Введение к работе
Актуальность работы. В связи с динамичным изменением рынка продовольственных товаров, связанное с появлением новых концепций в науке о питании и сложившимся дефицитом основных пищевых веществ, особенно белка, приоритетной задачей является создание продуктов с заданными свойствами и повышенной биологической ценностью. Применительно к молочной промышленности интерес представляют сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, характеризующиеся высокими потребительскими свойствами и биологической ценностью.
Для производства постоянных объемов сыров в течение года в регионах с дефицитом цельного молока разработка технологии получения качественных сыров с использованием восстановленного обезжиренного молока в качестве компонента нормализации весьма актуальна.
В настоящее время копченые продукты, в том числе различные виды копченых сыров, пользуются большим спросом среди потребителей. В то же время копчение сыров традиционным способом путем окуривания дымом приводит к снижению выхода, пищевой и биологической ценности. В связи с этим использование нетрадиционного способа копчения в производстве сыров весьма актуально.
Теоретический и практический вклад в решение данных проблем внесли отечественные и зарубежные ученые: З.Х. Диланян, Р.В. Жарков, А.А. Захарова, В.И. Курко, О.Я. Мезенова, И.М. Миро-ненко, А.А. Майоров, Ю.Я. Свириденко, В.А. Оноприйко, Д.В. Остроухое, A.M. Осинцев, Л.А. Остроумов, И.А. Смирнова, М.Ю. Сорокин, О.А. Суюнчев, И.У. Рамазанов, А.Н. Шергин, Ф. Аддео и др.
Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ гос. регистрации 012.006.052.97) и в соответствии с хоздоговорной тематикой «Разработка технологий рассольных сыров» (№ 29 от 29.08.2008 г.) и «Совершенствование технологии сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы» (№15/09 от 15.09.2009 г.).
Цель работы. Целью диссертационной работы является исследование влияния электростатического поля высокого напряжения на свойства сырной массы и условия получения копченых сыров с чед-деризацией и термомеханической обработкой. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
обоснования выбора сухого обезжиренного быстрорастворимого молока и определения режимов его восстановления;
исследования влияния массовой доли восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока в нормализованной смеси на качество сырного сгустка и на интенсивность чеддеризации сырной массы;
обоснования выбора закваски, обеспечивающей получение сырной массы с заданными реологическими свойствами и интенсифицирующей процесс чеддеризации;
обоснования режимов и условий получения сыров с применением электростатического поля высокого напряжения и без копчения;
определения показателей качества, безопасности, биологической и энергетической ценности полученных продуктов, исследования их в процессе хранения, установления сроков годности;
разработка пакета технической документации на новые продукты, обоснования экономической целесообразности и внедрения в производство новых технических решений.
Объекты исследования. В соответствии с целью и задачами работы объектами исследований являлись: сухое обезжиренное молоко (СОМ) и сухое обезжиренное быстрорастворимое молоко (СОБМ) - по ГОСТ Р 52791, восстановленное обезжиренное быстрорастворимое молоко (ВОБМ), сырная масса в процессе чеддеризации, сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы до и после копчения традиционным способом и в электростатическом поле, сухая лиофилизированная концентрированная заквасочная культура "Лактина" вида LAT YC (в ее состав входят следующие штаммы: Lac. lactis, Lac. cremoris, Lac. diacetilactis, Leuc. cremoris, Leuc. Iactis, Str. termophillus, Lbc. helveticum, Lbc.bulgaricum), LAT CH LT (Lac. lactis, Lac. cremoris, Lac. diacetilactis, Str. Termophillus, Lactobacillus casei subsp. rhamnosus) и LAT BY (содержит: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Streptococcus salivarius subsp. Themo-
phillus) активностью не менее 10 КОЕ/г - производитель "Еко Ком", Болгария.
Схема исследований представлена на рис. 1.
Методы исследования. При выполнении работы использованы стандартные и общепринятые в исследовательской практике, а также модифицированные методики: выделение белков молока концентрированным раствором сульфата аммония (Голубева Л.В. и др., 2009); определение сыропригодности СОМ экспресс-методом путем сравнения характера разрушения образцов сгустка с эталоном (Остроухова Д.В. и др., 2003); оценку аминокислотной сбалансированности и биологической ценности продуктов проводили согласно рекомендациям (Антипова Л.В. и др., 2001); энергетическую ценность оценивали по методике (Покровского А.А, 2000); исследование основных реологических показателей проводили на структурном ротационном вискозиметре «Реотест - 2» (согласно инструкции к прибору) и на капиллярном вискозиметре ИИРТ согласно рекомендациям (Голубева Л.В. и др., 2009). Ооценка безвредности и биологической активности готового продукта производилась на тест-культуре Paramecium candatum (Бузлама B.C. и др., 1997). Технико-экономические показатели рассчитывали по методикам определения экономической эффективности в молочной промышленности. Математическую обработку результатов эксперимента проводили методами математической статистики (Грачев Ю.П. и др., 2005). С целью оптимизации режимов копчения сыров в электростатическом поле высокого напряжения использовали программу "MathCAD 14".
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
теоретическое и экспериментальное обоснование выбора сухого обезжиренного быстрорастворимого молока как наиболее сыро-пригодного сырья и усовершенствование режимов его восстановления для производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы;
регулирование динамики свертываемости белков молока, чед-" деризации и протеолиза сырной массы, качества сырной массы путем изменения количества вносимого восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока и вида закваски;
режимы и условия получения сыров с применением электростатического поля высокого напряжения в процессе копчения;
Информационно-патентный поиск, постановка цели и задач исследования
Оценка сыропригодности
Сухое обезжиренное молоко
Сухое обезжиренное
быстрорастворимое
молоко
Объекты исследования
Закваска
Обоснование выбора закваски, обеспечивающей получение сырной массы с заданными реологическими свойствами
І-
Степень влияния закваски на интенсивность чеддеризации сырной массы
Определение режимов восстановления сухого обезжиренного быстрорастворимого молока
Восстановленное обезжиренное быстрорастворимое молоко
Исследование влияния восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока на качество сырного сгустка
Чеддеризованная сырная масса
Некопченые сыры
Копченые сыры
Исследование влияния количества восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока в нормализованной смеси на интенсивность чеддеризации сырной массы
Разработка технологий производства
сыров с чеддеризацией и термомеханической
обработкой сырной массы
Оптимизация режимов процесса копчения
Оценка качества и безопасности сыров до и после копчения, энергетической и биологической ценности, определение хранимоспособности
Оценка экономической целесообразности производства продуктов, разработка и утверждение технической документации, промышленная аппобация и внелоение
Рис. 1. Схема проведения исследований
новые технологии производства копченых и некопченых сыров, позволяющие интенсифицировать технологический процесс, сократить время и энергозатраты, повысить органолептические показатели и биологическую ценность, сократить себестоимость и увеличить выход продукта;
закономерности биохимических, микробиологических и физико-химических процессов, протекающих в сырах в процессе хранения, обоснование срока годности продуктов.
Научная новизна. С использованием модифицированных методик расширены теоретические сведения о сыропригодности сухого обезжиренного быстрорастворимого молока.
Изучено влияние способов восстановления сухого обезжиренного молока на коэффициент полноты растворения и содержание растворимого кальция для получения качественного сырного сгустка по физико-химическим показателям и технологическим характеристикам. Обоснован новый способ восстановления сухого обезжиренного быстрорастворимого молока с использованием лиофилизированной закваски LAT BY.
Установлены закономерности влияния количества восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока на качество сырного сгустка и интенсивность чеддеризации сырной массы.
Впервые обоснована возможность копчения сыров с чеддериза-цией и термомеханической обработкой сырной массы в электростатическом поле высокого напряжения. Произведено математическое описание и оптимизированы параметры копчения сыров в электростатическом поле высокого напряжения.
Изучены закономерности влияния электростатического поля и массовой доли восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока на интенсивность протеолиза сырной массы в процессе хранения.
Практическая значимость. Предложены модифицированные методики для оценки сыропригодности сухого обезжиренного быстрорастворимого молока.
Установлены рациональные режимы восстановления сухого обезжиренного быстрорастворимого молока для производства сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы: температура воды 35-40 С, продолжительность 1,5-2 ч с последующим охлаждением до 16-20 С и заквашиванием сухой лиофилизированной
закваской 0,6-0,12 г на 1000 кг восстановленного молока в течение 10-12 ч до конечной кислотности 24-27 Т.
Обоснованы оптимальные режимы и предложены новые технические решения по копчению сыров в электростатическом поле высокого напряжения: продолжительность копчения -13 мин при температуре 25-30 С с расстоянием между электродом и продуктом - 75 мм и напряжением на концах коронирующих электродов - 25 кВ.
Разработана технология сыра «Рождественский», выработанного с использованием восстановленного обезжиренного быстрорастворимого молока для нормализации смеси с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы, и сыра «Рождественский» шашлычный, копченого в электростатическом поле.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ №3287137 «Способ производства рассольного сыра» и № 2396756 «Способ производства копченого сыра».
Для новых видов сыров разработана и утверждена техническая документация на их производство (Сыры «Рождественские» ТУ 9225-001-01446143-2008 № 36.01.10.ВЦ.40.922.Т.000225 от 29.01.2010 г.).
Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных технических решений подтверждена промышленной апробацией и внедрением на предприятиях молочной промышленности Центрально-Черноземного региона: в сыродельном цехе в с. Рождественская Хава и в ООО «Городской молочный завод Лискинский» Воронежской области.
Соответствие диссертации паспорту научной
специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 1, 2 и 4 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Апробация результатов диссертационного исследования.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство» (Воронеж, 2008 г.); отчетных научных конференциях ВГТА за 2007-2009 гг. (Воронеж), Международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию ГОУ ВПО ВГТА «Инновационные технологии и оборудование» (Воронеж, 2009 г.).
Разработки удостоены дипломов научно-технических выставок: за разработку технологий новых молочных продуктов («Натуральные продукты питания», 26 декабря 2008 г., Департамент аграрной политики Воронежской области) и за разработку сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы («Воронежский агропромышленный форум», 28-30 октября 2009 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 245 страницах, содержит 56 таблиц и 66 рисунков. Список литературы включает 144 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
