Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 7
1.1. Классификация, ассортимент, химический состав и пищевая ценность мягких сычужных сыров 7
1.2. Традиционные и современные технологии мягких сычужных сыров 14
1.3. Обоснование выбора основного сырья, используемого при производстве мягких сыров. Факторы, формирующие качество и потребительские свойства мягких сыров в процессе производств 26
1.4. Обоснование выбора вносимых крупяных добавок 28
Глава 2. Методика проведения эксперимента 42
2.1. Организация работы 42
2.2. Объекты и методы исследований 42
Глава 3. Экспериментальная часть 47
3.1. Маркетинговые исследования мягких сыров на рынке г. Кемерово 47
3.2. Товароведная оценка основных компонентов сыров 54
3.2.1. Исследование органолептических и физико-химических показателей качества молока для производства мягкого сычужного сыра 54
3.2.2. Исследование органолептических и физико-химических показателей качества круп 57
3.2.2.1. Исследование реологических свойств и микроструктуры крупы, прошедшей гидротермическую обработку 59
3.3. Разработка рецептуры мягких сыров с крупяными добавками 64
3.4. Обоснование технологии изготовления мягких сычужных сыров с крупяными добавками 69
3.5. Исследование потребительских свойств новых видов мягких сыров с крупяными добавками в процессе хранения 71
3.5.1. Органолептическая оценка качества 72
3.5.2. Физико-химические изменения качества 76
3.5.3. Микробиологические показатели и показатели безопасности 78
3.5.4. Оценка химического состава 81
3.6. Экономическое обоснование разработки мягких сыров с крупяными добавками 86
3.6.1. Определение комплексного показателя качества мягких сыров с крупяными добавками 86
3.6.2. Технико-экономический расчет стоимости новых продуктов 90
3.6.3. Определение конкурентоспособности мягких сыров с крупяными добавками 98
Выводы 107
Список литературы 108
Приложения 123
- Традиционные и современные технологии мягких сычужных сыров
- Исследование органолептических и физико-химических показателей качества молока для производства мягкого сычужного сыра
- Разработка рецептуры мягких сыров с крупяными добавками
- Экономическое обоснование разработки мягких сыров с крупяными добавками
Введение к работе
Актуальность темы. В рамках реализации «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации», пролонгированной Правительством РФ до 2010 г. поставлены задачи расширения ассортимента комбинированных продуктов для различных групп населения и изучения их потребительских свойств. Рассматриваемая группа пищевой продукции отличается также возможностью варьирования спроса, предложений и ценовой политики.
Значительный вклад в развитие указанных направлений в нашей стране вносят научные школы, возглавляемые академиком РАСХН И.А. Роговым и академиком РАМН В.А. Тутельяном.
В последние годы большое внимание исследователей привлекают мягкие сыры, преимуществом которых является эффективное использование сырья за счет более полного перехода составных частей молока в сыр, возможность получения продукта различного состава с широкой гаммой вкусовых характеристик и высокой пищевой ценностью.
Научные основы производства мягких сыров заложены отечественными учеными Королевым С.А., Богдановым В.М., Диланяном З.Х., Липатовым Н.Н., Гудковым А.В., Остроумовым Л.А., Смирновой И.А. и др.
Вместе с тем остаются малоизученным вопросы использования крахмалосодержащего сырья в производстве комбинированных продуктов питания. Актуальным является создание и товароведная оценка новых видов сыров с крупяными добавками.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось разработка и товароведная оценка мягких сычужных сыров с крупяными добавками.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
Провести исследование современного рынка сыров и выявить потребительские предпочтения в отношении мягких сыров с растительными добавками.
Исследовать реологические свойства круп и обосновать режимы их гидротермической обработки.
Разработать рецептуры и технологию мягких сыров без созревания с растительными добавками.
Исследовать органолептические и физико-химические показатели новых видов сыров, их изменения в процессе хранения.
Определить регламентируемые показатели качества и сроки хранения новой продукции.
Провести обоснование экономической целесообразности выработки мягких сыров с крупами.
Работа является обобщением результатов методического, теоретического и прикладного характера, выполненных автором лично или при его непосредственном участии.
Научная новизна диссертационной работы. Впервые показана возможность использования круп (пшено и кукурузной) при производстве мягких сыров.
Разработаны новые виды мягких сыров с крупами на основе анализа рынка, структуры спроса и изучения потребительских свойств.
Дана комплексная товароведная оценка, установлены регламентируемые показатели качества, режимы и сроки хранения разработанной продукции.
Практическая значимость. Работа велась в соответствии с научно-технической программой Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» в рамках региональной губернаторской программы «К здоровью -через питание».
По результатам проведенных исследований разработана и утверждена техническая документация: ТУ и ТИ сыр «Аппетитный» ТУ 9224-082-
6 02068315-07, ТИ и ТУ сыр «Зернышко» 9224-087-02068315-07. Получен патент РФ на изобретение № 2321263 «Способ производства мягкого кислотно-сычужного сыра».
Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре биотехнологии, товароведения и управления качеством Кемеровского технологического института пищевой промышленности, использованы при разработке учебно-методической литературы по специальности товароведение и экспертиза товаров.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научно-практической конференции «Современные приоритеты питания пищевой промышленности и торговли» (Кемерово-Москва, 2006) «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Кемерово, 2007), «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2007).
Работа обсуждена на совместном заседании кафедры биотехнологии, товароведения и управления качеством, НИИ биотехнологии и сертификации пищевых продуктов Кемеровского технологического института пищевой промышленности и рекомендована к защите.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 1 в издании, рекомендуемом ВАК.
Традиционные и современные технологии мягких сычужных сыров
Сычужные сыры вырабатывают различной массы и разной формы. Одни сыры изготавливают из молока высокой зрелости, другие — из молока низкой зрелости. Существенное различие в кислотности исходного сырья отражается на последующих процессах производства сыра. Мягкие сыры вырабатывают с применением низкой температуры второго нагревания 36-41 С или без применения второго нагревания. [9,82].
Мягкие сычужные сыры вырабатывают из молока высокой степени зрелости кислотностью 22—24 Т, за исключением свежих сыров без созревания, для которых требуется молоко кислотностью до 20 Т. Режимы тепловой обработки молока более высокие, чем при выработке твердых сычужных сыров, температура пастеризации молока для данных видов сыров 76-80 Т, с выдержкой 20-25 с. Однако единый технологический процесс сыроделия имеет ряд особенностей, определяющих разнообразие существующих видов сыров [82].
Для получения сыров с низким содержанием влаги, к которым относятся мягкие сыры, второе нагревание и прессование часто не требуются [129,148].
Бактериальную закваску, приготовленную из штаммов мезофильных молочнокислых стрептококков Str. lactis, Str. cremotis, Str. cliacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus, Str. citrovorus, вносят в молоко в дозах - 1,5-2,5 %. В качестве поверхностной микрофлоры для отдельных групп мягких сыров используют виды белой плесени Penic. candidum, Penic. album и сырную плесень Bact. linens. При выработке рокфора применяют плесень Penic. rogueforti. Суспензию спор плесени вносят в молоко перед свертыванием. [97].
Температуру свертывания выбирают в зависимости от требуемой плотности получаемого сгустка и в соответствии с желаемой обсушкой зерна в пределах 28-35 С. [57].
Продолжительность свертывания молока устанавливают в зависимости от вида сыра и кислотности (зрелости молока) - от 30 до 90 мин. При выработке мягких сыров кислотность является главным фактором обезвоживания сырной массы, с помощью которой регулируют содержание влаги в сыре. [35].
Мягкие сыры в отличие от твердых имеют повышенное содержание влаги, поэтому зерно ставят крупное (размером 1-5 см), применяют кратковременную обработку без второго нагревания. В зависимости от вида вырабатываемого сыра применяют следующие способы формования: наливом, насыпью и из пласта. [57].
Способ формования насыпью применяют при производстве дорогобужского сыра и сыра няминас, при этом готовое зерно поступает на отделитель сыворотки, а затем его насыпают в формы. [57].
Сыры калининский, дорожный, смоленский, любительский, нарочь и другие обычно формуют наливом, то есть сырное зерно вместе с сывороткой через распределительную воронку поступает в формы, которые устанавливают на формовочные столы, выстланные серпянкой, сложенной в 2-3 слоя. Для удобства переворачивания сыров применяют поддоны, групповые формы, а также переворачивающие столы. Мягкие сычужные сыры прессуют под действием собственной массы (самопрессование) в течение нескольких часов при температуре воздуха в помещении 18-20 С.
Из пласта формируют рамбинас, пятигорский и другие виды сыров. По этому методу удаляют 50-60 % сыворотки, затем зерно с оставшейся сывороткой поступает в формовочную ванну, где оно оседает на дно, образуя пласт строго установленного размера, который затем подпрессовывают. Для этого пласт покрывают серпянкой в прессовальные пластины и прессовальными устройствами создают давлением пласт. [57].
Посолку мягких сыров осуществляют в рассоле; в зерне; частично в зерне, затем посолка в рассоле; натиранием поверхности сыра размолотой солью. [57].
Вырабатывают мягкие сыры без созревания (1-2 сут.), с короткими сроками созревания (5-10 сут.) и длительно созревающие (20—45 сут.). Для предохранения мягких сыров от усушки и для развития поверхностной аэробной микрофлоры сыры созревают при температуре 13 С и относительной влажности воздуха 92-95 %, для сыра рокфор температура в камерах созревания должна быть 5-8 С. [97].
Во время формования и самопрессования интенсивно протекает процесс молочно-кислого брожения, в результате которого уже в первые часы созревания в сырной массе не обнаруживается молочный сахар, а рН достигает величины 4,2—4,5.
При такой кислотности сырной массы создаются благоприятные условия для развития поверхностной микрофлоры. Вначале на поверхности сыра развиваются плесени и дрожжи, а затем Bact. linens, Bact. bruneum, Bact. casei limburgensis и микрококки. [12].
В результате жизнедеятельности аэробной микрофлоры происходит протеолиз белков с образованием щелочных продуктов распада, в том числе и аммиака, которые накапливаются на поверхности, постепенно проникают внутрь сыра, понижая кислотность сырной массы и изменяя реакцию среды. К концу созревания рН сырной массы повышается до 5 и является оптимальной для действия бактериальных ферментов. [15].
Исследование органолептических и физико-химических показателей качества молока для производства мягкого сычужного сыра
При производстве натуральных твердых сыров чрезвычайно строгие меры предъявляют к гигиене получения, хранения и переработки молока. Считается, что излишняя обработка молока является нежелательной. Наиболее существенными требованиями к качеству молока являются следующие: отсутствие антибиотиков, остатков лечебных препаратов и средств защиты растений; нормальные сычужная свертываемость и кислотность молока; незначительное количество маслянокислых бактерий; химическая и микробиологическая стабильность. Для выработки сыра должно использоваться, так называемое, сыропригодное молоко, отвечающее определенным требованиям. Сыропригодность - комплексная характеристика молока, включающая в себя сенсорные (органолептические), физико-химические и санитарно-гигиенические показатели. По органолептическим показателям сыропригодное молоко должно иметь чистый вкус и запах, без посторонних, несвойственных свежему молоку привкусов и запахов. По внешнему виду и консистенции оно должно представлять собой однородную незамороженную жидкость, без слизи, осадка или хлопьев белка, цветом от белого до слабо-желтого. В таблице 3.4 приведены органолептические показатели молока, использованного нами при производстве мягких сычужных сыров, а также требования ГОСТ Р 52054. В таблице 3.4 приведены химические, физико-химические и гигиенические показатели качества молока. По данным, приведенным в таблицах 3.4 и 3.5 видно, что исследуемые образцы молока отвечают требованиям стандарта и обладают свойством сыропригодности. Таким образом, используемое для производства мягких сычужных сыров молоко по органолептическим показателям полностью соответствует требованиям ГОСТ Р 52054 и относилось к 1 сорту.
В качестве добавок использовали кукурузную крупу и крупу пшено, которые подвергались гидротермической обработке. На качество разрабатываемых сыров может влиять количество растительного сырья — круп, поэтому исследовали органолептические и физико-химические показатели и круп, вводимых в рецептуры сыров. В таблицах 3.6 и 3.7 представлены показатели качества пшена и кукурузной крупы, определяемые в соответствии с нормативной документацией. Из данных таблицы 3.6 видно, что используемая для производства мягких сычужных сыров крупа пшено по органолептическим показателям полностыо соответствует требованиям ГОСТ 572 и относится к 1 сорту. Таким образом, используемая для производства мягких сычужных сыров крупа кукурузная по органолептическим показателям полностью соответствует требованиям ГОСТ 6002 — 69 и относилось к 1 сорту. Крупу пшено и кукурузную крупу, подвергали гидротермической обработке (ГТО). ГТО существенно изменяет химический состав, делая более доступными вещества (белки, углеводы) пищеварительным ферментам, способствуя тем самым лучшему усвоению продукта, а также формирует реологические свойства, как самой крупы, так и сырных масс, в которые ее предполагается вводить.
Поэтому разработка способов предварительной ГТО круп имеет важное значение при разработке технологии приготовления мягких сыров. Основная цель этого эксперимента заключалась в том, чтобы создать полуфабрикат из крупы, имеющей оптимальные реологические свойства, соответствующие свойствам сырного зерна. Это необходимо для того, чтобы получить продукт с хорошими органолептическими показателями. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: определить реологические свойства круп, подвергнутых ГТО; определить реологические свойства сырного зерна без включения круп, подвергнутых ГТО; определить реологические свойства сырного зерна с добавлением круп, прошедших ГТО; сравнить полученные результаты и на основе полученных значений подобрать оптимальный способ ГТО круп, который будет использован при разработке новых мягких сыров. Одной из основных реологических (структурно механическими) характеристик является прочность тиксотропных структур.
Показатель прочности определялся на приборе структурометр СТ-1 М. Методика основана на определении усилия нагружения (г), создаваемого цилиндрическим индентором с диаметром 12,7 мм при его внедрении в подготовленную пробу продукта на глубину 4 мм при скорости деформации 1,0 мм/с после усилия касания 7 г. За окончательный результат измерений принималось среднее арифметическое четырех параллельных измерений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 15 % (Р=0,95). Для определения величины усилия нагружения крупу подвергали гидротермической обработке при температуре 87-95 С в течение 30-40 мин в зависимости от вида крупы (пшено - 30 мин, кукурузная крупа - 40 мин). Продолжительность ГТО определялась по органолептическим показателям разваренной крупы. Масса крупы, проходящей ГТО - 50 г.
Разработка рецептуры мягких сыров с крупяными добавками
При разработке рецептур мягких сыров с крупяными добавками первоначальное внимание было уделено органолептическим показателям продукта. Поэтому вначале в лабораторных условиях приготавливали пробные образцы сыров, в которые вводили крупы: пшено и кукурузную крупу, прошедшие ГТО. При изготовлении лабораторных образцов сыров за основу брали технологию изготовления мягких сыров, при этом для свертывания использовали концентрат лиофилизированный молочнокислых бактерий для мелких сыров ЛДБПП «Биоантибут» и сычужный фермент.
С целью оптимизации рецептур сыров, которые бы имели высокие потребительские свойства, изготавливали по три варианта сыров каждого вида. Соотношение сырного зерна и круп, прошедших ГТО составляло:
Как показали результаты органолептической оценки лабораторных образцов сыров, все варианты сыров с кукурузной крупой, отличались более привлекательным внешним видом, цвет был более выраженным с янтарным оттенком разваренных крупинок, имел более плотную консистенцию. В таблице 3.9 приведены результаты органолептической оценки качества лабораторных образцов сыров.
Как показали результаты органолептической оценки лабораторных образцов сыров, при введении меньшего количества круп мягкие сыры не обладают достаточно вязкой консистенцией, обусловленной наличием в пшенной и кукурузной крупе крахмала. Однако при введении большего количества крупы, подвергнутой гидротермической обработке, продукт приобретает сильно выраженный привкус вносимых крупяных ингредиентов и крошащуюся, грубоватую консистенцию. Таким образом, исходя из результатов органолептической оценки качества лабораторных образцов сыров наиболее оптимальным соотношением сырного зерна и круп, прошедших ГТО, является 95 : 5. Результаты проведенных испытаний легли в основу рецептур и разработки технологической инструкции.
Содержание такого компонента, как соль, подбирали исходя из требований ОСТа 10-088-95 «Сыры сычужные мягкие. Технические условия». Содержание соли составило 2 % от сырной массы. [180].
При компьютерном проектировании рецептур учитывали органолептические показатели, содержание белков, жиров, витаминов, р каротина, минеральных веществ. Результаты, полученные в ходе органолептической оценки, послужили данными для установления нижней и верхней границ при разработке рецептур (таблица 3.10, 3.11).
Ключевым фактором, в решающей степени определяющим соответствие продукта ожидаемым свойствам, является способ обоснования рецептурного состава. Выбор оптимальных ингредиентов и проектирование рецептур творожных паст осуществляли путем математического моделирования на ПЭВМ IBM PC/AT с использованием метода математического программирования.
Математическая модель поставленной задачи по определению оптимальной рецептуры мягких сыров «Зернышко» и «Аппетитный» имеет вид: где все переменные и постоянные величины указаны ниже:
Было разработано две рецептуры мягкого сыра с крупяными добавками: сыр с пшенной и кукурузной крупой. Рецептура сыров с крупяными добавками приведена в таблице 3.12.
Сыр с пшеном, несмотря на свою более высокую пищевую ценность, имеет менее выраженный вкус и более крошливую консистенцию.
Разработанная рецептура и технология производства мягкого сыра без созревания с кукурузной крупой легли в основу заявки на патент, технических условий, технологических инструкций. (Приложения 1,2)
В качестве основы при разработке мягких сыров был взят мягкий кислотно-сычужный сыр «Зерновой» с растительными добавками -пшеничными отрубями, который вырабатывается из нормализованного по жиру пастеризованного молока путём свёртывания его культурами молочнокислых бактерий и молокосвёртывающим ферментом с последующей обработкой сгустка, посолкой, формованием, самопрессованием. Сыр «Зерновой» вырабатывают в форме прямоугольного бруска массой от 0,5 до 1,5 кг. Вкус и запах сыра выраженный кисломолочный, в меру солёный, с выраженным вкусом отрубей. Физико-химические показатели сыра: массовая доля жира в сухом веществе сыра — 45,0±1,6 %, массовая доля влаги - не более 60,0 %, поваренной соли - не более 1,5 %. Пищевая ценность 100 г сыра «Зерновой»: жир - 18,0 г; белок - 20,5 г. Энергетическая ценность - 243,0 ккал. Сыр выпускается в реализацию без созревания. Срок хранения сыра при температуре от 0 до плюс 8 С и относительной влажности воздуха от 80 до 85 % - не более 7 суток.
Технологическая схема производства мягких сыров с крупяными добавками приведена на рисунке 3.7.
Традиционный процесс производства мягкого сыра по типу кислотно-сычужного предусматривает следующие операции: приемка сырья, оценка качества сырья, тепловая и механическая обработка сырья, нормализация, пастеризация, свертывание молока сычужным ферментом и закваской, формование, самопрессование, посолка и обсушка сыра. [97].
Экономическое обоснование разработки мягких сыров с крупяными добавками
В условиях рыночных отношений помимо общих характеристик качества пищевых продуктов особо важное внимание уделяется показателям конкурентоспособности. Качество продукта определяется совокупностью потребительских свойств, которые характеризуются органолептическими показателями, пищевой и биологической ценностью, безвредностью, а также рядом других показателей формирующих свойства продукта. Комплексные показатели качества (КПК) были рассчитаны для мягких сыров «Зернышко» и «Аппетитный» по методике В.И. Хлебникова [133]. В качестве эталона был условно выбран идеализированный образец мягкого сыра, имеющий по всем органолептическим показателям наивысшие баллы - по 5 баллов, содержащий 18 % жира, 18 % белка; минеральные вещества Р 470 мг /100 г, Са 530 мг /100 г, Na 560 мг /100 г; витамина Bj 0,04 мг /100 г, витамина В2 0,37 мг/100 г, В-каротина 0,08 мг /100 г, витамина С 1 мг/100 г. Все показатели качества мягких сыров приведены к безразмерным величинам путем соотнесения с эталоном. Группировка свойств проводилась по двум фактором: органолептическим показателям и оценка пищевой ценности. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что по органолептическим показателям мягкий сыр «Зернышко» уступает эталону на 16,8 %, мягкий сыр «Аппетитный» - на 8,8 %. По пищевой ценности мягкий сыр «Зернышко» превосходит эталон на 7 %, а мягкий сыр «Аппетитный» превосходит эталон на 10 %. Сравнение КПК мягких сыров показало, что наибольшее значение КПК (превосходящее значение эталона) имеет мягкий сыр «Аппетитный» - 1,03, значение мягкого сыра «Зернышко» уступает эталону на 2 %. Продукция молочной промышленности играет важную роль для обеспечения продуктами питания населения нашей страны. Сыр является не только вкусным, но и очень полезным продуктом питания, его включают в диеты при некоторых заболеваниях. К сожалению, отечественные сыры не радуют широтой ассортимента, особенно это касается мягких сыров. Учитывая это, на кафедре «Биотехнология, товароведение и управление качеством» разработаны рецептуры и технологии мягких сыров с крахмалосодержащими добавками.
В качестве крахмалосодержащих добавок выступают крупы пшенная и кукурузная. Мягкие сыры с крахмалосодержащими добавками отличаются высокой пищевой ценностью, так как крупа обогащает продукт усвояемыми углеводами, витаминами (Вь В2, РР), а также макро- и микроэлементами элементами, такими как Mg, К, Р, Fe, Na.. Данный продукт характеризуется приятным вкусом и высокой физиологической ценностью, поэтому покупателями будут широкие слои населения. Спрос на аналогичную продукцию является постоянным, он не зависит от каких-либо меняющихся внешних причин (например, времени года) и поддерживается на довольно высоком уровне, что позволяет надеяться на большие объемы продаж. Произведенные сыры планируется поставлять в розничную торговую сеть города Кемерово и Кемеровской области, а также реализовывать через оптовые торговые организации в соседние области. В связи со сравнительно небольшим объемом производства организовывать рекламную компанию не предполагается. Меньшая стоимость по сравнению с известными аналогами позволяет надеяться на успешную реализацию разработанного сыра. Сыры будут упакованы в пергамент с максимально нанесенным на него информативным текстом. Для внедрения нового продукта на рынок необходимо, для начала, оценить его конкурентоспособность. Как известно, на конкурентоспособность любого товара прямое влияние оказывает его цена. Поэтому рассчитаем себестоимость и примерную рыночную цену новых сыров. [133]. Расчет издержек производства. Сырье и основные материалы. Затраты сырья на единицу продукции принимают по данным продуктового расчета. Расчет затрат ведется по формуле
