Разработка технологии функционального сырного продукта с использованием нетрадиционного растительного сырья

Растущий уровень жизни и спрос на пищевой белок обусловили интенсивное развитие новой политики и идеологии в области переработки белка, заключающиеся в оптимальном комбинировании белоксодержащих пищевых компонентов с получением в итоге высококачественных и дешевых продуктов питания.

Сыр – продукт наиболее требовательный к качеству молока и занимает особое место среди молочных продуктов. Используемые при произ- водстве сыра технологические приемы позволяют концентрировать ценные белковую и жировую фракции молока, переводя при этом в более доступную для усвоения человеческим организмом форму. Все чаще сыроделы жалуются на снижение сыропригодности молока в зимне-весенний период. В качестве альтернативного варианта предлагается в этот период производить сырные продукты, которые при соблюдении всех требований, ничуть не уступают классическому

ассортименту по органолептическим показателям, а по показателям биологической ценности, значительно его превышают.

Целью работы являлось создание технологии комбинированного сырного продукта сбалансированного состава функционального назначения. Подбор оптимальных параметров использования чечевицы при производстве сырного продукта.

В соответствии со схемой проведения исследований предусматривалось изучение ряда показателей исходного сырья и готового продукта с помощью органолептических, физических, химических и микробиологических методов исследований:

• -    определение титруемой кислотности -по ГОСТ 3624-92;

• -    методы определения жира – по ГОСТ 5867-90;

• -    определение общего белка методом Кьельдаля, методом формольного титрования -по ГОСТ 23327-78;

• -    определение структурно-механических характеристик сыра;

• -    определение аминокислотного состава - методом ионообменной жидкостной хроматографии на аминокислотном анализаторе «ААА-339М»;

• -    определение энергетической ценности продукта рассчитывали с применением общепринятых коэффициентов: по белкам и углеводам - 4, жирам - 9;

• -    органолептические показатели готового продукта - по 30 балльной шкале в соответствии с методикой [2].

Известно, что качество комбинированных продуктов во многом зависит от качества компонентов, составляющих данный продукт. Поэтому целесообразно предварительно исследовать свойства составляющих компонентов.

В ходе исследований была разработана рецептура сырного продукта, аналогом которого выступал сыр «Чеддер».

При разработке рецептуры учитывались следующие требования:

• -    соответствие гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов СанПиН 2.3.2.1078-01;

• - высокая пищевая и биологическая ценность в соответствии с потребностями современного человека;

• -    высокие органолептические показатели и технологические характеристики;

• - надежность в отношении стабильности состава и сохранение потребительских характеристик в процессе хранения;

• -    доступность широкому кругу потребителей.

В сравнении с аналогом в предлагаемой рецептуре сырного продукта вода для восстановления сухого обезжиренного молока была заменена на гидролизованный экстракт чечевицы.

В настоящее время ферментация превратилась в одно из эффективных средств для получения наиболее желательных функциональных и питательных свойств пищевых белков. Зная специфичность действия фермента, можно контролировать степень гидролиза, а также характер получаемых пептидов, т. е. их среднюю молекулярную массу, характер аминокислот по расположению карбоксильных или аминных групп и т.п. Контроль степени гидролиза особенно важен при работе с растительным белком, в связи с тем, то слишком интенсивный протеолиз может привести к образованию горького привкуса белка. В результате проведенных исследований получено, что степень ферментативного гидролиза можно значительно варьировать. Она ниже у белков растительного происхождения, особенно в первый час протеолиза. Однако в дальнейшем эти различия между белками животного и растительного происхождения постепенно сглаживаются; тем не менее казеин, гидролизуется до 64 % за 48 часов, а белки чечевицы до 60 % за 72 часа под действием протеаз.

Выбор комплексного ферментного препарата при производстве сырного продукта был как раз обусловлен присутствием в рецептурной смеси экстракта чечевицы. При работе с данным препаратом нормализованная смесь гидролизовалась в два раза быстрее, при этом не приводила к образованию горечи. В то время как для производства сыра «Чеддер» был использован фермент сычужный СФ 50 Нормаль.

Т а б л и ц а 1

Ферментный состав используемых препаратов

Наименование	Марка	Ферментный состав % (доля активности фермента от общей активности препарата)
		Химозин	Пепсин говяжий	Пепсин куриный
Фермент сычужный	СФ 50 Нормаль	40	60	0
Комплексный препарат	СКГ 50 Энзи-Микс	До 10	40	Не более 50

Производитель ЗАО завод эндокринных ферментов*

Апробация технологии в условиях предприятия проводилась на ОАО «Маслодельном заводе Новохоперский» на линии производства сыров с чеддеризацией, выработана опытная партия сырного продукта в количестве 500 кг. Выполненные исследования позволили определить рациональные технологические параметры процесса, которые можно было рекомендовать для производственных испытаний.

В результате проведенного анализа были подобраны оптимальные процентные соотношения по сырью и разработана рецептура сырного продукта (таблица 2):

Т а б л и ц а 2

Рецептуры сырного продукта и сыра «Чеддер»

Компоненты	Сырный продукт	Сыр «Чеддер»
	Масса	, кг
Молоко цельное Молоко сухое	478,3	478,29
обезжиренное Концентрат:	23,9	47,8
-Вода	215,2	-
-Чечевица	216	430,5
Закваска	24	-
CaСl 2 Сычужный	25	25
фермент	0,4	0,4
Соль	0,02	0,02
Всего	18	18
	1000,82	1000
Выход	1000	1000

В сравнении с аналогом в предлагаемой рецептуре сырного продукта вода для восстановления сухого обезжиренного молока была заменена на экстракт чечевицы.

В основе метода лежат закон распределения вещества между двумя несмешивающи-мися жидкостями, и различная растворимость отдельных веществ в данном растворителе

К основным стадиям экстрагирования водой относят:

• 1)    подготовку сырья и экстрагента (очистка и измельчение сырья, стерилизация растворителя);

• 2)    непосредственное контактирование твердой и жидкой фаз;

• 3)    разделение системы твердая фаза - раствор (отстаивание).

Динамика экстракционного процесса зависит от ряда факторов: соотношение сырья и экстрагента, стандартности сырья, дисперсности частиц, режима экстрагирования, среды и аппаратуры.

Оптимальными условиями были выбраны:

• - соотношение чечевица: вода = 1:9;

• - температура экстрагента 28-30 °С;

• - время экстрагирования – 20 часов.

3,50%

3,00%

2,50% —е— массовая доля сухих

2,00%       веществ

1,50%

—массовая

1,00%      доля белка

0,50%

0,00%

Рисунок 1. Динамика процесса экстрагирования

Полученный экстракт в дальнейшем подвергается совместному гидролизу с нормализованной сырной смесью.

Для того чтобы выработать сыр стандартного состава с требуемым содержанием жира и сухих веществ, на производство сыра направляется смесь с необходимым содержанием жира и белка. Для осуществления производства сырного продукта с чеддеризацией была разработана аппаратурно-технологическая схема (рисунок 2).

Технологический процесс осуществляется следующим образом: из бункера 2 с помощью дозатора 3 на молотковую дробилку 4 подается предварительно очищенная на сепараторе зерновом 1 чечевица. Мелкораздробленная чечевица подается в ванну для экстрагирования 6, куда подается через дозатор 5 и подогретая вода до 28-30 ºС. Полученный в ванне 6, экстракт подается в промежуточный резервуар 7, откуда поступает на восстановление сухого обезжиренного молока в аппарат 8. В этот же аппарат 8, после восстановления сухого обезжиренного молока, поступает и цельное нормализованное пастеризованное молоко из резервуара для промежуточного хранения 9, смесь тщательно перемешивается и поступает в пастеризационно-охладительную установку 10. Пастеризованная при (80±2) ºС и охлажденная до температуры заквашивания (38-40 ºС) смесь направляется в сыроизготови-тель 11. При интенсивном перемешивании в сыроизготовителе молочно-растительная смесь смешивается с раствором хлорида кальция, ферментом и закваской из заквасочника 13. Полученный сгусток режут, дробят и обрабатывают для получения сырного зерна. Проводят второе нагревание до температуры 38-40 ºС в течение получаса, удаляют часть сыворотки, которую отправляют в резервуар 12, вносят раствор поваренной соли, зерно вымешивают. Сырное зерно вместе с оставшейся частью сыворотки отправляют на отделитель сыворотки 14 (сыворотка из которого так же поступает в 12), после чего зерно помещают в перфорированные формы 15 и направляют в установку для чеддеризации 16. В установку 16 подается и подкисленная до 23 ºТ сыворотка из резервуара 12. Выдерживают до повышения кислотности сыворотки до 60 ºТ, что составляет 20-30 минут. Полученный сыр отправляют на прессование в аппарат для прессования 17, а далее на созревание на стеллажи 18 [3].

Рисунок 2. Аппаратурно-технологическая схема производства комбинированного сырного продукта

Внешний вид. Сырный продукт упакован в полимерный пакет. После удаления упаковки - поверхность продукта ровная, без корки, чистая, без ослизнения, допускаются отпечатки перфорации. Допускается незначительное выделение сыворотки под пленкой.

Вкус и запах . Кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов, в меру соленый. Допускается слабовыраженный привкус растительного белка. Консистенция. Однородная, слегка ломкая.

Цвет теста. Светло-желтый с кремовым оттенком.

Рисунок. Редкий, щелевидный, или вовсе отсутствует.

Внедрение рекомендаций позволило сэкономить молочное сырье, а также получить продукт функциональной направленности, сбалансированного состава с детерминированным набором признаков.

В проводимых исследованиях изучали хранение при температуре 4±2 ºС и 9±1 ºС в течение 13 суток. В процессе хранения при изучаемых температурных режимах отмечалось снижение массовой доли влаги, причем при температуре хранения 9±1 ºС этот процесс происходил более интенсивно (рисунок 3).

Изменение величины активной кислотности в процессе их хранения показано на рисунке 3.

хранения

Продолжительность хранения

[□ (9±1) 0С ■ (4±2) 0С

5,8

о о

о

I m

а

55,,67

55,,45 НХл

555,,,123

на начало 5 сутки    10 сутки 13 сутки хранения

Продолжительность хранения

б

I ----- 1 (4±2) 0С

-♦-(9±1) 0С

Рисунок 3. Изменение массовой доли влаги ( а ) и активной кислотности ( б ) в сырном продукте в процессе хранения

В процессе хранения происходило понижение величины активной кислотности, при чем оно зависело не только от температуры хранения, но и от способа хранения. У сырных продуктов, упакованных в термоусадочную пленку, величина активной кислотности понижалась несколько быстрее, чем у хранившихся без пленки.

В образцах за весь период хранения бактерии группы кишечной палочки, а также условно-патогенные, патогенные микроорганизмы, плесени и дрожжи ни в контрольном, ни в опытном вариантах не обнаружены.

Таким образом, анализ изменения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в процессе хранения позволил установить срок годности 10 суток при температуре 8±2 ºС и относительной влажности воздуха 80-85 % и 18 суток при температуре 4±2 ºС.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что сырные продукты, обогащенные продуктами переработки чечевицы обладают высокой пищевой и биологической ценностью и могут быть рекомендованы для функционального питания населения всех возрастных групп.

Т а б л и ц а 3

Содержание макро- и микроэлементов

§ О о S S		Сыр «Чеддер»	Сырный продукт
	Ca	232±8	214±6
	P	263±5	271±4
	K	48±4	56±2
	Na	28±1	33±3
	Mg	16±2	18±3
	Fe	3,38±0,03	3,44±0,02
	Mn	0,16±0,02	0,26±0,01
	Cu	0,06±0,01	0,10±0,03
	Zn	2,11±0,03	2,32±0,05

Анализируя полученные результата, следует, что 100 г. Полученного сырного продукта удовлетворяет суточную потребность: в магнии на 4,5-5,3 %; в железе на 22,9-23,5 %; в марганце на 3,3-3,9 %; в меди на 5-5,5 %; в кальции на 21,3-23,7 %; в фосфоре на 21,7-22,1 %; в калии на 1,5-1,6 в цинке на 18,5-19,4 %, в натрии на 0,7-0,8 %;

Далее изучался аминокислотный состав исследуемых образцов (таблица 4).

Т а б л и ц а 4

Содержание аминокислот в сырном продукте и сыре «Чеддер»

Аминокислоты, г/100г	Исследуемые продукты
	Сыр «Чеддер»	Сырный продукт
Незаменимые
аминокислоты
В том числе:
Валин	1,15	1,19
Изолейцин	0,93	0,99
Лейцин	1,85	1,87
Лизин	1,52	1,6
Метионин+цистин	0,57	0,54
Треонин	0,93	0,98
Триптофан	0,73	0,83
Фенилаланин+тирозин	1,2	1,27
Заменимые аминокислоты
В том числе:
Аланин	0,62	0,66
Аргинин	0,72	0,75
Аспарагиновая
кислота	1,51	1,56
Гистидин	1,37	1,4
Глицин	0,43	0,51
Глутаминовая кислота	1,64	1,66
Пролин	3,2	3,25
Серии	1,27	1,28
Цистин	0,18	0,21

Полученные результаты из таблицы 4, свидетельствуют, что, замена части молочного сырья белковым компонентом, не только не снижает, но и увеличивает содержание аминокислот в продукте, в первую очередь незаменимых. Внесение белкового компонента способствует получению продукта с более высоким содержанием всего состава аминокислот [3].

В результате промышленной апробации результатов лабораторных исследований были подтверждены рациональные технологические параметры и компонентные соотношения получения сырных продуктов, определенны аттестованными методиками в аккредитованной испытательной лаборатории пищевых продуктов Воронежского государственного университета инженерных технологий и лаборатории предприятия физико-химические показатели готового продукта (таблица 5).

Т а б л и ц а 5

Пищевая и энергетическая ценность готового продукта

Варианты	Пищевая ценность, г/100 г		Энергетическая ценность
	Белок	Жир	Ккал/100 г	кДж/100 г
Сыр «Чеддер»	23,5	30,8	380	1590
Сырный продукт	25	16,4	256	1068

Одним из важнейших показателей сыров является содержание белка в готовом продукте. Средняя суточная потребность взрослого человека в белках составляет 80-100 г. 100 г сырного продукта удовлетворяет суточную потребность в белках на 14,5-19,3 %.

В результате применения разработанной технологии при производстве сыров с чеддери-зацией, получен высококачественный продукт, сбалансированный по пищевой и биологической ценности, с высокими органолептическими показателями.

С медико-биологических позиций полученные белки являются уникальным препаратом: по аминокислотному составу сложная бел- ковая составляющая, по содержанию незаменимых аминокислот практически соответствует идеальному белку, легко усваивается в организме. Производство сыров данной группы не требует создания дорогостоящих мощностей и позволяет снизить расход молока [1].