Разработка технологии производства мягкого сырного продукта на основе трехкомпонентной сырьевой смеси

На территории Российской Федерации, в частности в Ульяновской области, наблюдается тенденция увеличения числа людей, имеющих аллергические реакции на лактозу, так, например, по наблюдениям, проведенным сотрудниками Поволжского казачьего института управления и пищевых технологий (ПКИУПТ) за 2019-2021 гг., эта цифра составляет от 1,7 до 3,1 % среди взрослого населения.

Диетологи утверждают, что непереносимость лактозы - это особенность организма, обусловленная генетически, причем среди представителей разных народов процент людей, не переносящих лактозу, разный, однако при употреблении небольших количеств молока и кисломолочных продуктов симптомы лактазной недостаточности могут не проявляться или быть умеренны. Кроме того, таким пациентам рекомендуют кисломолочные продукты в качестве полноценной замены: йогурт, кефир, ряженка, ацидофилин. При их производстве используется закваска из микроорганизмов, под воздействием которой лактоза частично расщепляется. В таком виде она усваивается в 3-8 раз лучше молочной лактозы [1].

Сегодня известно множество способов производства мягких сырных продуктов, производимых без добавления пищевых наполнителей и с их добавлением. Например, способ получения мягкого сыра, который предусматривает использование в качестве консерванта сорбиновую кислоту и наполнителя - кукурузную крупу, другой способ - это технология производства мягкого сыра на основе цельного коровьего молока, кислой молочной сыворотки, а в качестве наполнителя - жмых кедрового ореха; также в качестве белкового наполнителя при производстве мягкого сыра используют гомогенизированные соленые молоки лососевых рыб и т. д. Все эти способы служат для придания готовой продукции функциональных свойств [2 — 5].

Сотрудниками ПКИУПТ был проведен анализ технологий по производству мягких сырных продуктов и рынка готовой продукции, было установлено, что имеется много технологических решений по производству мягких сырных продуктов из различных компонентов и на основе множества пищевых добавок. Большой теоретический и практический вклад в развитие технологий комбинированных продуктов питания на молочной основе внесли отечественные исследователи Н.Н. Липатов, П.Ф. Крашенинин, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, Н.Н. Липатов (мл.), Н.И. Дунченко, З.С. Зобкова, М.С. Уманский, Л.А. Остроумов, А.А. Майоров, М.П. Щетинин, Ю.Я. Свириденко, Н.П. Захарова, А.Ю. Просеков, И.А. Смирнова, Л.А. Забодалова, Л.М. Захарова, А.Н. Петров, А.Г. Галстян, С.М. Лупинская, Г.Б. Гаврилов, Т.П. Арсеньева, И.В. Буянова и мн. др. [3 - 5], но нет разработанной технологии производства мягких сырных продуктов на основе смешивания компонентного сырья, состоящего из кобыльего, козьего и коровьего молока, а на территории Самарской и Ульяновской областей отсутствуют аналогичные товары. Следовательно, изучение возможности производства такого рода продукции -мягкого сырного продукта на основе трехкомпонентной сырьевой смеси - актуально, и разработка данного направления позволит расширить ассортимент продукции, реализуемой на прилавках торговых точек. Особенность предложенного способа производства мягкого сырного продукта на основе трехкомпонентной сырьевой смеси заключается в том, что в состав их будет входить только сырье животного происхождения, а производимые продукты будут обладать рядом функциональных свойств. За счет смешивания трех видов молока, предполагаем, будет уменьшаться концентрация лактозы, что придаст продукту функциональность.

Цель исследования – разработка рецептуры и технологии производства мягкого сырного продукта на основе трехкомпонентной сырьевой смеси, состоящей из кобыльего, козьего и коровьего молока, направленных на расширение ассортимента мягких сырных продуктов, увеличение выхода мягкого сырного продукта и, следовательно, решение проблемы ресурсосбережения сырья и удовлетворения существующего спроса на функциональные продукты с низким содержанием лактозы.

Материалы и методы исследования

Опубликованные труды отечественных и зарубежных ученых, патенты и разработки в области расширения ассортимента кисломолочных продуктов были использованы в качестве методологической основы исследования.

Объектами исследования выступали трехкомпонентные сырьевые смеси, состоящие из кобыльего, козьего и коровьего молока, в процентном соотношении:

• 1    объект - молоко козье : молоко кобылье : молоко коровье в соотношении 30 : 30 : 40 % по массе;

• 2    объект - молоко козье : молоко кобылье : молоко коровье в соотношении 40 : 40 : 20 % по массе.

Экспериментальная часть работы выполнялась на основе центральных композиционных планов при определении технологических параметров и симплекс-методом при моделировании рецептур. Для организации непосредственного лабораторного исследования образцов использовались общепринятые и современные методы исследований: массовую долю жира в молочном сырье и готовых продуктах определяли кислотным методом Гербера; массовую долю белка определяли рефрактометрическим методом и формольным титрованием; массовую долю влаги и сухого вещества в белковой основе и готовом продукте определяли методом высушивания навески в сушильном шкафу и ускоренным методом на приборе Чижовой; массовую долю общего азота и массовую долю белка в продуктах - методом Къельдаля; массовую долю растворимого белка определяли по методу Лоури; титруемую кислотность определяли титриметрическим методом с применением индикатора фенолфталеина и т. д. [6 - 9].

Результаты исследования и их обсуждение

Качественный состав молока, в том числе и кобыльего, во многом зависит от продуктов питания животного и окружающей среды. В таблице 1 представлены усредненные показатели нутриентов в молоке человека, лошади, коровы и козы.

Таблица 1

Показатели состава молока (по Young W. Park, George F.W. Haenlein (Eds.) [10]

Показатель	Молоко женское		Молоко кобылы		Молоко коровы		Молоко козы
	г/кг	%	г/кг	%	г/кг	%	г/кг	%
Жир	36,4	4,5	12,1	1,6	36,1	3,8	38,0	3,5
«Сырой» протеин	14,2	1,1	21,4	2,7	32,5	3,7	35,0	3,1
Лактоза	67,0	6,8	63,7	6,1	48,8	4,9	41,0	4,6
Зола	2,2	0,2	4,2	0,5	7,6	0,7	8,0	0,8
Энергетическая   цен ность (ккал/кг)	677		480		674		700

Проанализировав данные таблицы 1, можно сделать вывод, что из представленных видов молока коровье молоко содержит большее количество белков, которые необходимы теленку для быстрого набора массы в течение нескольких недель. Грудному ребенку подобное не требуется, так как взросление происходит намного медленнее, в связи с чем содержание белка в нем почти в 3 раза меньше, чем в коровьем. По сравнению с женским молоком в кобыльем молоке отмечается низкое содержание лактозы. Самым низколактозным молоком является козье. По белковому и лактозному составу кобылье молоко наиболее приближено к человеческому, что отображено в таблице 2.

Таблица 2

Средние значения азотосодержащих компонентов молока (по Young W. Park, George F.W. Haenlein (Eds.) [10]

Показатель	Молоко женское		Молоко кобылы		Молоко коровы		Молоко козы
		о i-Q О О Н н О ° к		о о 5 ° к		о 5 ° к		о 5 ° к
Сывороточный белок	7,6	53,52	8,3	38,79	5,7	17,54	7,2	19,62
Казеин	3,7	26,06	10,7	50,00	25,1	77,23	27,3	74,39
НБА х 6,38	2,9	20,42	2,4	11,21	1,7	5,23	2,2	5,99
Сырой протеин	14,2	100	21,4	100	32,5	100	36,7	100

Таблица 3

Процентный состав сывороточного белка (по Young W. Park, George F.W. Haenlein (Eds.) [10]

Показатель	Молоко женское	Молоко кобылы	Молоко коровы	Молоко козы
β-Лактоглобулин	не обнаружен	30,75	20,10	26,71
α-Лактальбумин	42,37	25,55	53,59	43,33
Иммуноглобулины	18,15	19,77	11,73	не обнаружен
Сывороточный альбумин	7,56	4,45	6,20	не обнаружен
Лактоферрин	30,26	9,89	8,38	10,27
Лизоцим	1,66	6,59	следы	5,76

Содержание α-лактальбумина в коровьем молоке на ≈ 10 % больше относительно грудного, а в кобыльем молоке преобладает β-лактоглобулин (см. табл. 3). И α-лактальбумин, и β-лактоглобулин вместе с казеином и липопротеинами являются главными аллергенами молока. Аллергия на молоко кобылы и коровы может проявляться в любом возрасте в силу различных факторов (к примеру, состояние ЖКТ и др.). Тем не менее, по результатам исследований, аллергическая реакция на молоко кобылы проявляется реже, чем на коровье [10, с. 247]. Объясняется это различными структурами (как следствие, свойствами) белков молока и различиями буферной емкости [10, с. 248]. В козьем молоке меньше лактозы, для усвоения которой организму нужен специальный фермент. Козье молоко легче переваривается и содержит меньше лактозы, чем коровье молоко, поэтому некоторые люди с легкой непереносимостью лактозы могут хорошо переносить его [1].

Иммуноглобулины, являясь важной частью иммунной системы организма, по своему количеству превышают показатели женского молока. Это несомненный плюс по сравнению с коровьим молоком. Тем не менее необходимо отметить, что Ig материнского молока имеет большую ценность, чем Ig животного происхождения. Это связано с различной чувствительностью к всевозможным бактериям и вирусам у человека и животного.

Лактоферрин благодаря своим защитным функциям позволяет увеличить время сохранности свежего молока до скисания и развития бактерий. Фермент лизоцим лизирует грампо-ложительные бактерии, но не угнетает грамотрицательные и дрожжи.

Подобная внутренняя защищенность кобыльего молока от микроорганизмов позволяет потреблять его в сыром виде без какого-либо риска для здоровья (даже младенцам) [14, с. 246].

Молоко млекопитающих содержит как сывороточные, так и казеиновые белки. При этом следует обратить внимание на то, что грудное молоко, как указывалось ранее, относят к ряду альбуминовых. Этот факт означает, что для организма здорового человека (и взрослого, и ребенка) лучше подходит альбуминовое молоко. В таблице 4 рассмотрен сравнительный анализ аминокислотного состава женского, коровьего и кобыльего молока.

Таблица 4

Аминокислотный состав сывороточного белка (А) и казеина (Б) в мг/г белка (по Young W. Park, George F.W. Haenlein (Eds.) [10]

Показатель	Молоко женское		Молоко кобылы		Молоко коровы
	А	Б	А	Б	А	Б
Общее количество белка	1000	1000	1000	1000	1000	1000
Незаменимые
Аргинин Гистидин Изолейцин Лейцин Лизин	24	32	57	57	27	36
	19	28	19	29	20	26
	64	52	55	51	62	51
	99	96	95	92	101	94
	95	63	85	62	90	75
Метионин	20	19	25	13	22	25
Фенилаланин	30	46	39	43	35	46
Треонин	71	40	44	33	73	42
Триптофан	20	13	≈10	≈16	19	13
Валин	61	61	52	69	62	61
Суммарное количество	460	390	405	379	464	407
Заменимые
Аланин	46	28	44	25	45	28
Аспаргиновая кислота	103	70	107	65	103	66
Цистин	24	6	19	≈6	22	3
Глицин	17	16	24	9	20	19
Глутаминовая кислота	166	207	188	223	173	208
Пролин	61	120	48	109	47	101
Серин	51	45	51	55	47	52
Тирозин	29	58	38	43	32	54
Суммарное количество	540	610	595	621	536	593

Анализируя таблицу 4, можно увидеть, что кобылье молоко лучше по составу благодаря меньшему содержанию незаменимых аминокислот казеина. Глобулин и альбумин кобыльего молока присутствуют в доступной форме, тогда как в коровьем они «скрыты». поэтому белок кобыльего молока усваивается организмом легче.

Жир женского и коровьего молока состоит в основном из триглицеридов (98 %), в кобыльем молоке на их долю приходится лишь 80 %, остальное – фосфолипиды (5 %), которые являются структурными компонентами клеточной мембраны и нейронов, и свободные жирные кислоты. Немаловажное значение имеет структура жирных кислот: в коровьем молоке пальмитиновая кислота находится в позиции sn-1 и sn-2 в равных пропорциях, когда в женском и кобыльем молоке преобладает sn-2 пальмитиновая кислота [10, с. 280]. Это различие имеет множество неблагоприятных последствий. Так, например, кальций усваивается хуже и выводится со стулом из организма. В целом жирные кислоты кобыльего молока всасываются тонким кишечником легче, так как отсутствует предварительное гидрирование, в отличие от молока жвачных млекопитающих [10, с. 283].

Одной из важнейших характеристик продуктов питания является пищевая ценность, в работе решались несколько проблем – нехватка молочного сырья, уменьшение лактозы в конечном продукте, получение нового функционального продукта, обладающего повышенной пищевой ценностью и определенными функциональными свойствами. В качестве способа решения ранее описанных проблем используется технология предварительного смешения трех видов сырья – молоко козье, молоко кобылье и молоко коровье. В ходе предварительных экспериментов было установлено, что наилучшем компонентным составом обладает смесь состава «молоко козье : молоко кобылье : молоко коровье» в соотношении 40 : 40 : 20 % по массе, именно при таком соотношении различного вида молочного сырья отмечалось получение продукта с наилучшими органолептическими и физико-химическими показателями. Наблюдался больший выход сырного продукта.

Технологический процесс основан на кислотно-сычужном способе коагуляции белка, в результате которого получается мягкий сырный продукт. Особенностью такого сырного продукта является то, что его можно использовать без стадии созревания, он обладает высокой пищевой ценностью и дает достаточно высокий выход при производстве. С экономической точки зрения, действующие предприятия не нуждаются в глобальной перестройке при организации такого производства.

Описанные выше результаты достигаются благодаря тому, что технологический способ получения мягкого сырного продукта из смеси молока козьего, молока кобыльего и молока коровьего характеризуется следующими этапами:

• -    пастеризация молочной смеси при температуре 72 - 75 °C;

• -    коагуляция белков молока с образованием сгустка бактериальной закваской, содержащей мезофильные молочнокислые лактококки Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris и аро-матобразующие Lactococcus diacetylactis , сычужный фермент и хлорид кальция;

• -    выдержка с последующим удалением сыворотки из полученного сгустка;

• -    самопрессование;

• -    формование;

• -    посолка солью поваренной;

• -    охлаждение.

В рецептуру входят следующие компоненты, масс.%:

• -    молоко козье - 38 - 40;

• -    молоко кобылье - 38 - 40;

• -    молоко коровье - 19 - 20;

• -    закваска, содержащая мезофильные молочнокислые лактококки Lactococcuslactis, Lactococcus cremoris и ароматобразующие Lactococcus diacetylactis, - 0,8 - 1,0;

• -    хлорид кальция - 0,2 - 0,5;

• -    сычужный фермент - 0,1 - 0,3;

• -    соль поваренная - 2.

После проведения физико-химических и биохимических исследований было установлено, что использование трехкомпонентной смеси молока позволяет насытить готовый мягкий сырный продукт полноценными белками, которые легко усваиваются организмом человека, они сбалансированы по аминокислотному составу, а также в продукте содержатся тиамин, пиакрин, метионин, протеин.

Заключение

В заключение следует отметить, что цель исследования достигнута, разработана рецептура и технология производства мягкого сырного продукта из трехкомпонентной сырьевой смеси – молока козьего, молока кобыльего и молока коровьего в соотношении 40 : 40 : 20 % по массе.

С экономической точки зрения и социального спроса, разработанная технология производства и рецептура мягкого сырного продукта, произведенного из трехкомпонентной сырьевой смеси, будет востребована на рынке продовольственных товаров, так как данные виды продуктов востребованны на рынке потребления.