Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 7
1.1 Ассортимент и пищевая ценность плавленых сыров 7
1.2 Технология производства и инновационные технологии плавленых сыров 15
1.3 Современное состояние рынка плавленых сыров 21
1.4 Пути повышения биологической ценности плавленых сыров 30
2 Методическая часть 43
2.1 Методы исследования белково-томатно-масляной пасты 43
2.2 Методы исследования готовой продукции 50
2.3 Методика проведения экспериментов 56
3 Экспериментальная часть 60
3.1 Маркетинговые исследования потребительских мотиваций и предпочтений 60
3.2 Обоснование выбора объекта исследования 69
3.3 Исследование влияния количества БТМП и способа ее внесения на органолептические показатели и консистенцию плавленых сыров 74
3.4 Разработка рецептуры плавленого сыра, обогащенного БТМП 85
3.5 Оценка потребительских свойств и обоснование сроков хранения плавленых сыров, обогащенных БТМП 88
3.5.1 Оценка органолептических показателей плавленых сыров 88
3.5.2 Исследование показателей безопасности плавленых сыров 95
3.5.3 Оценка пищевой ценности плавленых сыров 98
4 Опытно-производственные испытания 103
Выводы и рекомендации 104
Список используемой литературы
- Технология производства и инновационные технологии плавленых сыров
- Методы исследования готовой продукции
- Исследование влияния количества БТМП и способа ее внесения на органолептические показатели и консистенцию плавленых сыров
- Оценка органолептических показателей плавленых сыров
Введение к работе
Полноценная жизнедеятельность человека невозможна без нормального функционирования целостного экологического комплекса. Одним из основных факторов нарушения общего состояния населения является нарушение экологической обстановки. В связи с необходимостью улучшения структуры питания в условиях неблагоприятной экологической обстановки в стране необходимо создание новых функциональных продуктов, потребление которых позволит повысить защитные функции организма человека и нормализовать его пищевой статус. Эти исследования приобрели актуальность и в создании новых видов молочных продуктов.
Особое место среди молочных продуктов принадлежит плавленым сырам, так как они занимают одно из ведущих мест в пищевом рационе россиян в силу, как привычек потребления, так и относительно низкой стоимости данной категории продуктов питания.
В основе создания рецептур молочных продуктов, в том числе плавленых сыров, должны быть учтены требования по восполнению дефицита полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, водо- и жирорастворимых витаминов и пищевых волокон.
Учитывая это, проблема разработки плавленых сыров, обогащенных природными биологически и физиологически ценными ингредиентами, является актуальной, так как ее решение позволит расширить ассортимент плавленых сыров и обеспечить население продуктами функционального назначения.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с НТП
Минобразования РФ «Научные исследования высшей
школы по приоритетным направлениям науки и техники», № Госрегистрации 01200109253, а также в соответствии с Губернаторской программой «Здоровье - функция питания».
Целью настоящей работы является разработка и оценка потребительских свойств плавленых сыров, обогащенных белково-томатно-масляной пастой.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие основные задачи:
изучение, анализ и систематизация литературных данных по теме исследования;
проведение маркетинговых исследований, анализ потребительских мотиваций и предпочтений для выявления потенциальных возможностей разработанного плавленого сыра на рынке сыров;
обоснование выбора белково-томатно-масляной пасты (БТМП) для улучшения технологических свойств и обогащения плавленого сыра;
- исследование физиологической ценности белково-томатно-
масляной пасты;
обоснование оптимальной дозировки белково-томатно-масляной пасты для введения в плавленый сыр взамен сливочного масла и сыра несоленого;
разработка рецептуры и технологии получения плавленого сыра, обогащенного белково-томатно-масляной пастой;
исследование влияния механохимической активации на гидратируемость белков БТМП и ее эмульгирующие свойства;
оценка потребительских свойств и пищевой ценности плавленого сыра, обогащенного белково-томатно-масляной пастой;
исследование влияния белково-томатно-масляной пасты на сроки годности плавленого сыра;
разработка комплекта технической документации на производство плавленого сыра «Солнышко», включающего технологическую инструкцию и технические условия;
- оценка экономической эффективности от внедрения и реализации плавленых сыров, выработанных по разработанной рецептуре.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Впервые проведены маркетинговые исследования, результаты которых позволили определить потребительские мотивации и предпочтения при выборе плавленых сыров, реализуемых в торговой сети г. Краснодара.
Научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность и эффективность применения белково-томатно-масляной пасты, полученной из выжимок томатов с применением метода механохимическои активации, в качестве добавки для регулирования технологических свойств плавленого сыра и обогащения его физиологически функциональными ингредиентами.
Установлено, что механохимическая обработка водной суспензии белково-томатно-масляной пасты повышает гидратируемость входящих в ее состав белков, что обеспечивает высокие эмульгирующие свойства суспензии при введении в систему «молочный жир - вода».
Определены эффективные дозировки белково-томатно-масляной пасты для введения в рецептуру плавленого сыра с массовой долей жира в сухом веществе 60%.
Впервые для плавленых сыров применен метод сенсорной оценки, основанный на построении профильной диаграммы с выбором основных дескрипторов, характеризующих органолептические показатели продукта.
Выявлено положительное влияние белково-томатно-масляной пасты на потребительские свойства, включая физиологическую ценность, а также сроки годности плавленого сыра.
Новизна работы защищена 4 решениями о выдаче патентов РФ на изобретения.
Практическая значимость. Выявлены эффективные дозировки белково-томатно-масляной пасты и разработаны технологические режимы производства плавленого сыра, обогащенного белково-томатно-масляной пастой.
Разработаны рекомендации по обогащению плавленых сыров белково-томатно-масляной пастой.
Разработан комплект технической документации, включающий технические условия и технологическую инструкцию на производство плавленого сыра «Солнышко».
На защиту выносятся следующие основные положения
диссертационной работы:
результаты маркетинговых исследований и анализа потребительских мотиваций и предпочтений для выявления потенциальных возможностей на рынке плавленых сыров;
результаты сравнительной оценки химического состава и свойств белково-томатно-масляной пасты (БТМП) и сливочного масла;
результаты исследования влияния дозировок БАД и способа их внесения на органолептические и физико-химические показатели качества плавленого сыра;
разработанная рецептура плавленого сыра, обогащенного белково-томатно-масляной пастой.
- результаты исследования пищевой ценности плавленого сыра,
обогащенного БТМП;
разработанный комплект технической документации на производство плавленого сыра «Солнышко», включающего технологическую инструкцию и технические условия;
- результаты оценки экономической эффективности от внедрения
разработанных технологических решений.
Технология производства и инновационные технологии плавленых сыров
Единый технологический процесс выработки сыра включает следующие общие операции: подбор сырья для плавления; обработка, измельчение; составление смеси; внесение солей-плавителей; созревание сырной массы; плавление; фасовка плавленых сыров; охлаждение и хранение плавленых сыров.
От правильного подбора рецептурных компонентов зависят вкус и запах, консистенция готового сыра и продолжительность его хранения [1,2].
В качестве сырья используют натуральный сыр, нежирный сыр, быстросозреваюшую сырную массу, брынзу, творог, сухое и цельное молоко, сметану, масло и пр. Чтобы получить сыр определённого вкуса и запаха, необходимо обеспечить среднюю зрелость сыра, поэтому на основании органолептических показателей и данных лабораторных анализов подбирают смесь недозрелых и перезрелых сыров. При правильном подборе сырья ослабляются или вовсе устраняются отдельные пороки вкуса и запаха сыров.
Цель обработки жирных и обезжиренных сыров - освобождение головок сыра от парафина, тщательная зачистка коркового слоя, срезание сырного теста во всех трещинах и углублениях. Снятие парафина и мойка головок сыра могут быть осуществлены на поточных линиях. Рассольные сыры, например, брынзу, дополнительно вымачивают для удаления избытка соли.
Сливочное масло разрезают на куски, предварительно очистив его поверхность от штаффа. Натуральные сливки и сметану фильтруют; поверхность творога или белковой массы зачищают; сухие продукты (сухое молоко, муку и т.д.) просеивают.
Для ускорения проникновения соли-плавителя внутрь сырной массы, а также для лучшего перемешивания составных частей смеси сырьё измельчают. Сырную массу и другие компоненты (брынзу, творог) измельчают на частицы, диаметром 5-8 мм на волчках. Для выполнения этой операции рекомендуется использовать куттера различной производительности от 150 кг/час до 2 000 кг/час.
Дальнейшее измельчение сырной массы до частиц размером 3-5 мм в поперечнике может быть достигнуто в коллоидной мельнице производительностью от 450 до 2 000 кг/час.
Смесь отдельных измельчённых видов сырья составляют для придания готовому продукту определённого вкуса, запаха, консистенции сырного теста, обеспечения хорошего плавления и, главное, обеспечения стандартного состава плавленого сыра.
Зрелость сыра в большей степени влияет на качество готового продукта и на способность сырной массы к плавлению. Перезрелые сыры из-за большого содержания растворимых форм белков плавят при меньшем количестве соли-плавителя или вовсе без неё. Недозрелый сыр, творог, брынзу плавят с использованием солей-плавителей. Кроме того, консистенция готового продукта, выработанного из недозрелых сыров, обычно твёрдых, упругая. Лучше всего для плавления использовать сыры в возрасте 2-3 месяцев или подбирать сырьё различной степени зрелости.
Кроме зрелости исходного сырья, необходимо учитывать его активную кислотность. Твёрдые сыры плавятся при рН 5.2-5.5, сыры с повышенной кислотностью - при Н 5.6-5.8. Для этого к сырам повышенной кислотности добавляют свежий творог, который снижает активную кислотность и улучшает вкус плавленого сыра.
Особая роль при производстве плавленых сыров принадлежит солям-плавителям. Фундаментальным принципом при производстве любого типа плавленого сыра остается следующий: нет плавленого сыра без соли-плавителя. Поэтому тщательный выбор соли-плавителя во многом определяет конечные свойства готового продукта, его конкурентность и популярность у потребителя. Произведя собственный вкусный, отличающийся от других изготовителей продукт, разработав его новые виды,
любое местное предприятие, будь то маленький цех или большое предприятие, сможет успешно конкурировать на рынке плавленых сыров.
Для изготовления плавленого сыра с заданными свойствами конечного продукта требуется тщательный выбор солей-плавителей или их комбинации. При этом разные соли-плавители оказывают различный эффект как на сам процесс плавления, так и на свойства готового продукта. Они влияют на ионный обмен, обеспечивают гидрофильность белка, что предотвращает разделение фракций во время плавления, сдвиг рН, кремообразование, цвет, вкус и запах, сроки хранения.
В качестве солей-плавителей используют двухосновный фосфорнокислый натрий, лимоннокислый натрий, пирофосфат натрия, метафосфат натрия и пр.
Существуют также и специальные виды, которые являются солями-плавителями и одновременно выполняют другие функции — корректируют рН, оказывают антимикробное действие, позволяют получать специальные виды плавленых сыров, придают конечному продукту аромат копчения и др. Подбор и комбинирование солей осуществляются в зависимости от конкретных условий производства и характеристик сырьевых материалов [11-18].
Компания «БК Джюлини» (ВК Giulini), Германия представляет широкий ассортимент солей-плавителей «Сольва» («Solva») и «Иоха» («Joha»), в том числе со специальными свойствами, а также солей для особых видов плавленых сыров [18].
Методы исследования готовой продукции
В ходе проводимых исследований, нами определялись органолептические и физико-химические показатели контрольных и разработанных образцов плавленых сыров.
При исследовании плавленого сыра, пробу около 20г отбирали ножом из разных мест каждой единицы потребительской тары с продукцией и помещали в посуду для составления объединенной пробы по ГОСТ 26809-86. Для органолептической оценки отбирали отдельную пробу.
Органолептическую оценку проводили при температуре +18 ± 2 С. При органолептической оценке исследовали следующие показатели: внешний вид, консистенция, цвет теста, вкус и запах и упаковка и маркировка [171-172].
Органолептические показатели качества плавленого сыра, а также упаковку и маркировку оценивали по 30-ти балльной системе, при этом сумма балльной оценки органолептических показателей должна быть не менее 19 баллов, сыры, получившие оценку менее 19 баллов, к реализации не допускаются, а подлежат повторной переработке.
Не допускаются к реализации плавленые сыры, имеющие запахи: тухлый, гнилостный, рыбный, нефтепродуктов и химикатов, а также с посторонними включениями, нарушенной упаковкой плесенью на поверхности и вспученные.
Определение массовой доли общего жира в плавленых сырах проводили по ГОСТ 26809 - 86 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу [155].
Определение массовой доли белка в плавленых сырах проводили по методу Кьельдаля.
Аминокислотный состав белков изучали методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе «Миллихром А-02» отечественного производства.
Массовую долю влаги определяли по ГОСТ 3626-73 /149/ ускоренным методом с использованием прибора Чижовой [156,157].
Массовую долю поваренной соли в плавленых сырах определяли по ГОСТ 3627-81 [158].
Реологические показания определялись зондированием по методике ВНИИМСа. По этому методу, в продукт с постоянной скоростью, на глубину более высоты индентора внедряют металлический конус (диаметр основания 0.015-0.025, угол 45-90) или шарик (диаметр 0.008-0.016 м), измеряя при этом силу сопротивления продукта [159-161].
По результатам реологического зондирования конусным индентором можно определить предел прочности 0Г (в Па), предельное напряжение сдвига (динамическое) 0С, эффективную вязкость гЭф (в Па с) и модуль сдвига G (в Па). гДе Ртах» Ps5 Ро Рь - силы сопротивления внедрения индентора соответственно максимальная, на участки стационарного течения; вначале и конце гуковского деформирования, Н; hK - глубина погружения индентора, соответствующее величине Рк, м; 1 - высота индентора, м; г - радиус основания конуса, м; со - скорость движения индентора, м/с; Ка - поправка, зависящая от угла конуса при его вершине.
Измерения осуществлялась на приборе «Инстрон» при следующих режимах: - диаметр основания - 0,015 м; - угол - 90; - скорость движения индентора - 0,5 мм/с; - глубина внедрения индентора- 10,00мм.
Для определения содержания каротиноидов в жировой фазе пробу жира, выделенного из плавленого сыра, растворяли в гексане в соотношении 1:4. Раствор помещали в хроматографическую кювету толщиной 1 см и снимали спектр на спектрофотометре в интервале длин волн 400 - 500 нм, вычисляли оптическую плотность при длине волны наиболее интенсивного максимума. Содержание каротиноидов в жировой фазе плавленого сыра X, %, вычисляли по формуле: где D - оптическая плотность при А ; d - толщина слоя, см; а - разведение; ксТ - коэффициент поглощения чистого Р-каротина, равный 250. Определение содержания диеновых и триеновых соединений с сопряжёнными связями в жировой фазе проводили спектрометрически. Пробу, выделенного из плавленого сыра, жира массой 0,025 г растворяли в мерной колбе объёмом 25 см в гексане, свободном от ароматических углеводородов, и доводили до метки. Получали раствор концентрацией 1 г/дм и на спектрофотометре снимали спектр жира [159, 160]. Идентификацию производили следующим образом: - появление полосы поглощения при длине волны 230 нм указывало на присутствие диеновых соединений с сопряжёнными связями; - появление полосы поглощения при длине волны 268 нм указывало на присутствие триеновых соединений с сопряжёнными связями.
Исследование влияния количества БТМП и способа ее внесения на органолептические показатели и консистенцию плавленых сыров
В качестве базового объекта для разработки новой рецептуры использовали пастообразный сыр «Янтарь», (содержание жира в сухом веществе 60%) без внесения добавок.
Учитывая, что в составе БТМП содержится 18,4% белков, которые отличаются от молочных белков по таким важным функциональным свойствам, как растворимость и способность эмульгировать жир в процессе получения плавленых сыров, были проведены исследования по разработке способа специальной подготовки БТМП перед вводом в сырную массу, обеспечивающего улучшение ее свойств.
Ранее в работах кафедры была показана эффективность применения метода механохимической активации для регулирования функциональных свойств растительных объектов, используемых при производстве различных видов пищевых продуктов.
Учитывая это, на следующем этапе исследовали влияние метода механохимической активации на эмульгирующие свойства БТМП.
Эмульгирующую способность БТМП оценивали по способности стабилизировать модельные эмульсии, состоящие из молочного жира и воды, взятых в соотношении 1:1. БТМП в количестве от 1 до 5% вводили в эмульгируемую систему в нативном виде и в виде водной (соотношение БТМП : вода - 1:2 -г 1:5) и жировой (соотношение БТМП : молочный жир - 1:1 -г 1:3) суспензий, полученных в механохимическом активаторе при температурах 40-60 С. Частоту вращения вала МХА варьировали от 15 до 20 с"1, время обработки от 15 до 30 с при постоянном давлении ЮМПа.
Эффективность обработки в МХА оценивали по устойчивости эмульсий, а также по содержанию жирорастворимых витаминов.
Эксперимент проводили следующим образом. Суспензию с различным содержанием белково-томатно-масляной пасты обрабатывали в МХА при различных режимах и вводили в модельные эмульсии. Устойчивость эмульсий оценивали по процентному содержанию не разрушенной эмульсии в течении 40 минут.
За время обработки системы принимали время ее нахождения в зоне движения тел качения. При этом время обработки варьировали от 15 до 30 с;, что соответствовало объемной скорости подачи жидкости от 3,0 до 0,6 л/мин соответственно.
Частота вращения ротора МХА определяет не только гидродинамику в зоне движения тел качения, но и давление, развиваемое в зоне контакта тел вращения с корпусом МХА, создаваемое за счет центробежных сил. Вклад центробежной составляющей на порядок выше вклада от усилия, создаваемого поджимным устройством МХА. Как известно, существует прямая квадратичная зависимость центробежной силы от угловой скорости. Поэтому, с увеличением частоты вращения вала МХА, резко возрастает давление в зоне контакта тел качения и корпуса, что приводит к частичной температурной деструктуризации белковых молекул с потерей ими эмульгирующих свойств, по этому частоту вращения варьировали от 15 до 20 с 1 при постоянном давлении 10 МПа.
Установлено что, зависимость эмульгирующей способности БТМП от вышеперечисленных факторов имеет сложный нелинейный экстремальный характер. Поэтому, для определения комплексного влияния этих факторов на эмульгирующую способность БТМП был проведен 3-х факторный эксперимент, матрица которого представлена в таблице 8.
Оценка органолептических показателей плавленых сыров
Органолептические показатели качества являются основополагающими в формировании потребительских предпочтений плавленых сыров. Органолептическую оценку проводили по 30 - ти балльной шкале.
Для исследования таких значимых составляющих потребительских свойств плавленых сыров как «вкус и запах», «консистенция» и «цвет теста» использовали метод профилирования, основанный на требованиях Международных стандартов ИСО [171,172].
Выбор этого метода для оценки органолептических показателей плавленых сыров обоснован тем, что метод профилирования позволяет выявить, какие составляющие запаха, вкуса и консистенции являются наиболее ответственными за потребительские свойства продукта, а также установить влияние рецептурных компонентов на формирование указанных свойств плавленого сыра.
Сначала определяли профиль запаха, затем вкуса и консистенции.
Дегустационная комиссия несколько раз проверяла профиль эталонного образца. Эталонами служили чистые химические вещества, являющиеся ключевыми для данного продукта по запаху и вкусу. По эталону уточнялась терминология определений, очередность проявления и интенсивность отдельных импульсов. Затем оценивали интенсивность ощущений по условной шкале: 0 - признак отсутствует; 1 - только узнаваемый или ощущаемый; 2 - слабая интенсивность; 3 - умеренная интенсивность; 4 - сильная; 5 - очень сильная интенсивность.
В оценке продукта профильным методом участвовали дегустаторы, прошедшие предварительное тестирование вкусовых и обонятельных рецепторов по методике международных стандартов ИСО.
После отбора определенного числа дегустаторов (9 человек) проводили их обучение и тренировку сенсорной памяти.
На первом заседании дегустаторам было предложено на рассмотрение несколько образцов плавленого сыра, попробовав которые дегустаторы должны были описать свои вкусоароматические ощущения и ассоциации. По результатам этих описаний был получен глоссарий дескрипторов: сырный; сливочный; легкая пряность; кисловатый; сладковатый; ароматный; насыщенность цвета; однородность цвета; однородность консистенции; пластичная; мажущаяся; легкая мучнистость; плотная консистенция; упругая консистенция; посторонний привкус; салистый привкус; прогорклый привкус; вкусный; мягкий; нежно-кремовый; белый; светло-оранжевый; устойчивый вкус.
На первом этапе удалили все очевидные повторы, а также все термины, не подходящие для описания какого-либо параметра продукта.
По причине невозможности использования некоторых предложенных терминов для описания характеристик плавленого сыра были удалены следующие дескрипторы: - ароматный - очень общее понятие, включающее в себя несколько конкретных составляющих; - вкусный - очень общее понятие; - мягкий - возможно двойное толкование, используемые аналоги пластичная, мажущая.
На втором заседании было предложено продегустировать несколько вариантов плавленых сыров и оценить в продукте интенсивность каждого предложенного термина по шкале от 0 до 5.
Исходя из требований ИСО 11035, для сенсорной оценки плавленых сыров с учетом применения среднего геометрического параметра было выбрано девять дескрипторов вкуса, восемь запаха, шесть консистенции и пять дескрипторов цвета теста.
Анкета для оценки плавленых сыров состояла из трех частей. В первой части, описывались характеристики вкуса и аромата продукта. Во второй части, характеристика консистенции продукта и в третьей части -цвет теста плавленого сыра.
По результатам сенсорных исследований, проведенных дегустационной комиссией, разработаны рабочие профили качества плавленых сыров (рисунок 21).
