Технологические решения применения ультразвукового воздействия для производства рассольных сыров, обогащённых коричным маслом

Учеными доказано, что рациональное и безопасное питание способствует росту и естественному развитию организма человека, а также профилактике заболеваний и как следствие продлению жизни людей, повышению его работоспособности и созданию условий для их адаптации в сложных условиях окружающей среды. Молочная продукция является важной составной частью в обеспечении организма человека полноценными нутриентами, а следовательно, важнейшая составляющая здоровья населения. Результаты множественных исследований доказали, что молоко содержит все необходимые для жизнедеятельности организма человека вещества, в числе которых - жиры, белки, углеводы, минеральные вещества и витамины. Однако их содержание определено множественными факторами и весьма неустойчиво, а количественное соотношение не всегда соответствует потребностям человеческого организма [1, 3, 7, 8]. Все сказанное в совокупности определяет необходимость обеспечения качества молочных продуктов за счет инновационных подходов и других технологических решений.

В последние годы отмечается растущий интерес к использованию для обогащения пищевых систем природных соединений, имеющих выраженные антиоксидантные и противомикробные свойства, выступающие в качестве иммуностимуляторов в борьбе с новыми типами вирусов и бактерий. Поэтому создание молочных продуктов, обогащенных пищевыми ингредиентами, содержащими биологически активные вещества, позволяет дополнить нутриентный состав и удовлетворить потребности организма человека в незаменимых факторах питания, одновременно обеспечивая при высоком качестве комплексность биологически значимых функциональных свойств [3, 9].

Технологические свойства молока определяют возможность получения широкого ассортимента продуктов его переработки. Среди молочных продуктов сыры занимают высокие позиции в ассортиментной линейке и пользуются устойчивым спросом. Основные тренды развития российского рынка сыров определили санкционные мероприятия, а тормозящими факторами его развития остаются качество сырья и неудовлетворительное техническое оснащение предприятий. Высокие требования к исходному сырью, длительность и параметры ведения технологических процессов в сыроделии определяют видовые особенности конечного продукта. В этой связи особый интерес для производителей представляют сыры с коротким сроком созревания, в частности рассольные сыры. Рассольные сыры ‒ традиционный продукт, имеющий многовековую историю использования для питания народами Кавказа, в Средней Азии и многих южноевропейских народов [2, 5, 11, 15].

В технологиях некоторых национальных видов рассольных сыров применяют коричное масло, которое вносится в молочное сырье до момента сквашивания и формирования сырного зерна. Свойства коричного масла достаточно изучены, так, установлено, что в его составе до 90 % приходится на коричный альдегид, который обусловливает противовирусную и антибиотическую активность, успокаивающее и тонизирующее действие, противогрибковые и другие свойства (рис. 1а). К числу значимых химических компонентов в составе коричного масла относят эвгенол (рис. 1б), вещество, входящее в состав обезболивающих, биоцидных препаратов и анти- септиков. Положительными свойствами, благоприятствующими использованию коричного масла как функциональной вкусоароматическая добавки, являются его консистенция, нежный своеобразный аромат и сладковатый вкус. Однако степень распределения коричного масла в дисперсии молочного сырья может влиять на течение биохимических процессов.

В этой связи для обеспечения эффективного распределения возможно применение физических методов воздействия, в частности кавитационных эффектов ультразвукового воздействия [6, 14, 15].

Целью данного исследования является обоснование возможности применения ультразвукового воздействия на разных этапах производства рассольного сыра при обогащении коричным маслом, с целью улучшения показателей качества и продления сроков хранения.

Объекты и методы исследований

Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях были приготовлены 4 варианта образцов мягкого белого рассольного сыра:

образец 1 (контроль) – мягкий белый рассольный сыр (без УЗВ);

образец 2 – мягкий белый рассольный сыр (УЗВ);

образец 3 – мягкий белый рассольный сыр с эфирным маслом корицы (без УЗВ);

образец 4 – мягкий белый рассольный сыр с эфирным маслом корицы (УЗВ).

Для технологии получения образцов сыра использовали:

• -    препарат жидкого сычужного фермента KLASAE 20000ед/г. производитель CKUFood, Нидерланды, упаковано ООО Современные ферменты, г. Радужный;

• -    эфирное масло корицы OLEOS.

Процесс технологии получения образцов рассольных сыров включал несколько этапов:

– подготовки молока для технологии ферментации (пастеризация и охлаждение до 35 °С, внесение кальция);

• –    внесение обогатителя в количестве 0,1 г на 1 литр молока;

• –    обработка ультразвуком (мощность 600 Вт 95 % от паспортного значения (630 Вт) в течение 40 с;

• - внесение сычужного фермента;

  – после перемешивания молоко выдерживают для формирования сгустка;

  – разрушение сгустка: молочный сгусток оставляют в покое в течение 20 мин для уплотнения. Затем сгусток разрезают горизонтально и вертикально и оставляют его в сыворотке, помешивая в течение 20 мин;

  – отделение сыворотки от сырного зерна и формование брусков;

  – посол: сырные бруски после отделения сыворотки помещаем в 18 % раствор поваренной соли для хранения до использования.

Молочное сырье оценивали по следующей номенклатуре показателей: массовая доля жира, %; СОМО, %; массовая доля белка, %; бродильная проба при температуре 38–40 °С, критерии оценки представлены в табл. 1.

При исследовании образцов мягкого белого рассольного сыра была установлена номенклатура показателей качества, наиболее полно характеризующих качество и сроки хранения при использовании ультразвука в технологии.

Органолептические показатели (внешний вид, вкус и запах,консистенция, рисунок и цвет).

Физико-химические показатели (массовая доля золы, %; массовая доля влаги, %; массовая доля сухого вещества, %; массовая доля поваренной соли,%; активная кислотность; массовая доля белка, %) [4, 8, 13].

Результаты и их обсуждение

На первом этапе исследования было проведено тестирование образцов молока коровьего по комплексу показателей и стремительность свертывания сычужным ферментом, что позволяет оценить соотношение основных нутриентов и степень агрегации сывороточных белков, оценить благоприятность среды для развития микроорганизмов [10]. Усредненные значения результатов оценки показателей качества и сыропригодности образцов коровьего молока разных периодов лактации представлены в табл. 2.

В результате исследования было установлено, что образцы молока коровьего, полученные с фермерских хозяйств Аргаяшского района Челябинской области, обладают оптимальными параметрами для использования в технологии опытных образцов рассольных сыров, обогащенных маслом корицы. Вместе с тем с учетом показателей сыропригодности в последующих исследованиях из эксперимента было исключено молоко, полученное после удоя в период лактации сентябрь– ноябрь 2019 г.

На следующем этапе работ в лабораторных условиях были выработаны четыре образца мягкого белого рассольного сыра (табл. 3), которые впоследствии выдержива-

Таблица 1

Критерии оценки качества молока по сычужно-бродильной пробе

Класс/ Оценка качества Характеристика сгустка I/Хорошее Сгусток с плавной поверхностью, упругий на ощупь, без глазков на продольном разрезе, плавает в бесцветной сыворотке, которая не тянется и не горькая на вкус II/Удовлетворительное Сгусток, смягченный на ощупь, с одиночными глазками (1 -10), порван, но не вспучен Ш/Плохое Сгусток с большим количеством глазков, пористый, смягченный на ощупь, вспученный, всплывает кверху или вместо сгустка формируется хлопьевидная масса лись в солевых растворах (рис. 2) в течение 14 дней (исследование проводились по истечении 7 и 14 суток хранения).

Важно отметить, что применение инновационного подхода в технологии выработки сыров позволило обеспечить хороший выход сырного зерна. Так, масса продукта, полученного с использованием УЗВ, увеличивалась в среднем на 20…25 %. Такой эффект обеспе- чивался прежде всего за счет кавитации, возникающей при УЗВ, изменяющей гидратные свойства белков молока и структуры воды в его составе.

Полученные образцы сыров оценивались по органолептическим показателям после выработки, а также в течение 14 дней хранения, результаты оценки сыров после хранения представлены на профилограммах (рис. 3).

Таблица 2

Усредненные результаты оценки качества и сыропригодности образцов коровьего молока разных периодов лактации

Наименование показателя	Тестируемые образцы коровьего молока
	сентябрь-ноябрь 2019 г.	декабрь 2019– февраль 2020
Кислотность, °Т	17 ± 0,6	17 ± 0,5
Плотность, кг/м3	1029 ± 0,44	1028 ± 0,41
Массовая доля белка, %	3,0 ± 0,05	3,31 ± 0,05
Массовая доля жира, %	3,5 ± 0,03	3,93 ± 0,03
СОМО,%	8,23	8,65
Массовая доля кальция,%	118 ± 0,9	130 ± 0,8
Соотношение Ж:Б	3,5:3,0	3,9:3,3
Соотношение Б:СОМО	3,0:8,23	3,3:8,65
Бродильная проба	II/Удовлетворительное	I /Хорошее

Таблица 3

Характеристика образцов сгустков после коагуляции белков при действии сычужного фермента

Наименование образца	Описание сгустка	Внешний вид сгустка
Образец 1 (контроль)	Мягкий белый рассольный сыр (без УЗВ)
Образец 2	Мягкий белый рассольный сыр (УЗВ)	z
Образец 3	Мягкий белый рассольный сыр с эфирным маслом корицы (без УЗВ)
Образец 4	Мягкий белый рассольный сыр с эфирным маслом корицы (УЗВ).	1 V 1          *1

Рис. 2. Способ выдержки сырных брусков в солевых рассолах, в условиях холодильного хранения (при температуре 6 ± 2 °С)

б)

а)

Рис. 3. Профилограммы изменения органолептических характеристик образцов сыров при хранении: а – через 7 суток хранения; б – через 14 суток хранения

В ходе исследования установлено, что образцы рассольных сыров, обогащённые коричным маслом с применением в технологии УЗВ (мощность 600 Вт, длительность 40 с), имели привлекательный внешний вид, сырные брусочки хорошо сформованы, достаточно плотные, однородные в разрезе и при хранении сохраняли лидерские позиции в оценке.

Результаты оценки образцов сыров по физико-химическим показателям подтвердили положительное влияние коричного масла, обработанного с помощью низкочастотного УЗВ в молочную систему, на весь комплекс характеристик, доказывают перспективность данных технологических решений. Динамику из- менения основных показателей качества, определяющих пищевую ценность рассольного сыра, обогащенного маслом корицы, можно проследить на основе гистограмм (рис. 4, 5).

Полученные данные, характеризующие динамику изменений единичных показателей качества в процессе выдержки сыров в рассолах, имеют схожие тенденции. Вместе с тем по истечении 14 суток выдержки опытных образцов в солевых растворах наблюдается явное влияние УЗВ на характер изменения показателей просоленности и влагоудерживающей способности сыров (образец 2 и образец 4), что подтверждает эффективность предложенного технологического решения.

Учитывая, что в микрофлоре свежих сыров в основном присутствуют молочнокислые бактерии, а затем с различной скоростью начинают преобладать стрептококковые формы бактерий, степень преобразования белков продукта при изменении технологий можно регулировать. Так, показатель активной кислотности, характеризующий степень изменения белкового компонента и накопление промежуточных продуктов распада в опытных образцах, был разным. Обогащение сыров ко- ричным маслом обеспечило увеличение срока годности продукта за счет антимикробного действия и обеспечило хорошие сенсорные и вкусовые свойства продукта, привлекательность для потребителя [12].

Выводы

Таким образом, результаты исследования доказали положительные влияние ультразвука на стадии подготовки молока к производству сыра. Сыр, обогащенный маслом корицы, показал лучшие результаты в химическом ана-

■ контроль

■ Образец 2

■ Образец 3

■ Образец 4

Рис. 4. Динамика изменения физико-химических показателей качества сыров через 7 суток выдержки в солевых рассолах

■ контроль

■ Образец 2

■ Образец 3

■ Образец 4

Рис. 5. Динамика изменения физико-химических показателей качества сыров через 14 суток выдержки в солевых рассолах

лизе, хранении и сенсорной оценке с точки зрения вкуса, аромата и общего восприятия.

Но отметим необходимость дальнейшего изучения, так как увеличение или уменьшение времени влияния ультразвука на молоко давало разные показания выхода сыра. Использование ультразвука возможно в промышленном масштабе, с целью получения большего выхода сыра из молока, а значит и увеличения прибыли.