Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор. 8
1.1. Теоретические вопросы формирования вкуса и аромата пищевых продуктов. 8
1.2. Вкусовые и ароматические добавки в производстве пищевых продуктов 13
1.3. Анализ направлений разработки сырных компонентов для производства плавленых сыров и других пищевых продуктов 15
2. Обоснование направления исследований. 26
3. Организация работы, объекты и методы исследований... 31
3.1. Организация работы 31
3.2. Объекты исследования 31
3.3. Питательные среды 34
3.4. Методы исследований ...35
3.5. Планирование экспериментов и обработка полученных результатов 40
4. Изучение физико-биохимических и технологических свойств коллекционных культур молочнокислых бактерий 41
4.1. Свойства мезофильных молочнокислых бактерий. 41
4.2. Изучение; свойств термофильных молочнокислых бактерий 57
5. Изучение физиолого-биохимических и технологических свойств коллекционных культур пропионовокислых бактерий 65
6. Изучение влияния компонентов питательной среды и ее физико-химических факторов на рост и метаболизм пропионовокислых бактерий 77
7. Разработка биотехнологии получения вад 86
8. Отработка режимов использования вад в составе плавленых сыров . 108.
9. Выводы 120
10. Список литературы 122
11. Приложения. 135
- Анализ направлений разработки сырных компонентов для производства плавленых сыров и других пищевых продуктов
- Изучение; свойств термофильных молочнокислых бактерий
- Изучение физиолого-биохимических и технологических свойств коллекционных культур пропионовокислых бактерий
- Отработка режимов использования вад в составе плавленых сыров
Введение к работе
Правильное, рациональное, биологически полноценное питание является основой нормального функционирования организма человека на протяжении всей его жизни. Оно играет существенную роль в адаптации человека к условиям окружающей среды, способствует, профилактике заболеваний и продлению жизни людей. Поэтому проблеме обеспечения качественного, здорового и доступного питания населения, а также проблемам развития отечественной пищевой отрасли, придается особо важное значение, как одному из іфиоритетньїх направлений государственной политики [37].
Пищевые продукты должны обладать совокупностью характеристик, обусловливающих способность удовлетворять потребности человека в пище при обычных условиях их использования [87], т.е. обеспечивать физиологические потребности человека в необходимых веществах и энергии, иметь соответствующие физико-химические и органолептические характеристики, обусловливающие потребительские свойства, соответствовать установленным нормативными документами требованиям к содержанию химических, радиоактивных, биологически активных веществ, микроорганизмов и других жизнеспособных организмов, представляющих опасность для жизни и здоровья нынешнего и будущих поколений [10].
К питанию человека, кроме вышеперечисленных требований, следует добавить еще одно: пищевое производство должно учитывать новую культуру питания, связанную с ускоренным: ритмом жизни современного человека, т.е. быть ориентированным на увеличение выпуска продуктов быстрого приготовления и приготовленной пищи.
К такой продуктов безусловно можно отнести сыры, в частности сыры плавленые. Последние, будучи готовы для непосредственного употребления, обладают .длительным сроком хранения, удобной потребительской упаковкой и высокими вкусовыми и питательными достоинствами.
Российская промышленность выпускает широкий ассортимент плавленых сыров, способный удовлетворить запросы широкого круга потребителей. Бесспорно то, что понижение себестоимости данного вида продукции могло бы увеличить потребительский спрос на нее. Поэтому в настоящее время особо важна проблема снижения стоимости плавленых сыров при одновременном повышении их качества.
При разработке и освоении технологий направленных на решение этих задач, существенная роль отводится использованию различных пищевых добавок. Среди таковых выделяются вкусоароматические добавки (ВАД), все активнее используемые пищевой промышленностью. И это не случайно, поскольку органолептические характеристики пищевых продуктов, такие как внешний вид, вкус и аромат являются важными характеристиками, определяющими их выбор потребителем. К настоящему времени в России разрешено к применению около 400 пищевых добавок, и около половины из них относятся к вкусоарома-тическим веществам и композициям, при этом спектр пищевых ВАД постоянно расширяется, а объемы производства их растут [43,46, 47, 74].
При производстве плавленых сыров, для придания им специфических ор-ганолептических свойств, нашли применение различные вкусовые и ароматиче-ские добавки фруктово-ягодного направления, пряные травы и их экстракты, грибы, ванилин и другие ароматизаторы [69]: При этом остается неотработанным вопрос усиления и выравнивания в плавленых сырах сырного вкуса, критичного для большинства разновидностей плавленых сыров. Традиционно данная задача решалась включением в рецептуру сычужных сыров, сообщающих плавленым сырам определенные вкус и аромат. Однако в последние годы с обеспечением производства плавленых сыров соответствующими сычужными сырами возникли проблемы, связанные с сокращением объемов выработки сычужных сыров, увеличением их стоимости и изменением ассортимента.
Приведенные материалы указывают на актуальность разработки вкусоа-роматической добавки с сырным вкусом и ароматом для использования в составе рецептур плавленых сыров и других пищевых продуктов для придания им сырного вкуса и аромата. Предпосылками этого направления послужили изыскания, предпринятые в 50-70 гг. XX века по внесению в свежие сыры ряда химических веществ в целях придания им выраженного сырного вкуса [134,135].
Сегодня, в связи с ориентированием современного потребителя на здоровое питание большей популярностью пользуются пищевые вкусоароматические добавки, выработанные из натурального сырья с использованием методов и средств биотехнологии: микроорганизмов [96,132] и ферментов [118, 129].
Научная новизна работы. Впервые в отечественной практике разработана биотехнология быстросозревающей ВАД, на основе ферментации приготовленного особым образом молочного субстрата специально подобранной закваской из молочнокислых и пропионовокислых бактерий, заменяющей в рецептуре плавленых сыров твердые сыры. Получены новые данные, касающиеся ростовых и кислотообразующих свойствах молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Доказано, что использование разработанной ВАД в составе рецептуры плавленого сыра позволяет получить продукт, аналогичный по орга-нолептическим свойствам, реологическим и физико-химическим показателям плавленому сыру с натуральным сыром группы швейцарского.
Практическая ценность работы. Разработан комплект нормативной и технической документации, включающий ТУ 9229-141-04610209-2003 «Добавка сырная вкусоароматическая», ТИ по ее производству и изменение №5 к сборнику ТИ по производству плавленых сыров, касающееся использования ВАД при производстве плавленого сыра Янтарь.
Аппробация работы и публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 5 статей. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на научно-практических конференциях «Проблемы переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века» (Углич, 2001 г.) и «Функциональные продукты - методологические, технологические, трофологические аспекты производства» (Москва, 2001 г.). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части (4 глав), выводов, списка использованной литературы, включающего 142 литературных источника и 6 приложений. Основное содержание работы изложено на 120 страницах. В диссертации имеется 29 таблиц, 14 рисунков.
Анализ направлений разработки сырных компонентов для производства плавленых сыров и других пищевых продуктов
Сычужные сыры являются основным компонентом плавленых сыров, занимающим в рецептуре от 50 до 88 % от общего количества компонентов в ломтевых и от 40 до 72 % - в пастообразных плавленых сырах, и определяющим их пищевую и функциональную ценность, органолептические свойства. Учитывая то, что себестоимость производства плавленых сыров в значительной мере зависит от стоимости сычужных сыров, понятен постоянный интерес отечественных и зарубежных исследователей к проблеме замены этого дорогостоящего компонента. Особо важно это в условиях достаточно высокой цены сычужных сыров и обостренной конкурентной борьбы между производителями, характерной для стран с рыночной экономикой.
Эффективным путем решения данной проблемы является замена зрелых натуральных сычужных сыров на специальные сычужные сыры ускоренного созревания [31, 77] и применение для производства плавленых сыров свежих и нежирных сычужных сыров, с выравниванием вкуса готового продукта путем внесения органолептикокорректирующих добавок со вкусом и ароматом зрелых сычужных сыров [125,138].
Приведенный ниже обзор литературных материалов касается анализа двух указанных направлений.
Известно, что специфические пищевые, физико-химические, биохимические, вкусовые и ароматические свойства сыров формируются во время их созревания в результате метаболической деятельности микроорганизмов, действия ферментных систем жизнеспособных микробных клеток и,высвобожденных из них в результате клеточного лизиса, а также экзогенных ферментов (в частности, молокосвертывающих препаратов). Типичные вкус и аромат сыров формируется в результате сбраживания лактозы, расщепления белка и жира, преобразования образующихся продуктов во вторичных реакциях. Подробно процессы, происходящие в сырной массе описаны в работах [5, 8, 11, 16, 31, 61, 65, 66, 97, 114, 115 и др.]. Их анализ показывает, что сыроделие является биотехнологическим производством, включающим комплекс взаимосвязанных и взаимозависимых методов и средств воздействия на молоко, направленных на концентрирование его основных компонентов (белков, жира и др.), изменение их состава, свойств, структуры, формирование новых компонентов и получения нового пищевого продукта (сыра) со специфическими органолептическими, физико-химическими, структурно-механическими, биохимическими и микробиологическими характеристиками.
При рассмотрении сыродельного производства можно выделить следующие группы факторов, используемых для регулирования процессов (физических, физико-химических, химических, биохимических, микробиологических), протекающих в сырной массе во время ее выработки и созревания и определяющих их направленность и интенсивность; - компонентная группа, представленная основным и вспомогательным сырьем, используемыми материалами и специальными добавками; - техническая группа, характеризующая тип, вид и состояние используемого оборудования, инструментов, контролирующей аппаратуры; - технологическая группа, определяющая физические и временные параметры, тип и вид вырабатываемых сыров; - биологическая группа, предусматривающий использование при производстве сыров определенного типа и вида бактериальной закваски, ферментных и биологически активных препаратов. Исследованиями В.Н. Алексеева [1], И.И. Климовского [31], З.Х. Диланя-на [17], А.В. Гудкова [14], Л.А. Остроумова [53], а также других отечественных и зарубежных авторов показано, что из перечисленных выше факторов биотехнологии сыроделия, важнейшим: является заквасочная микрофлора, которая преобразует компоненты молока в пищевые, биологически активные, вкусовые и ароматические вещества сырной массы, изменяет ее физико-химические свойства, оказывает тормозящее действие на рост и жизнедеятельность технологически вредной и опасной для здоровья человека микрофлоры, выполняет ряд других функций. Поэтому значительное число исследований и разработок по ускорению созревания сыров связано с изучением физиолого-биохимических свойств заквасочных микроорганизмов, селекции активных культур из природных объектов и производственных субстратов [3], получению их методами мутагенеза и генной инженерии [13], совершенствованием группового и видового состава [14, 17, 53], развитием системы отбора и подбора культур микроорганизмов в состав заквасок.
В приведенной выше литературе достаточно глубоко рассмотрены роль заквасочной микрофлоры в созревании сычужных сыров, вопросы управления ее развитием и метаболизмом, вопросы формирования вкусовых и ароматических соединений, связанных с метаболизмом лактозы и цитратов. Показано, что гомоферментативные молочнокислые бактерии, сбраживающие лактозу с образованием лактатов, является обязательным компонентом заквасочной микрофлоры для всех типов и видов сыров. Положительное влияние на аромат сыра оказывают лей коностоки, сбраживающие лактозу с образованием лактатов и ацетатов и лактококки разновидности Lcc. lactis subsp. diacetilactis, сбраживающие лактозу в присутствии цитратов с образованием ароматических соединений таких, как диацетил и ацетоин. Важную роль в формировании аромата сыров с высокой температурой второго нагревания играют пропионовокислые бактерии, сбраживающие молочную кислоту и ее соли с образованием пропио-новой и уксусной кислот.
Учитывая важное значение белков и продуктов их гидролиза в формировании питательных и органолептических свойств сыров, вопросы протеолиза и участия в этом процессе микроорганизмов постоянно находятся в поле зрения отечественных и зарубежных исследователей.
Исследованиями Coolbear Т. et al [100], Crow V.L. et al [102] показано, что у лактококков обнаруживается протеиназа, связанная с клеточной стенкой, и внутриклеточные пептидазы. Поэтому, протеолитические процессы, связанные с молочнокислыми бактериями, наиболее активно идут в культурах в фазе лизиса бактериальных клеток. Это положение подтверждено в исследованиях Chapot-Chartier М.Р. et al [99], Wilkinson М.С. et al [141] и П.Ф. Дьяченко с сотрудниками [21, 22]. Принимая во внимание предполагаемую важность клеточного лизиса в протеолизе, вызываемом молочнокислыми бактериями, множество исследователей пытались ускорить созревание сыров, воздействуя на скорость лизиса заквасочных культур.
Так, Boutrou R, et al [98] пытались использовать отобранные быстролизи-рующиеся культуры лактококков. К сожалению, отобранные и испытанные ими культуры, имели нежелательные для сыроделия свойства, такие как медленное кислотообразование и высокая фагочувствителъность.
Для лизиса заквасочных культур Feirtag J.M. & McKay L.L. [105, 106] рекомендуют использовать лизогенную культуру лактококков, лизис которой индуцируется нагреванием до (38-40) С. Crow V.L. et al [103] предлагают использовать для лизиса гомологичные бактериофаги. И тот, и другой метод представляют опасность для кислотообразующего процесса на стадии выработки сыра и вряд ли в ближайшее время найдут применение в практике сыроделия для ускорения созревания сыров.
Изучение; свойств термофильных молочнокислых бактерий
В частности для лакто-кокков характерны сравнительно короткие лаг-фаза ті (0,6-2,3 ч), фаза ускоренного кислотообразования Т2 (1,7-5,1 ч) и логарифмическая фаза тз в образовании молочной кислоты (16,3-29,9 ч), достижение максимального уровня титруемой кислотности Т4 в среднем к 87 ч культивирования при предельной титруемой кислотности не превышающей 120 Т.
Лейконостоки, как и мезофильные молочнокислые палочки не в состоянии обеспечить быстрый процесс кислотообразования. Для них характерны довольно длительная лаг-фаза и фаза ускоренного кислотообразования, в сумме составляющая у Leuconostoc 9,6 ч, Lbc. casei 11,4 ч, а у Lbc, plantarum - 43,4 ч.
Таким образом, эта группа молочнокислых бактерий не может самостоятельно обеспечить необходимый уровень накопления молочной кислоты и провести процесс кислотообразования в рамках ограниченных временных параметров. В качестве кислотообразующего компонента заквасочной микрофлоры в наибольшей степени подходят микроорганизмы рода Lactococcus.
Формирование насыщенного вкуса и аромата разрабатываемой ВАД в значительной степени будет зависеть от способности молочнокислых бактерий образовывать и накапливать в питательной среде летучие кислоты и четырехуг-леродные соединения типа диацетила и ацетоина.
Материалы исследований, приведенные в табл. 1, показывают, что исследованные культуры образуют разное количество летучих кислот (от 0,3 до 3,2 см3 0,1 Н NaOH/ЮО см3), диацетила и ацетоина (от 0,4 до 3,9 баллов). Наиболее активными в этом отношении являются культуры лейконостоков и лактококков разновидности Lcc. lactis subsp. diacetilactis. Именно культуры этих таксонов потенциально могут составлять «ароматообразующий» компонент заквасочной микрофлоры.
Изучение протеолитических свойств молочнокислых бактерий всегда привлекали внимание исследователей, ибо эти свойства играют существенную роль в формировании органолептических свойств продукта. В результате гидролиза белка и дальнейшего преобразования продуктов его распада происходит накопление веществ формирующих типичный сырный вкус. Не в меньшей степени важна связанная с протеолизом белка степень перехода его в растворимое состояние. От этого показателя будет зависеть плавимость зрелой ВАД в составе смеси для плавленого сыра, а также консистенция последнего.
Скрининговые исследования коллекционных культур мезофильных молочнокислых бактерий по способности гидролизовать белки молока показали (табл. 1 и 2), что они в большей степени носят штаммовый характер, чем видовой и родовой характер. Вместе с тем, в этом плане наблюдались серьезные отличия между культурами лейконостоков и мезофильных молочнокислых палочек: лейконостоки не давали зон гидролиза белков молока, а культуры Lbc. plantarum и Lbc. casei давали зоны от 4 до 25 мм. Лактококки занимали промежуточное положение и давали зоны гидролиза от 0 до 13 мм.
Представлялось интересным более глубоко изучить процессы протеолиза, осуществляемого мезофильными молочнокислыми бактериями, В табл. 4 приведены результаты наблюдений за изменением отдельных азотсодержащих фракций молока после 7-суточного культивирования в нем культур лактокок-ков, лейконостоков и мезофильных молочнокислых палочек.
Как видно из приведенных данных, испытанные культуры молочнокислых бактерий оказывают различное воздействие на азотсодержащие фракции молока. В молочных культурах лейконостоков наблюдается увеличение фракции растворимого белка и уменьшение уровня пептидной и аминокислотной фракции. Культуры лактококков и молочнокислых палочек при выращивании в молоке снижают уровень фракции растворимого белка, но повышают уровни пептидной и аминокислотной фракций, при этом молочнокислые палочки это делают достоверно более активно. В частности культуры Lbc. plantarum повышают уровень пептидных фракций в молоке в 2,8-20,8 раз интенсивнее, чем лактококки (р 0,01), Lbc. casei - в 1,4-7,0 раза (0,05 р 0,01). Накопление аминокислот в молочных культурах Lbc. plantarum происходит в 3,5-5,9 раз более интенсивно, чем у лактококков (0,02 р 0,01), а в культурах Lbc. casei в 25-41,9 раза более активно (р 0,01).
Таким образом имеется реальная возможность с помощью культур мезофильных молочнокислых палочек регулировать протеолитические свойства за-квасочной микрофлоры, а отсюда, интенсивность и направленность процессов протеолиза в ферментированных продуктах, в частности в разрабатываемой ВАД. Из исследованных культур мезофильных молочнокислых бактерий особенно перспективны в этом плане Lbc. plantarum и Lbc. casei.
Один из наиболее часто встречающихся пороков сыра, появления которого следует опасаться и у ВАД - горечь, вызываемая в т.ч. и причинами биологического характера. Большинство исследователей склоняется к мнению, что ее появление обусловлено прежде всего определенными продуктами расщепления казеина, так называемыми «горькими пептидами». Образование и расщепление горьких пептидов в культурах молочнокислых бактерий зависит от их протеолити-ческих способностей. Материалы исследований, приведенные в табл. 1 и 2 свидетельствуют, что от 80,0 до 96,7 % коллекционных культур лактококков не образуют горьких пептидов или образуют их в незначительной степени (0,5 балла и менее).
Рассматривая липолиз как одним из важных процессов вкусо- и аромато-образования сырных продуктов и учитывая существенную роль в липолизе молочнокислой микрофлоры, были проведены скрининговые исследования отобранных коллекционных культур. Результаты исследований, приведенные в табл. 1 и 2, свидетельствуют, что липолитическая активность, как технологическое свойство, у испытанных культур носит скорее штаммовый характер, так как статистически значимых различий между испытанными видами и группами не установлено (р 0,05). Поэтому, дать однозначных рекомендаций для отбора какой-либо группы мезофильных молочнокислых микроорганизмов по этому критерию не представляется возможным.
Известно существенное воздействие на рост, размножение и жизнедеятельность заквасочной микрофлоры культуры температуры второго нагревания. Были проведены сравнительные наблюдения за ростом культур мезофильных молочнокислых бактерий в молоке при температуре 30 и 40 С. Результаты наблюдений приведены в табл. 5.
Из приведенных данных видно, что на температуру 40 С отрицательно реагируют культуры Lcc. cremoris и Leuconostoc, значительная часть культур Lcc. diacetilactis, около 50 % культур Lcc. lactis. Мезофилъные молочнокислые палочки не реагировали на повышение температуры до 40 С.
Изучение физиолого-биохимических и технологических свойств коллекционных культур пропионовокислых бактерий
Анализ влияющих величин, сгруппированных при положительном {ai) и отрицательном {ai) коэффициентах уравнения (7), позволяет сделать следующие выводы. Увеличение в среде содержания молочной кислоты отрицательно влияет на выход летучих жирных кислот в процессе ферментации. Происходит это вследствие снижения активной кислотности среды, а также ингибирования пропионовокислого брожения избытком субстрата (см. рис. 4). Увеличение содержания фонакона, оказывает как положительное, так и отрицательное действие на выход продуктов метаболизма пропионовокислых бактерий. Отрицательное действие фонакона на метаболизм бактерий имеет следующую природу: фонакон, как и другие соли-плавители, вызывает гидратацию белка, что сокращает количество свободной воды в среде, и, тем самым, повышает осмотическое давление в ней.
Группировка пар факторов при коэффициентах уравнения регрессии говорит об их комплексном влиянии на процесс. Отрицательное комплексное действие фонакона и молочной кислоты связано с тем, что увеличение их концентрации в водной фазе сред приводит к повышению осмотического давления и через это ингибирует процесс брожения Физическим смыслом: действия факторов сгруппированных при положительном коэффициенте уравнения (7), является зависящая от них кислотность среды на протяжении ее ферментации. Данное влияние проявляется как на начальной величине активной кислотности сред, так и на их буферной емкости, определяющей способность среды связывать образующиеся в ходе брожения кислоты и сдерживать падение водородного показателя.
С биологической точки зрения важно сочетание данных факторов, поскольку только лишь высокое начальное значение рН, либо только лишь значительная буферная емкость сред не гарантируют от падения активной кислотности в них ниже допустимого предела.
Интегральной характеристикой, отражающей способность сред к удержанию рН на определенном уровне, может стать площадь под линией электрометрического титрования (рис. 6). Установлена статистически достоверную связь (г = 0,87; р 0,01), которая существует между площадью под линией титрования среды и средней величиной рН в этих средах за период ферментации.
От активной кислотности, в свою очередь, зависит интенсивность про-пионовокислого брожения и итоговый выход летучих жирных кислот. Корреляционный анализ экспериментальных данных показал, что выход продуктов брожения пропионовокислых бактерий больше связан со средней активной кислотностью сред на период ферментации (г=0,89; р 0,001), нежели с количеством клеток пропионовокислых бактерий (r=0,66; р = 0,003).
Резюмируя вышесказанное, можно сделать заключение, что накопление в средах продуктов метаболизма пропионовокислых бактерий определяется комплексным действием факторов «содержание сухого вещества», «содержание молочной кислоты» и «содержание фонакона». Физическим смыслом действия этих факторов является зависящая от них активная кислотность и буферность сред. В свою очередь, эти условия являются определяющими для бродильной активности пропионовокислых бактерий и выхода летучих кислот.
Приведенные выше данные позволяют сформулировать следующие требования к химическому составу субстрата, предназначенного для получения ВАД методом микробной ферментации: содержание сухого вещества - не менее 40 %; содержание белка в сухом веществе - не менее 20 %; содержание молочного сахара - не более 0,5 %; содержание молочной кислоты - не более 0,5 %. Задачами исследований, материалы которых приведены в настоящей главе, являлись разработка: технологии получения ВАД реализуемой на имеющемся оборудовании; условий и режимов созревания ВАД для получения продукта с желаемыми свойствами. Для выработки ВАД в качестве исходного субстрата использовали молоко: в варианте 1-е массовой долей жира 0,05 %, в варианте 2 - 2,4-5-3,4 %, что позволяет получить субстрат с разной массовой долей жира. Для концентрирования сухих веществ молока использовали известный и широко используемый в сыроделии метод, предусматривающий получение с помощью молокосверты-вающего препарата сгустка, его дегидратацию путем разрезки на кубики, механической и тепловой обработки, отделения от сыворотки, формования и прессования полученной массы. В ходе данного процесса, одновременно с концентрированием сухих веществ молока происходит процесс регуляции содержания в ВАД лактозы и молочной кислоты, а также уровня биомассы заквасочной микрофлоры, которую вносят в смесь для выработки ВАД. Полученная масса (полуфабрикат) упаковывалась под вакуумом в пакеты из полимерной пленки и отправлялась на созревание при (30±1) в течение 7 суток. При выработке ВАД по первому варианту преследовалась цель повысить буферные свойства субстрата. Наиболее простым решением являлась выработка ВАД в обезжиренном варианте. Нежирный сыр, в сравнении с жирным, всегда содержит большее количество влаги. Сравнительная буферная способность имеющих одинаковую влажность нежирного сыра и готового зерна жирного сыра проиллюстрирована рис. 7. Буферные свойства нежирного сыра объясняются большим содержанием белка (до 40% и более против 20 - 30% у сыра жирного). Среда с большим содержанием белка более резистентна в отношении падения активной кислотности. Это находит отражение в меньшем угле наклона регрессионной прямой падения рН для нежирного сыра. Беря начало из точки с близким значением рН, она при равном количестве добавленной титровальной кислоты приходит в точку с более высоким показателем рН, чем регрессионная прямая для зерна полножирного сыра.
Отработка режимов использования вад в составе плавленых сыров
В созревающей массе, фаза интенсивного роста ПКБ заканчивается ко вторым суткам, когда культура достигает более 80% своей максимальной численности (см. рис. 10). Большую часть времени созревания ВАД культура пропионовокислых бактерий находится в стационарной фазе роста. В этот период выход продуктов брожения больше определяется условиями среды, чем действующим количеством клеток. Такими условиями могут быть: концентрация молочной кислоты и ее солей, показатель активности воды aw, содержание в среде биологически активных веществ - стимуляторов брожения (автолизиро-ванные клетки молочнокислых бактерий, продукты распада белка), окислительно-восстановительный потенциал среды (Eh) и др. Создать модель, отражающую влияние такого множества факторов не представляется возможным.
Неполное включение влияющих факторов в регрессионную модель, обусловило полученный уровень адекватности экспериментальным данным (г=0,73). Резюмируя сказанное, можно сделать вывод, что повышение конечного количества летучих кислот в сырной массе не может быть эффективно достигнуто повышением дозы закваски пропионовокислых бактерий. Достаточная доза внесения последних - 1% от объема смеси в ванне.
Важным элементом технологии ВАД является повышенная по сравнению с традиционными сырами температура созревания (30 С). При такой температуре ускоряются как желательные процессы созревания, так и процессы приводящие к порче сырной массы. Следует тщательно выдерживать значения физико-химических показателей субстрата в установленных пределах. Это создаст условия необходимые для сдерживания нежелательных процессов и достаточные для протекания процессов созревания К числу таких показателей относятся: содержание молочного сахара, влажность и активная кислотность субстрата.
Участие молочнокислых бактерий в производстве субстрата требует пересмотреть сформулированное ранее, на стадии разработки состава субстрата, требование минимизировать содержание лактозы в нем. Концентрация лактозы должна обеспечить максимальный рост молочнокислых бактерий, при условии, что происходящее в результате сбраживания лалактозы накопление молочной кислоты не вызовет падение водородного показателя ниже (4,9-5,2) ед. рН.
Получение субстрата на основе обработанного сычужного сгустка влечет за собой необходимость пересмотра исходных требований по влажности. При используемой температуре созревания (30С) в субстрате продолжаются сине-ретические явления сопровождаемые выделением сыворотки. Вне зависимости от начальной влажности субстрата (56,8±2%) конечная влажность снижается до 42±1%. Сыворотка отделяется от сырной массы и наполняет упаковочные пакеты, где она подвергается опасности микробиологической порчи. Чтобы предупредить подобные явления, целесообразно заранее отжать сыворотку до указанного минимума. Такая влажность соответствует влажности традиционных твердых прессуемых сыров, что указывает на прессование, как на способ достижения желаемых качеств субстрата. Проведение прессования позволяет решить две задачи: удалить избыток влаги и нормировать содержание лактозы в субстрате.
В свете вышесказанного появляется необходимость уточнения технологических параметров сопутствующих процессу прессования: способа формования, формы и размера формуемой головки, режимов самопрессования и прессования. Формовать головку следует из пласта. Такой способ формования наиболее эффективен в плане удаления сыворотки и не оставляет пустот внутри сырной головки. В пустотах может накапливаться свободная сыворотка, которая, как сказано выше, может стать очагом микробиологической порчи. Прессовальная форма для головки должна быть крупных размеров. Такой подход хорошо зарекомендовал себя в технологии сыров с высокой температурой второго нагревания. Большая головка дольше удерживает тепло, создавая благоприятные условия для роста термофильной микрофлоры.
Выбор размеров головки и способа ее формования, соответствующих таковым для крупных сыров при аналогичных требованиях к влажности после пресса, логически подводит к целесообразности использования режимов прессования и само прессования разработанных для данной группы сыров. Влажность последних после пресса лежит в пределах 38 - 42%. Промывание зерна при этом теряет всякую необходимость» т.к. сбраживание молочного сахара, остающегося в отпрессованной головке, заведомо не приведет к падению активной кислотности ниже допустимого уровня.
Регулирование значения активной кислотности субстрата остается в числе простых и эффективных способов приводящих к ускорению ферментативных процессов в нем. Поскольку промывание зерна использовать в качестве метода регулирования кислотности нежелательно, следует изыскать другие подходы к решению данной задачи.
Отработанным методом коррекции активной кислотности пищевых продуктов является добавление буферных солей (как правило, фосфатов). Использование фосфорнокислых солей-плавителей (динатрийфосфат) предусматривается в технологии быстросозревающих сыров для плавления; динатрийфосфат смешивается с размолотым сырным пластом, после чего полученная масса направляется на созревание. Благодаря внесению соли-плавителя масса приобретает вкусовые свойства зрелого сыра через 15 суток созревания. Химическая сущность действия, оказываемого фосфатной солью (фонакон) при внесении ее в сырную массу, на активную кислотность и буферные свойства последней, поясняется рис. 12. Как видно, фонакон оказывает в основном подщелачивающее действие, равномерно смещая активную кислотность сырной массы во всем диапазоне изменения концентрации титровальной кислоты. Математически это выражается в практически равном угле наклона регрессионных прямых, описывающих падение кислотности в образцах при титровании.
Похожие диссертации на Научные и практические аспекты разработки биотехнологии натуральной вкусоароматической добавки для плавленых сыров
