Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Классификация сыров 7
1.2 Состояние и перспективы сыродельной отрасли 14
1.3 Анализ технологических особенностей производства твердых сычужных сыров 20
1.4 Заключение по обзору литературы и задачи исследований.. 44
2 Организация эксперимента и методика проведения исследований 47
2.1 Организация эксперимента 47
2.2 Методы исследований 49
2.3 Методика проведения экспериментальных выработок 51
3 Результаты исследований 57
3.1 Маркетинговые исследования потребительских предпочтений жителей г. Кемерово при покупке сыра 57
3.2 Изучение особенностей созревания твердых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания в зависимости от вида защитного покрытия 75
3.3 Изучение особенностей созревания твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания в зависимости от вида защитного покрытия 97
3.4 Исследование хранимоспособности твердых сычужных сыров в зависимости от вида защитного покрытия 114
3.5 Определение комплексного показателя качества сыров в зависи мости от вида защитного покрытия 123
4 Практическая реализация результатов исследований 132
4.1 Разработка уточненных технологических режимов созревания твердых сыров с использованием термоусадочных пакетов «Криовак» 132
4.2 Расчет уточненных норм расхода сырья при производстве сыров, созревающих в термоусадочных пакетах «Криовак» типаВК41 иВКіи 138
4.3 Изучение состава, свойств, пищевой и энергетической ценности сыров советский и голландский, созревающих в пакетах «Криовак» 141
4.4 Расчет экономической эффективности внедрения пакетов «Криовак» в производство сыров 145
Выводы 147
Список используемой литературы
- Состояние и перспективы сыродельной отрасли
- Методика проведения экспериментальных выработок
- Изучение особенностей созревания твердых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания в зависимости от вида защитного покрытия
- Расчет уточненных норм расхода сырья при производстве сыров, созревающих в термоусадочных пакетах «Криовак» типаВК41 иВКіи
Введение к работе
Сыр - один из самых полезных и легкоусвояемых продуктов широкого потребления, получаемых из молока. Популярность сыров объясняется их высокой биологической и питательной ценностью, которая обусловлена удачным сочетанием незаменимых аминокислот, высоким содержанием кальция и широкой гаммой микроэлементов, легкоусвояемой формой молочного жира, приятным вкусовым букетом. И крылатая фраза «Сыр и здоровье, сыр и сила....» еще раз говорит о месте этого продукта в системе сбалансированного питания.
Сыр является одним из наиболее древних пищевых продуктов. Он имеет свою историю, уходящую истоками в глубину веков и свою географию, охватившую почти всю планету - его изготовление широко распространено во всем мире. У сыра есть своя наука. Ученые все глубже проникают в тайны сыроделия, которые остаются раскрытыми не до конца и в настоящее время, познают новые свойства и создают новые виды сыров.
Научные основы биотехнологии сыров заложены в работах С. А. Королева, Д. А. Граникова, И. И. Климовского, 3. X. Диланяна, А. В. Гудкова, П. Ф. Крашенинина, П. Ф. Дьяченко, Г. Г. Шилера, Л. А. Остроумова, А. М. Шалыгиной, М. П. Щетинина, М. С. Уманского, А. А. Майорова и других отечественных и зарубежных ученых.
В настоящее время ассортимент вырабатываемых сыров довольно широк. Все многообразие сыров, вырабатываемых у нас в стране и за рубежом, многими авторами предлагается классифицировать по следующим признакам: тип исходного сырья и его свойства; состав микрофлоры, участвующей в производстве сыра; параметры и условия проведения технологического процесса; состав и свойства готового продукта. Из всего ассортимента сыров можно выделить две наиболее значимые и распространенные группы сыров: твердые сычужные сыры с высокой температурой второго нагревания и твердые сычужные сыры с низкой температурой второго нагревания.
Сегодня, когда на российском рынке представлено значительное количество импортных сыров, повышение конкурентоспособности отечественных, создание высокоэффективных технологий быстро реагирующих на спрос рынка - задача первостепенной важности. Ее решение будет способствовать не только увеличению объемов производства, но и улучшению качества вырабатываемых сыров, более полному удовлетворению растущих потребностей населения и их потребительских предпочтений к качеству, массе, форме и виду упаковки, улучшению экономического состояния предприятий сыродельной отрасли.
Технология производства сыра - это одна из сложнейших биотехнологий, включающая в себя целый ряд физических, биохимических, микробиологических процессов, происходящих в замкнутой системе. С точки зрения биологии, сыр представляет собой самостоятельную экологическую систему, развивающуюся по своим специфическим законам. Формирование качественных показателей и видовых особенностей сыров зависит от целого ряда факторов. Получение сыра с типичными для него вкусом и запахом, консистенцией, соответствующим рисунком и физико-химическими свойствами зависит от протекающих в нем микробиологических, физико-химических, биохимических и ферментативных процессов, а также от интенсивности и направленности этих процессов.
При рассмотрении всего круга проблем, стоящих перед сыродельной отраслью на современном этапе, одной из важнейших проблем является совершенствование технологии созревания и хранения твердых сычужных сыров.
В настоящее время для предохранения сыров от плесневения в процессе созревания, обеспечения снижения расхода сырья и трудозатрат по уходу за сырами, а, следовательно, и себестоимости готового продукта, наряду с полимерно-парафиновыми и латексными покрытиями, нашли широкое применение покрытия из полимерных термоусадочных пленок.
Проблеме поиска прогрессивных способов ухода за сыром в процессе созревания и хранения, разработке современных защитных покрытий и технологий их применения посвящены работы С. М. Баркана, 3. X. Диланяна, Г. Г. Шиллера, Р. И. Раманаускаса, Е. К. Матвеевой, И. А. Роздова, А. Г. Снеж-ко, Е. А. Николаевой и других отечественных и зарубежных ученых.
В то же время предлагаемое многообразие защитных покрытий и технологий производства сыров создает значительное число возможных вариантов их использования. Определить оптимальный вариант защитного покрытия для конкретного сыра, исходя только из аналитического анализа свойств покрытия, сложно. Поэтому роль технологии созревания сыров, возможность управления процессом последующих преобразований сырной массы в требуемом направлении и в определенных масштабах, регулируя массообмен-ные процессы продукта и окружающей среды за счет применения прогрессивных способов ухода за сыром, использования различных защитных покрытий, на современном этапе развития отечественного сыроделия остаются актуальными.
В связи с этим, изучение направленности и интенсивности физико-химических, микробиологических и биохимических процессов, происходящих в сырах, как с высокой температурой второго нагревания (на примере сыра советского), так и с низкой температурой второго нагревания (на примере сыра голландского) при созревании и хранении в различных видах защитных покрытий, актуальна и своевременна для сыродельной отрасли.
Настоящая работа посвящена исследованию технологических и технико-экономических особенностей применения различных покрытий в производстве твердых сычужных сыров.
Состояние и перспективы сыродельной отрасли
Факторами стабильного роста производства продукции сыродельной отрасли является знание состояния сыроделия на местах, как в России, так и за рубежом, научная оценка перспективных направлений развития техники и технологии, грамотное определение принципов построения ассортиментной политики и их реализация.
Развитие сыродельной отрасли зависит от многих условий. Главные из них - состояние сырьевой базы, рынка сыров, технический уровень предприятий отрасли.
Остановимся на рассмотрении состояния сырьевой зоны, основу которой составляет молочный подкомплекс животноводческого сектора АПК, на развитии сыродельной отрасли.
Рассматривая современное состояние животноводческого сектора России следует отметить, что за последние пять лет численность поголовья крупного рогатого скота снизилась на 5233,6 тыс. голов, в том числе молочного стада на 2336 тыс. голов (с 11754 тыс. в 2002 г. до 9218 тыс. голов в 2006 г.). Вследствие этого производство молока-сырья в хозяйствах всех категорий до 2005 г. включительно уменьшилось на 6,0 % и в 2005 г. составило 30 млн. 907 тыс. т. С целью стабилизации ситуации в животноводстве правительством России были приняты меры государственной поддержки в плане реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». Уже первый год реализации данного проекта позволил улучшить состояние в АПК в целом, и в частности по производству молока-сырья в хозяйствах. Так, в 2006 г. продуктивность молочного стада составила 3603 кг молока на одну корову, что на 283 кг больше показателя предыдущего года. И соответственно производство молока в хозяйствах всех категорий увеличилось на 0,6 % в сравнении с 2005 г., что составило 31 млн. 61 тыс. т. Однако, цены на молоко сельхозпроизводителей в 2006 продолжали расти. Так в конце 2006 г. рост цен на молоко в сравнении с тем же периодом 2005 г. составил 8,5 % [15,110].
Для подъема и устойчивого развития молочного подкомплекса страны, обеспечения населения молоком и молочными продуктами в соответствии с рекомендуемыми нормами потребления, в том числе и сырами необходимо принять все меры по реализации основных положений национального проекта «Развитие АПК» в сфере развития животноводства [113].
Кроме этого, реализация Федерального закона № 264 - ФЗ «О развитии сельского хозяйства» от 29.12.07 г., в котором предусмотрена государственная поддержка в сфере производства продукции животноводства, а также . выполнение государственной пятилетней программы развития сельского хозяйства и регулировании рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, позволят увеличить производство молока-сырья и улучшить его качество, что непременно должно привести к росту объемов производства молочной продукции и сыров.
Увеличение производства молока оказало положительное влияние на стабилизацию поставок молока на предприятия молочной промышленности и позволило обеспечить рост объемов производства основных видов молочных продуктов, в том числе и твердых сычужных сыров.
В России насчитывается более 500 предприятий, выпускающих твердые сычужные сыры, около 200 - плавленые, мягкие сыры могут вырабатываться практически на всех предприятиях молочной промышленности, на каждом городском молочном заводе, на предприятиях малой мощности.
Сыродельная отрасль, начиная с 2000 г, имеет устойчивую тенденцию к росту объемов производства, несмотря на то, что производство сыров наряду с производством масла - это самые молокоемкие производства. За период с 2000 г. по 2006 г. выработка твердых сычужных сыров увеличилась более, чем в 1,8 раза [105].
На выработку сыров за рубежом идет около 40 % производимого молока, в России - 16 %. Ассортимент сычужных сыров включает более 100 наименований и подразделяется на следующие основные группы: сыры твердые крупные и мелкие, терочные, с чеддеризацией сырной массы, сыры полутвердые [59, ПО, 111,118].
В 2006 г. по сравнению с 2005 г. выработка сыров жирных увеличилась на 7,2 %, и составила 405,4 тыс. т. В Сибирском Федеральном округе рост объемов производства сыров составил 6,1 %, выработка сыра достигла 70,9 тыс. т. В Кемеровской области производство сыра составило всего 0,7 тыс. т.
В 2006 г. доля плавленых сыров в общем объеме производства сыров жирных составила 43 % против 35 % в 2000 г.. Такое увеличение объемов производства плавленых сыров объясняется низкой себестоимостью их производства относительно твердых сыров. Сравнивая российскую структуру производства сыров с другими странами, видно, что доля плавленых сыров в странах, которые являются мировыми лидерами по объемам выработки сыров, как правило, не превышает 10 %. В то же время в зарубежных странах велика доля свежих и мягких сычужных сыров - до 35 - 40 %, в России - 7,2 %[7,112,113,121,129].
Методика проведения экспериментальных выработок
Объектами исследований являются традиционные твердые сычужные сыры: сыр с высокой температурой второго нагревания (советский) и сыр с низкой температурой второго нагревания (голландский). Характеристика объектов исследований представлена в табл. 2.1.
Технологический процесс производства данных сыров имеет ряд существенных отличий, выработка контрольных и опытных образцов проводилась по соответствующим им технологическим схемам.
В то же время для получения сопоставимых результатов были стабилизированы ряд технологических операций производства.
При проведении экспериментов и опытных выработок использовалось молоко-сырье, отвечающее требованиям ТУ 9811 - 153 - 04610209 - 2004 «Молоко-сырье для сыроделия», поставляемое одним и тем же поставщиком.
Подготовку молока к свертыванию проводили по следующей схеме: молоко, подогревали до температуры (35 ± 5) С, направляли в молокоочи-ститель, а затем охлаждали до температуры (10 ± 5) С. Охлажденное молоко подвергали созреванию в течение (12 ± 2) час с добавлением бактериальной закваски молочнокислых бактерий в количестве от 0,005 до 0,01 %. Кислотность молока после созревания составляла (18 ± 5) Т [8].
Тепловую обработку молока проводили при температуре (74 ± 2) С с выдержкой 20 сек.
Нормализацию молока осуществляли в потоке на сепараторе-нормализаторе. Массовую долю жира в нормализованной смеси устанавли вали с учетом массовой доли белка в исходном молоке. Нормализованная смесь по физико-химическим, микробиологаческим показателям во всех опытных выработках была идентична и соответствовала требованиям для сыров советского и голландского.
Технологический процесс от нормализации до окончания стадии по-солки проводился в соответствии с технологическими инструкциями на сыры советский и голландский брусковый[107].
Созревание сыров проводили с применением различных защитных покрытий. Свойства и техническая характеристика защитных покрытий представлены в табл. 2.2 и 2.3.
Анализируя представленные в табл. 2.3 характеристики термоусадочных пакетов «Криовак», можно сделать следующее предположение. Наиболее высокими барьерными свойствами по кислороду обладают пакеты BK4L (375) и BKR1 (210), что весьма важно для предотвращения развития плесени на поверхности сыра.
Кроме этого весьма важным фактором при выборе пакета является усушка сыра в процессе созревания за счет испарения влаги с поверхности сыра. Эти потери будут тем меньше, чем меньше будет скорость проницаемости водяных паров. Этому требованию удовлетворяют также пакеты BK4L (15)иВКЯ1(20).
К не менее важному фактору при выборе пакета для созревания сыра относится показатель проницаемости по углекислому газу. Учитывая особенности биохимических и микробиологических процессов при созревании сыров советский и голландский, требованиям к проницаемости по СОг удовлетворяют также пакеты BK4L (1750) и BKR1 (1000).
Выполненный анализ свойств предлагаемых российским рынком защитных покрытий, пленок и термоусадочных пакетов позволяет нам выбрать в качестве рабочей гипотезы данной работы - исследование технико-экономических особенностей созревания твердых сычужных сыров с ВТВН (советский) и с НТВН (голландский) с использованием термоусадочных пакетов «Криовак», водно-дисперсионного парафинсодержащего покрытия «ЛИИМС» в сравнении с традиционным способом созревания при использовании полимерно-парафинового сплава SOP - W/5M.
Нами были проведены предварительные исследования по использованию пакетов «Криовак» типа BK4L и BKR1 для созревания советского и голландского сыров. Устанавливали влияние типа пакета на органолептические показатели сыра. Выполненные исследования показали, что оба типа пакетов можно использовать для созревания сыров как с ВТВН, так и для сыров с НТВН. Однако, использование пактов BK4L при созревании привело к луч шим показателям для сыра советский, а сыр голландский имел более высокие органолептические показатели при использовании пакетов BKR1.
Исходя из вышеизложенного, исследования проводим с использованием термоусадочных пакетов «Криовак» типа BK4L - для советского сыра, типа BKR1- для голландского сыра (2 вариант), водно-дисперсионное пара-финсодержащее покрытие «ЛИИМС» (3 вариант), полимерно-парафиновый сплав SOP - W/5M (1 вариант, контроль).
Изучение особенностей созревания твердых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания в зависимости от вида защитного покрытия
Данные маркетинговых изысканий (раздел 3.1) показали, что 24,8 % опрошенных респондентов отдают предпочтение советскому сыру. Поэтому в качестве объекта исследований при изучении особенностей созревания твердых сычужных сыров этой группы в зависимости от вида защитного покрытия был принят советский сыр.
Главная цель процесса созревания заключается в формировании у сырной массы с помощью трансформации казеина новых физических и химических свойств, выражающихся в глубоких изменениях ее состава, и, как следствие этого, ее органолептических характеристик, пищевой ценности, перевариваемое. При созревании сыра протекает множество разнообразных сопряженных и последовательных процессов, обуславливающих состав и свойства зрелого сыра. Протекание этих процессов обусловлено действием двух групп факторов: внутренних и внешних. В своих опытах мы стремились к тому, чтобы влияние внутренних факторов на процесс созревания было равнозначным.
Исследование особенностей процесса созревания сыра советский проводили по трем вариантам: вариант - сыр созревал по традиционной технологии с использовани ем полимерно-парафинового сплава SOP/W5 (контроль); 2 вариант - сыр созревал, упакованный в термоусадочные пакеты «Криовак» типа BK4L; 3 вариант - сыр созревал с использованием двухслойного водно-дисперсионного парафин-содержащего покрытия «ЛИИМС». Сыр после прессования имел следующие характеристики (табл. 3.4). Созревание сыра советского проводили согласно технологической инструкции в три стадии.
Традиционный способ ухода за сыром (первый вариант) проводился в следующей последовательности. После посолки и обсушки сыр в течение (20 ± 1) суток выдерживали при температуре (11 ± 1) С и относительной влажности воздуха от 85 до 90 %. В период предварительного созревания в холодной камере происходит высвобождение и накапливание внутриклеточных ферментов молочнокислых бактерий, восстанавливается активность пропио-новокислых бактерий, несколько выравнивается содержание поваренной соли по всему монолиту сыра, активная кислотность сырной массы повышалась, сыр освобождался от поверхностной влаги, и микробиологические процессы несколько замедлялись.
Затем перемещали сыр в бродильную камеру с температурой воздуха (23 ± 1) С и относительной влажностью от 90 до 95 %. В бродильной камере сыр находился (30 ± 1) суток. В период нахождения сыров в бродильной камере активизировались ферментативные процессы, усиливались протеолити-ческие и липолитические процессы, активизировалось развитие пропионово-кислых бактерий в сыре. В данный период в сыре формируется типичный вкус, закладываются основы консистенции, образуется характерный рисунок. На следующей стадии созревания сыры перемещали для дозревания в холодную камеру с температурой (11 ± 1) С и относительной влажностью от 80 до 85 %. Продолжительность нахождения сыров на третьей стадии созревания составила (40 ± 1) суток. В этой камере окончательно образуется достаточно прочная корка, происходит выравнивание массовой доли соли от поверхности к центру.
После наведения достаточно прочной сухой корки, сыр при необходимости мыли, обсушивали, и за 15 дней до конца созревания наносили производственную маркировку, затем покрывали парафиновым сплавом.
При выполнении эксперимента с использованием пакетов «Криовак» типа BK4L (2-ой вариант), сыр упаковывали на 5-е сутки после посолки. Перед упаковкой в пакеты сыр обрабатывали теплой водой и обсушивали. Сыр упаковывали в термоусадочные пакеты «Криовак» с помощью специальных вакуумно-упаковочных машин. Данное оборудование позволяет создать режимы, не оказывающие отрицательного воздействия на рисунок, внешний вид, форму и размеры сыра, а также создать в пакете достаточную глубину вакуума, обеспечивающую ограничение роста аэробной микрофлоры. В эксперименте использовали клипсование пакетов.
Упакованный пакет с сыром помещали в горячую воду с температурой (79 ± 1) С на несколько секунд, вследствие чего пленка давала термоусадку и плотно прилегала к сыру.
Расчет уточненных норм расхода сырья при производстве сыров, созревающих в термоусадочных пакетах «Криовак» типаВК41 иВКіи
По результатам выполненных в объеме данной работы исследований, результатов, полученных другими исследователями, и накопленного опыта сыродельных предприятий, представляется возможность внести некоторые корректирующие мероприятия по созреванию твердых сыров,с использованием пакетов «Криовак» типа BK4L и BKR1.
Технологический процесс производства исследуемых твердых сычужных сыров (советский и голландский) выполняется в соответствии с действующими технологическими инструкциями по их производству. При созревании сыров в пакетах «Криовак» газообмен с окружающей средой ограничен, поэтому в исходном молоке не должно быть излишней газообразующей и другой посторонней микрофлоры. При подготовке молока следует проводить его термизацию с последующим охлаждением, созреванием с внесением специально подобранных молочнокислых заквасок и последующей пастеризацией.
Кроме этого, необходимо уточнить параметры процесса формования и прессования и качественные характеристики сыра после прессования, а именно, массовую долю влаги и активную кислотность. Это вызвано тем, что в конце обсушки сырного зерна в нем еще содержится некоторое количество избыточной сыворотки. В процессе прессования необходимо добиться максимального удаления ее до упаковки сыра в пакеты, увеличив продолжительность самопрессования сырной массы на 10 - 15 мин, и применив, по возможности, ступенчатые, постепенно возрастающие нагрузки во время прессования.
Проведенные исследования показали, что влажность сыра после прессования должна быть несколько ограничена. Так, для советского сыра влажность после прессования согласно инструкции может находиться в пределах от 38 до 40 %, а для голландского - от 43 до 45 %. Нами установлено, что влажность сыра после прессования должна быть не выше 39 % - для советского сыра и 43% - для голландского.
С целью предотвращения инфицирования сыра, предназначенного для упаковки в пакеты «Криовак», плесенями и другой посторонней микрофлорой на стадии посолки к этому процессу предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования (содержание солильных бассейнов, качество рассола). Кислотность рассола не должна превышать (33 + 1) Т. Исследования, проведенные в рамках данной работы, позволили установить еле дующие характеристики для рассола. Температура рассола от 10 до 16 С, так как повышение температуры рассола до температуры 18 С может привести к увеличению в десятки раз содержания в сырах БГКП, лактобацилл, а также к возникновению у сыров пороков: горького, кислого, нечистого вкуса и щеле-видного рисунка. Снижение температуры рассола до 5 - 6 С способствует ингибированию маслянокислых бактерий, но в то же время приводит к снижению выраженности сырного вкуса.
Необходимо проведение постоянного контроля за бактериологической чистотой рассола, так как присутствие в рассоле грибной микрофлоры может привести к появлению пороков у сыров (гнилостный запах, слизистый налет, обесцвечивание). Микробиологические показатели рассола: общее число бактерий 5х104 - 2,4х106, содержание микрококков (130 - 4200) хЮ6, стафилококков (1 - 18) хЮ6, дрожжей (370 - 24000) и плесеней (7700 -22000) в 1 г. Полученные результаты подтверждаются и другими исследованиями [32].
Сыр, как советский, так и голландский, после посолки направляется на обсушку. Процесс обсушки проводится в соответствие с требованиями технологической инструкции по производству твердых сычужных сыров. Сыр размещают на стеллажах либо в солильном отделении, либо в специальном помещении для обсушки. Обсушку сыра проводят при температуре воздуха от 8 до 12 С и относительной влажности воздуха от 90 до 95 %. Продолжительность обсушки для советского сыра составляет от 1 до 3 суток, для голландского - от 2 до 3 суток. В тоже время нами установлено, что при полной бактериологической чистоте рассола допускается проводить упаковку сразу после стекания рассола с поверхности сыра. Это подтверждается и другими исследователями [88] и производителями пакетов «Криовак».
