времени достижения сырной массой рН=5,2.
Выявление факторов, значимо влияющих на исследуемый параметр технологии у! - продолжительность чеддеризации - проводили методами дисперсионного анализа. При этом устанавливали силу их влияния на выходной параметр и степень ее статистической достоверности.
Из данных, приведенных в табл. 3.2 и на рис. 3.1, следует, что на продолжительность чеддеризации влияют Хг - кислотность смеси перед свертыванием (это влияние наибольшее), Xj - массовая доля жира смеси и х4 - доза хлористо го кальция. Статистически достоверное влияние фактора х3 - температура пастеризации смеси на продолжительность чеддеризации отсутствует.
Отмечается комплексное действие факторов х2 (кислотность смеси) и х4 (доза хлористого кальция). Это взаимодействие говорит о сложной природе влияния этих факторов на процесс и не означает, что с ростом значения этого произведения продолжительность чеддеризации увеличивается.
Наибольшее влияние на продолжительность чеддеризации оказывает фактор х2 - кислотность смеси перед свертыванием. С увеличением кислотности смеси продолжительность чеддеризации уменьшается. Это согласуется с данными, полученными ранее [20, 23, 37, 57,61, 66].
Сокращение продолжительности чеддеризации при увеличении кислотности смеси перед свертыванием весьма существенно: так, если смесь имеет кислотность 18 Т, то чеддеризация длится в среднем 4 ч 30 мин; смесь кислотностью 22 Т сокращает продолжительность чеддеризации в среднем до 3 часов; если смесь имеет кислотность 26 Т, то среднее значение продолжительности чеддеризации составляет 1 час 30 мин.
Полученную зависимость можно объяснить тем, что более высокая кислотность смеси обеспечивает более низкий уровень рН сырного зерна перед чеддеризацией и, соответственно, более быстрое достижение заданного уровня рН=5,2. Эта связь представлена на рис. 3.2.определяется не только стартовым значением кислотности смеси, но и интен сивностью её изменения в сырной массе в процессе чеддеризации рис. 3.2 а. Последний показатель, по-видимому, зависит от ферментативной активности используемой закваски. Недостаточно или слишком интенсивное протекание молочнокислого процесса, при выработке сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы отрицательно сказывается на плавимости сырной массы, ведёт к получению нетипичной для сыров данной группы консистенции. В упомянутых выше работах [61, 65, 63] указывается, что одним из способов интенсификации молочнокислого процесса является подбор в состав закваски микроорганизмов, обладающих необходимыми свойствами. Важно отметить, что при одинаковом значении рН=5,2 в конце чеддеризации титруемая кислотность сырной массы была различна (табл. 3.3). В случае высокой кислотности смеси перед свертыванием (26 Т) и быстрого протекания процесса чеддеризации (1 час 30 мин) титруемая кислотность сырной массы наименьшая - 116 Т. При низкой кислотности (18 Т) и длительном процессе чеддеризации (4 ч 30 мин) - наибольшая - 140 Т. Зависимость титруемой кислотности сырной массы от продолжительности чеддеризации Рассматриваемая зависимость является линейной, т.е. количество молочной кислоты, образующейся в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, пропорционально времени. Это естественная тенденция. Одинаковый уровень рН при разной титруемой кислотности объясняется наличием в сырной массе различных буферных систем, способных поддерживать постоянный рН среды при повышении содержания молочной кислоты [11, с. 174]. Второй эффект по значимости влияния на продолжительность чеддеризации оказывает массовая доля жира в смеси. Увеличение значения этого фактора от 1,5 до 3,5 % влечет за собой сокращение продолжительности чеддеризации в среднем на 52,4 мин. смеси перед свёртыванием, массовая доля жира в молочной смеси и доза вносимого хлористого кальция.
Уточнение технологии сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы
Одним из итогов проведенных исследований является вывод о целесообразности выработки сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы пониженной жирности. Он основан на результатах исследований (см. 3.2.6), показавших, что при проведении термомеханической обработки сырной массы, специфичной для данной группы сыров, имеют место большие потери жира при увеличении жирности смеси. Это является одним из крупных недостатков существующих технологий сыров указанной группы.
Поскольку жир играет важную роль в формировании консистенции продукта, а именно: придает ей необходимую нежность и пластичность, снижение его массовой доли в составе продукта приводит к ухудшению консистенции: она становится более плотной, грубой, резинистой. Указанные обстоятельства требуют коррекции состава сыра, в частности, соотношения компонентов жир:вода:СОМО, которое обеспечивало бы хорошую консистенцию. Очевидно, что при уменьшении в этом соотношении массовой доли жира, должна быть увеличена массовая доля другого компонента, выполняющего те же (а точнее, близкие) функции, что и жир. Таким компонентом является вода, увеличение количества которой в структуре продукта также благотворно влияет на его консистенцию. Кроме этого увеличение массовой доли влаги в продукте увеличит его выход, что очень важно для каждого предприятия.
При реализации указанного пути решения поставленной задачи возникают трудности, связанные с проблемой удержания в структуре сыра необходимого количества воды, поскольку в данном случает речь идет о свободной воде, которая механически связана с белковой основной сыра и легко выделяется в виде сыворотки.
Как было отмечено в литературном обзоре, одним из действенных приемов дополнительного структурирования воды может быть использование специальных заквасок, в состав которых входят штаммы молочнокислых бактерий, продуцирующих экзополисахариды.
В настоящее время в практике сыроделия, при выработке сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы используются бактериальные концентраты, предназначенные для выработки сыров с низкой температурой второго нагревания, рекомендованные технической документацией [68], которые не выдерживают температурные режимы термомеханической обработки. Это обстоятельство требует иного подхода к выбору состава бактериальных концентратов.
Комплекс вышеизложенных проблем послужил предпосылкой для уточнения технологии сыра с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы.
Исследования, представленные в настоящей главе, включают в себя работы по оптимизации состава и технологических параметров сыра, подбору и испытанию бактериального препарата, апробации разработанной технологии в условиях опытно-промышленного производства, разработке комплекта технической документации на новый вид сыра.
Известно, что состав бактериальной закваски является важным фактором, влияющим на протекание технологического процесса производства, а также на показатели качества сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы. Поэтому, работы многих авторов направлены на исследование влияния состава закваски на процесс производства этих сыров [37, 50, 51, 89]. В трудах отечественных и зарубежных ученых [50, 51, 89, 119, 121, 122] описывается использование в составе заквасок для производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, наряду с мезофильными молочнокислыми микроорганизмами термофильных бактерий (кокков и палочек). При этом у разных авторов [50, 119, 127, 129, 130] приводятся примеры использования заквасок разного видового состава и на основании анализа их работ невозможно сделать окончательного вывода относительно оптимального состава закваски для выработки сыров с чеддеризациеи и термомеханической обработкой сырной массы.
Целью исследований, результаты которых представлены в данном разделе был выбор наиболее приемлемого варианта бактериального концентрата при производстве сыров с чеддеризациеи и термомеханической обработкой сырной массы. При этом учитывалось влияние вида используемой закваски на процесс производства и показатели качества сыров с чеддеризациеи и термомеханической обработкой сырной массы.
Объектами исследований были бактериальные концентраты, выпускаемые Угличской биофабрикой и сыр Сулугуни, вырабатываемый с использованием этих концентратов по традиционной технологии.
Требования, предъявляемые к свойствам заквасок, предназначенных для производства сыров с чеддеризациеи и термомеханической обработкой сырной массы, следующие: устойчивость к высоким температурам (60-65С), короткий период задержки кислотообразующего процесса, высокая энергия кислотообразования и предельная кислотность.
