Исследование технологических параметров производства крем-сыра «каймак»

Введение. Каймак – молочный продукт с мягкой и сливочной структурой, нечто среднее между сыром и сливочным маслом. В течение многих веков производился в Сербии и других балканских странах. Традиционно этот продукт готовили особым образом: молоко томили определенный промежуток времени, затем в ходе охлаждения на поверхности формировался тонкий слой, который снимали и складывали в отдельную емкость. Этот процесс совершался несколько раз. Собранные слои из скоплений топленого жира и называли каймак. Продукт мог быть свежим и ферментированным [1].

Традиционно произведенный каймак – не-стандартизированный продукт, имеющий многочисленные причины потенциального ухудшения качества. Помимо микробиологических проблем, традиционное получение каймака сопровождается колебаниями его состава. Поэтому такой продукт до сих пор не имеет торгового значения.

И, несмотря на то, что были предприняты попытки оптимизации технологии каймака для промышленного производства [2], среди российских производителей продукт по-прежнему не востребован из-за чрезмерной сложности процесса.

В российской молочной отрасли все большую популярность приобретает производство творожных сыров, или по европейской классификации «крем-сыров» [3]. Каймак по органолептическим свойствам как раз можно отнести к крем-сырам. И при определенных технологических параметрах получить продукт, не уступающий по характеристикам традиционному продукту.

Цель исследования : изучение процесса кислотно-сычужного свертывания молочного сырья после томления и технологических параметров, определяющих качество крем-сыра «Каймак».

Задачи исследования : изучить влияние температуры, дозы фермента и вида закваски на процесс кислотно-сычужной коагуляции топленого молока; определить влияние массовой доли жира, механической обработки и режимов томления молочного сырья на органолептические характеристики крем-сыра «Каймак»; изучить влияние температуры и дозы фермента на технологический процесс производства крем-сыра и его характеристики.

Объекты и методы исследования. В процессе реализации задач эксперимента использовали стандартные и общепринятые методики по определению кислотности, массовой доли жира, сухих веществ в молоке и молочных продуктах.

Объектами исследования являлись: молоко цельное по ГОСТ 31450-2013; молоко нормализованное с массовой долей жира 2,5 и 5 %; сливки с массовой долей жира 10, 15 и 20 %; закваски молочнокислых культур LYOBAC-D MCL. (Lac. lactis ssp. lactis, Lac. lactis ssp. cremoris, Lac. lactis ssp. biovar diacetylactis, Leuc. mesenteroides) и LYOBACSTM (St. salivarius ssp. thеrmophilus, Laс. laсtis ssp. laсtis, Laс. laсtis ssp сrеmoris, Laс. laсtis ssp. Laсtis biоvar diaсety laсtis, Lеuс. mеsеntеroidеs); молокосвертывающий фермент марки «Экстра А».

Исследование физико-химических процессов при кислотно-сычужной коагуляции топленого молока и сливок проводилось следующим образом. Образцы молочного сырья (массой 200 г) после тепловой выдержки при 94±2 °С в течение 3-4 часов охлаждали до 25, 30 и 35 оС, вносили закваску молочнокислых культур прямого внесения и 1 %-й раствор сычужного фермента из расчета 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2 г сухого фермента на 1000 кг сырья (г/т). Далее подготовленные образцы ставили в термостат при температуре 25, 30 и 35 ºС до образования плотного сгустка. Сгустки разрезали и оставляли в покое на 15–20 минут до появления значительного слоя прозрачной сыворотки наверху. При необходимости некоторые образцы нагревали на водяной бане при 45–50 ºС в течение 5

минут. Далее сгустки помещали в воронку с лавсановой тканью, находящуюся в мерном цилиндре, для определения количества и времени отделения сыворотки. После образцы оставляли самопрессоваться на 12–14 часов при температуре 6–8 °С. В готовом продукте и сыворотке определяли органолептические и физикохимические показатели.

Результаты исследования и их обсуждение. При производстве творожных сыров в основном используется кислотно-сычужная коагуляция молока. Для сохранения выраженных вкусовых качеств «Каймака» предлагается ис- пользование молочного сырья после томления. Однако изменение свойств сырья при тепловой обработке может значительно сказываться на процессе кислотно-сычужного свертывания и в итоге – на качественных показателях продукта.

Совместное влияние дозы молокосвертывающего фермента (от 0 до 2,0 г на 1000 кг молока) и вида бактериальной закваски при различной температуре (25, 30 и 35 оС) на продолжительность свертывания топленого молока (массовая доля жира 2,5 %) и скорость отделения сыворотки при обработке сгустка отражено в таблице 1.

Таблица 1

Влияние температуры, дозы молокосвертывающего фермента и вида закваски на продолжительность свертывания топленого молока и скорость отделения сыворотки при обработке сгустка

Температура ферментации, ºС	Доза фермента, г/т	Вид закваски
		LYOBAC-D MCL		LYOBAC STM
		Продолжительность свертывания, ч	Скорость отделения сыворотки, мл/мин	Продолжительность свертывания, ч	Скорость отделения сыворотки, мл/мин
25	0	11,0±0,5	2,6±0,02	9,6±0,5	2,0±0,01
	0,25	11,0±0,5	2,61±0,04	9,4±0,5	2,0±0,01
	0,5	10,0±0,2	2,9±0,05	9,0±0,5	2,0±0,01
	0,75	9,0±0,2	3,12±0,02	7,0±0,4	2,52±0,04
	1	8,5±0,4	3,6±0,02	7,0±0,4	2,61±0,02
	1,5	7,0±0,2	3,64±0,04	4,6±0,6	2,65±0,01
	2,0	4,5±0,4	3,81±0,04	4,0±0,2	2,78±0,04
30	0	10,0±0,5	2,64±0,02	8,5±0,5	2,14±0,01
	0,25	9,6±0,5	2,6±0,04	8,5±0,4	2,2±0,03
	0,5	9,0±0,5	2,8±0,02	8,0±0,2	2,51±0,04
	0,75	6,5±0,2	2,92±0,04	6,0±0,2	2,55±0,02
	1	6,0±0,2	3,3±0,02	5,1±0,2	2,7±0,01
	1,5	4,6±0,4	3,15±0,04	3,4±0,2	3,15±0,02
	2,0	3,6±0,4	3,85±0,02	2,9±0,2	3,6±0,05
35	0	9,5±0,5	3,41±0,02	8±0,5	2,48±0,04
	0,25	8,7±0,5	3,64±0,01	7,1±0,5	2,64±0,04
	0,5	7,6±0,2	4,15±0,03	6,1±0,4	2,6±0,02
	0,75	5,4±0,2	4,22±0,02	5,5±0,4	3,21±0,02
	1	4,8±0,4	4,11±0,01	4,5±0,2	3,25±0,06
	1,5	3,5±0,2	4,0±0,02	2,8±0,2	3,67±0,04
	2,0	2,9±0,2	4,6±0,01	2,0±0,2	3,8±0,02

Согласно полученным результатам, денатурация сывороточных белков и снижение содержания ионизированного кальция в молоке после томления отрицательно влияют на процесс кислотно-сычужной ферментации молока, увеличивая ее продолжительность. Снижение способности к свертыванию под действием фермента и прочности сгустка отрицательно сказывается и на отделении сыворотки. При внесении дозы фермента до 0,5 г/т в процессе свертывания преобладала кислотная коагуляция, что не приводило к значительному сокращению продолжительности ферментации и изменению органолептических показателей образцов в сравнении с образцами, где фермент отсутствовал. При этом для отделения сыворотки необходимо было «подваривать колье», что в последствие сказывалось на содержании сухих веществ в сыворотке и органолептических показателях получаемой белковой основы. Повышение дозы фермента до 0,75–1,5 г/т сокращало время образования сгустка в 1,5–2 раза, уменьшался переход сухих веществ в сыворотку. Использование фермента в количестве 2 г/т неблагоприятно сказывалось на состоянии сгустка – непрочный, легко расслаивающийся при механическом воздействии, плохо отделяющий сыворотку.

С повышением температуры сокращалась продолжительность свертывания топленого молока в связи с активизацией микрофлоры закваски и более быстрым снижением рН до оп- тимума действия сычужного фермента. При использовании закваски с термофильными культурами время образования сгустка уменьшалось из-за более высокой кислотообразующей способности.

Скорость отделения сыворотки при обработке сгустка увеличивалась при повышении дозы фермента и температуры свертывания. Это связано, прежде всего, с усилением действия фермента, что приводило к получению молочных гелей с плотной структурой, легко отделяющих сыворотку. При этом образцы с использованием закваски с термофильным стрептококком медленнее отделяли сыворотку, так как кисломолочные сгустки были более вязкие.

Состав микрофлоры закваски оказывал значительное влияние на органолептические показатели белковой основы. Образцы, полученные при использовании закваски с термофильными культурами, были излишне кислыми. Поэтому было принято решение в дальнейшем использовать закваску мезофильных культур LYOBAC-D MCL.

Далее были исследованы технологические параметры, влияющие на органолептические характеристики крем-сыра «Каймак»: массовая доля жира молочного сырья, его механическая обработка и режимы томления.

Органолептическая оценка образцов продукта из сырья с разным содержанием жира представлена на рисунке.

2,5    5     10    15    20    25

массовая доля жира, %

Органолептическая оценка образцов «Каймака»

Лучшими органолептическими характеристиками обладал продукт, выработанный из 10 %-х сливок. Дальнейшее увеличение жирности приводило к потерям молочного жира при обработке сгустка и на органолептических показателях готового продукта существенно не сказывалось. При более низком содержании жира продукт имел мучнистый привкус и крупинчатую консистенцию.

Известно, что гомогенизация молока, стабилизируя жировую фракцию молока, приводит в свою очередь к дезагрегации белковых молекул, повышая их влагоудерживающую способность [4]. В результате при кислотно-сычужной коагуляции гомогенизированного молочного сырья получаются менее прочные сгустки с повышенным содержанием влаги. Однако в ходе исследований было установлено, что проведение процесса томления в негомогенизированных сливках приводит к частичной дестабилизации жировой эмульсии и потерям молочного жира с сывороткой при разрезке и обработке сгустка. Кроме того, гомогенизация положительно влияла на текстуру «Каймака».

Продолжительность и температура процесса томления в значительной мере предопределяют вкус и цвет «Каймака» – ярко выраженный привкус томления и кремовый цвет. Чем выше температура и значительнее выдержка, тем они более выражены в готовом продукте. Но с учетом того, что «Каймак» по сути липидобелковый концентрат, из которого удалена значительная часть сыворотки, то происходит усиление обсуждаемых органолептических характеристик по сравнению с исходным сырьем.

Установлено, что оптимальный режим томления сливок следующий: температура 94±2 °С с выдержкой 3-4 часа. Увеличение продолжительности томления приводило к излишне выраженному привкусу карамелизации в готовом продукте, а уменьшение температуры – к практически полному отсутствию желаемых органолептических свойств.

Изучено влияние температуры ферментации и дозы вносимого фермента на протекание технологического процесса и характеристику «Кай-мака»из 10 % гомогенизированных топленых сливок (табл. 2).

Таблица 2

Влияние дозы сычужного фермента и температуры ферментации на технологический процесс и характеристику крем-сыра «Каймак»

Доза фермента, г/т	Характеристика процесса п		роизводства	Характеристика продукта
	Продолжительность свертывания, ч	Кислотность колье, оТ	Содержание сухих веществ в сыворотке, %	Кислотность, оТ	Массовая доля сухих веществ, %		Массовая доля жира в сухом веществе %
Температура ферментации 25 °С
0	9,9±0,4	85±2	5,9±0,1	98±2	38,8±0,6	78,4±0,6
0,25	9±0,5	84±2	6,1±0,2	96±1	38,0±0,6	77,4±0,6
0,5	8±0,5	77±3	5,9±0,2	90±2	37,2±0,2	80,6±0,2
0,75	7,6±0,3	72±3	6,0±0,1	80±2	37,2±0,4	80,8±0,4
1	7,3±0,2	70±2	6,0±0,1	82±2	36,4±0,4	81,2±0,4
1,5	7±0,2	68±3	6,0±0,1	80±4	36,4±0,2	80,0±0,2
Температура ферментации 30 °С
0	6±0,2	80±2	6,1±0,1	92±2	36,4±0,2	76,4±0,4
0,25	5,66±0,1	78±2	6,1±0,1	90±2	36,6±0,4	76,6±0,4
0,5	5,42±0,1	72±4	6,0±0,1	89±2	36,8±0,2	80,8±0,2
0,75	5,16±0,2	68±2	6,0±0,1	84±3	37,8±0,4	80,4±0,6
1	5±0,2	60±3	6,0±0,1	80±2	37,8±0,2	82,4±0,6
1,5	4,6±0,2	56±2	6,2±0,1	77±4	37,5±0,2	84,6±0,2
Температура ферментации 35 °С
0	5±0,3	73±2	6,0±0,1	85±2	37,2±0,2	79,4±0,2
0,25	4,5±0,2	65±1	6,1±0,2	80±2	37,4±0,4	79,8±0,4
0,5	4,33±0,3	60±2	6,2±0,1	78±2	37,7±0,2	79,6±0,4
0,75	4±0,2	58±2	6,2±0,1	78±4	36,2±0,2	79,6±0,4
1	3,66±0,1	52±1	6,2±0,1	76±4	36,2±0,2	78,8±0,6
1,5	3,3±0,1	48±1	6,1±0,2	76±3	36,4±0,2	78,4±0,6

С увеличением температуры и дозы фермента кислотность крем-сыра уменьшалась. Массовая доля влаги колебалась от 63,8 до 60,6 %. В среднем массовая доля жира в сухом веществе «Каймака» составляла 79,56±0,4 %, содержание сухих веществ в сыворотке было в пределах 6,3 %.

Отмечено, что образцы продукта с использованием фермента 1,5 г/т имели очень плотную колющуюся структуру, а в процессе хранения приобретали горечь. При использовании малых доз сычужного фермента – 0,25–0,5 г/т готовые продукты по структуре были сходны с творогом и при снижении температуры ферментации имели выраженный кислый вкус, усиливающийся при хранении. «Каймак», полученный с использованием сычужного ферментав количестве 0,75–1 г/т и температуры свертывания 30 °С обладал пластичной консистенцией и приятным кисломолочным вкусом с оттенком привкуса томления и по результатам дегустации получил наиболее высокую оценку.

Выводы. Результаты проведенных исследований позволяют констатировать, что процесс кислотно-сычужного свертывания молочного сырья после томления по динамике схож с процессом свертывания пастеризованного сырья, но является более продолжительным. Однако существенно изменяются характеристики получаемого продукта. Его отличает высокая влажность и мягкая консистенция.

В целом использование кислотно-сычужной коагуляции топленого молочного сырья в производстве крем-сыра «Каймак» позволяет получать продукт, имеющий высокие потребительские свойства. Регулирование параметров процесса, таких как режимы томления сырья, массовая доля жира сырья, температура ферментация и доза сычужного фермента дают воз- можность корректировать органолептические показатели продукта в отношении цвета, вкуса, кислотности и структуры.