Производство термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Обзор литературы

2. МАТЕРИАЛ, ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материал исследования

2.2 Методика исследования

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

3.1 Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов различного происхождения

3.2 Органолептические показатели термокислотных сыров с использованием растительных коагулянтов белка

3.3 Вторичное молочное сырье при производстве термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Типовая аппаратурно-технологическая схема и техпроцесс производства термокислотных сыров на предприятии

4.2 Подбор и техническая характеристика используемого оборудования на заданный объем продукта

4.3 Продуктовый расчёт

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1 Микроклимат на рабочих местах

6.2 Пожарная безопасность

7. ЭКОЛОГИЯ

7.1 Особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности

7.2 Загрязнение воздушной среды в процессе молочного производства

7.3 Основные мероприятия по снижению загрязнений окружающей природной среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с изменениями в структуре питания населения страны и дефицитом белка все большее внимание уделяется вопросу увеличения использования белковых ресурсов на пищевые цели, в том числе созданию новых продуктов. Полноценность таких продуктов определяется не только количеством белка, но и его качеством. Поэтому в пищевой промышленности развивается тенденция к обогащению продуктов полезным, легкоусвояемым белком.

Среди белковых молочных продуктов главное место занимают сыры, которые по своим биологическим свойствам имеют первостепенное значение, они хорошо усваиваются организмом человека и имеют самую высокую энергетическую ценность. Выпуск сыров в нашей стране в настоящее время недостаточен и не соответствует рекомендуемым нормам потребления. Поэтому увеличение производства сыров является одной из основных задач молочной промышленности.

Научные основы современной технологии выработки натуральных сыров разработаны в исследованиях А. Н. Королева, 3. X. Диланяна, Д. А. Граникова, П. Ф. Дьяченко, А. И. Чеботарева, Н. Н. Липатова, П. Ф. Крашенинина, Ю. Я. Свириденко, Л. А. Остроумова, Г. Г. Шилера, Р. М. Раманаускаса, А. В. Гудкова, И. И. Климовского, М.С. Уманского, А. А. Майорова, М. П. Щетинина и других.[38]

Сыр является идеальным продуктом для удовлетворения разнообразных требовании потребителя. Он полезен, поскольку обеспечивает организм человека высококачественными белками и кальцием. Широкое разнообразие способов выработки сыров и возможность варьирования химического состава дают возможность производства продукта . удовлетворяющего потребностям различных групп населения.[39]

Основу ассортимента вырабатываемых сыров длительный период составляли твердые сычужные сыры, при производстве которых используется, в основном, казеин, а водорастворимые белки остаются в сыворотке. При этом следует отметить, что сывороточные белки по содержанию дефицитных незаменимых аминокислот (лизина, триптофана, метионина, треонина) и цистеина являются наиболее биологически ценной частью белков молока, поэтому их использование для пищевых целей имеет большое практическое значение.

В сыроделии сывороточные белки рекомендуется использовать в производстве копринского, литовского, ставропольского, осетинского, варденисского сыров. Однако во всех этих технологиях сывороточные белки вносятся в нормализованную смесь после их выделения из сыворотки путем дополнительной денатурации. В связи с этим заслуживает внимания изучение термокислотного способа свертывания молока, основанного на совместной коагуляции практически всех молочных белков. Одновременное воздействие теплового и кислотного факторов позволяет не только увеличить выход продукта и повысить его биологическую ценность, но и исключить использование дорогостоящего сычужного фермента.

Следует отметить, что одновременное воздействие теплового и кислотного факторов позволяет увеличить выход продукта, повысить его биологическую ценность исключить использование сычужного фермента, а также сократить технологический процесс производства сыра. [40]

Использование такого способа коагуляции нашло распространение в производстве свежих кисломолочных сыров. История многих из них связана с национальными традициями. В настоящее время они все шире распространяются у нас в стране и за рубежом, благодаря своим высокопитательным свойствам и экономической эффективности производства. Ассортимент их в мире довольно широк. Однако в нашей стране этот способ производства еще не получил достаточного применения в сыроделии. В России с его использованием вырабатывают, в основном, один вид сыра - «Адыгейский».[41]

Использование различных наполнителей при производстве сыров термокислотным способом свертывания молока, который основан на совместной коагуляции практически всех молочных компонентов, позволяет не только расширить ассортимент, но и получить сыр, обогащенный необходимыми аминокислотами. Сбалансированный по жирнокислотному составу увеличить выход готового продукта за счёт наполнителей.[42]

В последние годы учёными и практиками разработаны и внедрены новые виды термокислотных сыров, где в качестве коагулянтов белка вместо кислой сыворотки используются органические кислоты - уксусная, лимонная и другие ( сыр «Легенда Алтая»). Также в литературе встречаются сведения об использовании в качестве коагулянта при осаждении белков растительное сырье, в том числе плоды и ягоды растений, содержащие большое количество кислот.

В связи с этим, нами для изучения возможности использования плодово - ягодных культур при выработке термокислотных сыров в условиях лаборатории кафедры мясных и молочных продуктов Марийского Госуниверститета была поставлена цель изучить свертывающие способности плодов айвы японской и барбариса обыкновенного, произрастающих в условиях республики Марий Эл, в основном на садовых участках, а также в зонах дизайнерского озеленения улиц и парков.

В задачу исследования входило:

1.Подготовить и оценить качество сырья ( молоко коровье цельное, плоды айвы японской, ягоды барбариса обыкновенного).

2.Выработать в условиях лаборатории опытные партии сыра с заменой уксусной кислоты на водные вытяжки из высушенных плодов.

3. Оценить полученный продукт по органолептическим и физико-химическим показателям.

4. Оценить качественные характеристики сыворотки и изготовить из неё напитки.

5. Произвести технологические и экономические расчёты по возможному внедрению разрабатываемой технологии производства термокислотного сыра с использованием плодово - ягодного сырья при производстве термокислотных сыров в производство

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Обзор литературы

Молоко коровье сырое и основные требования к его безопасности.

Молоко- это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой самок млекопитающих. Оно служит полноценной и незаменимой пищей новорожденным животным, а также необходимо для питания человеку любого возраста, так как содержит все нужные для жизнедеятельности организма вещества. Молоко используют либо как продукт питания в не переработанном или переработанном виде, либо как сырьё для молочной и пищевой отраслей промышленности [12].

Подлинное научное изучение влияния молока на пищеварение и организм началось в лаборатории великого русского физиолога И. П. Павлова в Петербурге. Изучая функции пищеварительных желез, он со своими сотрудниками выяснил следующее. Во-первых, с перевариванием молока организм успешно справляется, имея даже самый слабый желудочный сок и в очень небольшом количестве. Во-вторых, молоко даже при отсутствии аппетита вызывает отделение желудочного сока, что очень важно для больных с плохим пищеварением. В-третьих, молоко содержит абсолютно все питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности человека. Было установлено также, что количество вредных продуктов распада у молока, по сравнению с другими продуктами питания, самое минимальное.

За все эти достоинства И. П. Павлов назвал молоко изумительной пищей, приготовленной самой природой и отличающейся исключительной перевариваемостью и питательностью.[www.ekulinar.ru].

К. Горбатова отмечает что молоко - является хорошим источником минеральных веществ, в особенности кальция и фосфора, микроэлементов и витаминов. Имеются данные о том, что кальций молока по сравнению с кальцием других пищевых продуктов усваивается лучше. Большое значение в питании людей имеют и молочные продукты такие как: масло, сыр, творог, кисломолочные продукты, сгущенное молоко, мороженое и др.[ 9]

1. Технические требования

Молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний.

По органолептическим характеристикам молоко должно соответствовать требованиям таблицы 1.

Таблица 1. Органолептическая характеристика молока.

Наименование показателя	Характеристика
Консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев
Вкус и запах	Чистый, без посторонних запахов и привкусов, несвойственных свежему молоку. Допускается слабовыраженный кормовой привкус.
Цвет	От белого до светло-кремового

Молоко по физико-химическим и микробиологическим показателям должно соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Молоко, предназначенное для производства сыров должно соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

В молоке не допускаются остатки ингибирующих веществ, в т.ч. моющих, дезинфицирующих и нейтрализующих веществ.

Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ (токсичные элементы, микотоксины, антибиотики, пестициды, радионуклиды), патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл в молоке должны соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Молоко после дойки должно быть профильтровано (очищено). Охлаждение молока проводят в хозяйствах не позднее 2 ч после дойки до температуры (4±2) °C.

Транспортная маркировка продукции от сдатчика (физического или юридического лица) должна соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Таблица 2. Физико- химические и микробиологические показатели молока для сыроделия.

Показатели	Норма
Степень чистоты по эталону, группа	Не ниже 1(2)
Массовая доля,% -белка, В том числе казеина -жира	2,8-3,5 2,4-3,0 3,0-6,0
Содержание, мг /100 г : -кальция -калия Фосфора	110-140 148 92
Плотность,кг/м3	Не менее 1027
Титруемая кислотность,0Т	16-18( 16-20)
Редуктазная проба, класс	Не ниже1 (2)
Сычужно- бродильная проба, класс	1 и 2
Свертываемость молока ( по З.Х.Диланяну), тип	2
Максимальное количество: Спор мезофильных анаэробных лактатосбраживающих маслянокислых бактерий в 1 см3 молока: -для сыров с высокой температурой второго нагревания -для сыров с низкой температурой второго нагревания Соматических клеток в 1 см3 молока, тыс.	2 10 500

2 Правила приемки.

Молоко, полученное от коров в первые семь дней после отела и в последние пять дней перед запуском, и/или полученное от больных животных и находящихся на карантине, приемке на пищевые цели не подлежит.

Правила приемки и оформление сопроводительной документации - в соответствии с требованиями нормативных правовых актов, действующих на территории государств, принявших стандарт, и по ГОСТ 13928 -Молоко и сливки заготовляемые. Правила приемки, методы отбора и подготовка их к анализу.

Периодичность контроля показателей качества и безопасности молока при приемке устанавливают в соответствии с таблицей 3.

Контроль содержания пестицидов, токсичных элементов, нейтрализующих и консервирующих веществ, радионуклидов, афлатоксина М и микробиологических показателей осуществляют в соответствии с порядком, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Периодичность контроля содержания микробиологических и химических загрязнителей в молоке устанавливают в программе производственного контроля, разработанной в соответствии с нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

При получении неудовлетворительных результатов анализов хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторный анализ удвоенного объема пробы, взятой из той же партии молока. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию продукта.[ 11].

Таким образом, молоко отбираемое для производства сыров должно соотве тствовать всем пунктам нормативного документа.

Таблица 3.Периодичность контроля показателей качества и безопасности молока.

Параметр	Периодичность контроля	Регламентирующии документ
Группа чистоты ( фильтры с указанием группы чистоты вывешивают в приёмном отделении)	Ежедневно от каждой партии	ГОСТ 8218-89
Массовая доля жира	То же	ГОСТ 5867-90
Кислотность	То же	ГОСТ 3624-92
Плотность	То же	ГОСТ 3625-84
Количество соматических клеток	То же	ГОСТ 23453-90
Класс по сычужно- бродильной пробе (наличие газообразующей микрофлоры)	Не реже одного раза в декаду в пробах молока от каждого поставщика	ГОСТ 9225-84
Бактериальная обсеменненость ( показатели редуктазной пробы считаются достоверными только при отсутствии веществ, ингибирующих рост молочнокислых организмов)	То же	По редуктазной пробе с резазурином согласно ГОСТ 9225-84
Наличие в молоке веществ, ингибирующих рост молочнокислых бактерий (в качестве контрольного образца используется сухой препарат «СКИВ»)	То же	ГОСТ 23454-79
Количество спор мезофильных анаэробных лактатосбраживающих маслянокислых бактерий ( с использованием селективной мясопептонной лактатацетатной питательной среды по ГОСТ 25162-82 или селективной питательной среды, приготовленной из сухой среды « ЛАССА -Углич»	То же	ГОСТ 25102-90

Тепловая обработка молока и её влияние на состав и технологические свойства.

Тепловая обработка - одна из основных и необходимых технологических операций переработки молока, проводимых с целью обеззараживания. Эффективность тепловой обработки связана с термоустойчивостью молока, обуславливаемой его белковым, солевым составом и кислотностью, которые, в свою очередь, зависят от времени года, периода лактации, физического состояния и породы животных, рационов кормления.

Тепловая обработка молока представляет собой комбинацию режимов воздействия температуры (нагрева или охлаждения) и продолжительности выдерживания при этой температуре. Причем продолжительность выдержки при заданной температуре должна быть такой, чтобы был получен необходимый эффект. В молочной отрасли тепловая обработка проводится при температуре до 100 и свыше 100 єС.

Пастеризация. Основная цель пастеризации - уничтожение вегетативных форм микроорганизмов, находящихся в молоке (возбудителей кишечных заболеваний, бруцеллеза, туберкулеза, ящура и др.), сохраняя при этом его биологическую, питательную ценность и качество. [21].

Обязательной операцией при выработке мягких термокислотных сыров является пастеризация молока. Обеспечивая санитарно-гигиеническую безопасность продукта, тепловая обработка в то же время приводит к изменениям состава и технологических свойств молока. С повышением температуры пастеризации происходит денатурация сывороточных белков, переход растворимых солей кальция в нерастворимые формы, инактивация отдельных витаминов , ухудшение сычужной свертываемости молока и другие изменения. Всё это влияет на технологическии процесс выработки сыров , их качество и выход.

Установлено, что при повышении температуры молока с 70 до 800С увеличивается выход сыра из 100кг сырья и на 5,2 % снижается расход молока на выработку 1 кг сыра. При повышении температуры с 70 до 900С этот показатель составил 18,7%.

Анализ состава исходного молока и готового продукта позволил выявить основные составляющие, приведшие к таким результатам .Главным из них явились повышение массовой доли влаги в сыре (при 700С-53,9%; при 800С-55,0%; при 900С- 57,7%) и лучшее использование сухих веществ молока. С повышением температуры пастеризации с 70 до 900С использование сывороточных белков повысилось в 3,1 раза, а казеина и жира соответственно 8,7 и 4,9 %. [5]

Из приведенных данных видно, что температурные режимы пастеризации молока является весьма существенным фактором , влияющим на расход сырья и выход сыра. Поэтому этот технологически прием необходимо широко использовать при выработке мягких термокислотных сыров.[5]

Наибольший выход для всех выбранных коагулянтов при температуре 950С, что способствует традиционной технологии производства термокислотных сыров, т. к. при этой температуре наблюдается максимальная коагуляция белков молока, а консистенция получается плотная, однородная, пластичная. При нагревании ниже 800С сгусток образуется дряблый, мелкозернистый, творожный, белки коагулировали частично, значительная их часть отходит с сывороткой, вследствие чего уменьшается выход продукта. Повышение температуры выше 950с также способствовало уменьшению выхода продукта, при этом консистенция сгустка становилась резинистой и слишком плотной[4 ].

Белки молока и способы их выделения при производстве термокислотных сыров.

В практике коагуляцию казеина осуществляют снижая рН молока и добавляя кислоты (кислотная коагуляция), внося хлорид кальция ( термокальциевая коагуляция), сычужный фермент ( сычужная коагуляция). Коагуляция - это хлопьеобразование, оно происходит в результате дестабилизации коллоидных частиц в изоэлектрической точке, когда снижается количество поверхностных зарядов и снижается потенциал отталкивания, и гидратная оболочка ослабевает.

Кислотная коагуляция образуется при осаждении белков молока молочной кислотой или другими органическими или неорганическими кислотами. Кислота снижает отрицательный заряд казеиновых мицелл, т. к. Н- ионы подавляют диссоциацию карбоксильных групп казеина, и гидроксильных групп Н3РО4 и при этом группы - СОО -переходят в СООН, а РО3-2 в РО3Н2, в результате достигается равенство положительных и отрицательных зарядов при рН 4,6-4,7. При кислотной коагуляции помимо снижения отрицательных зарядов казеина нарушает структуру ККФК, от него отщепляются фосфаты кальция и структурообразующий кальции, и их переход в раствор дополнительно стабилизирует казеиновые мицеллы. Состав коллоидного фосфата кальция, присутствующий в частицах казеина и характер его связи до сих пор неизвестны. Это могут быть гидрофосфат или фосфат кальция, их смесь, а также кальций фосфацитратный комплекс и др. Фосфор коллоидного фосфата кальция в отличие от фосфора органического, входящего в состав казеина, называют неорганическим. Фосфат кальция, по-видимому, может взаимодействовать с серинфосфатными группами казеина соединяя его молекулы между собой наподобие кальциевых мостиков. Добавление кислоты снижает рН, тем самым разрушается коллоидная система, такое явление может носить желательное, также нежелательное явление: при производстве кислотного творога и технического казеина, нежелательное явление - самопроизвольное скисание сырого молока.[5]

Сычужная коагуляция носит необратимый характер и включает две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием основного компонента- сычужного фермента -химозина происходит разрыв пептидной связи фенилаланин и метионин в полипептидных цепях казеина КФК. В результате протеолиза молекулы казеина распадаются на гидрофобный параказеин и гидрофильный гликомакропептид. Гликомакропептиды имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами . При их отщеплении частично разрушается гидратная оболочка, силы электростатического отталкивания между частицами уменьшаются и дисперсная система теряет устойчивость. На второй стадии дестабилизированные мицеллы казеина (параказеина), собираются в агрегаты и образуется сгусток . т. е. происходит гелеобразование . сычужная свёртываемость- желательное явление, свертывание молока протеидами микробного происхождения - нежелательное явление.[5]

Кальциевая коагуляция связана со снижением отрицательного заряда казеина под влиянием положительно заряженных ионов двухвалентного кальция ( вводят СаСl2 ). Её применяют в промышленности для осаждения молочных белков из обезжиренного молока. Коагуляцию хлоридом кальция обычно проводят при высоких температурах( 850С) , поэтому она носит название- термокальциевая коагуляция. Повышенная температура вызывает денатурацию сывороточных белков , которые коагулируют вместе с казеином. Белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков. Называется молочным белком, или компреципитатом. Степень использования белков при кальциевой коагуляции при температуре 90- 850С - 96-97%, при сычужной коагуляции - 85,6% ( не осаждается казеин и лишь небольшая часть денатурированных сывороточных белков).

В молочной промышленности ультрафильтрацию используют для выделения белка из молока или молочной сыворотки . в процессе ультрафильтрации сыворотка под давлением движется между полупроницаемыми мембранами . Часть сыворотки (фильтрат) проходит через мембраны, оставляя при этом на фильтре сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит в основном из воды, лактозы, минеральных солей. Другая часть сыворотки (концентрат) происходит между мембранами . унося при этом и выделившиеся белки. Таким образом, концентрат включает все сывороточные белки и ту часть воды , лактозы и минеральных солей, которая не прошла через мембраны. Отношение объемов концентрата и сыворотки, поступавшей на ультрафильтрацию , составляет обычно 1:5. Успешно применяют ультрафильтрацию для концентрации сывороточных белков творожной сыворотки. Белковые концентраты и фильтраты используют при выработке традиционных и новых видов продуктов питания , отличающихся повышенной биологической ценностью, в частности при производстве продуктов диетического, лечебного и детского питания.[5]

При сычужно- кислотном свёртывании молока, сгусток формируется комбинированным воздействием сычужного фермента и молочной кислоты. Под действием сычужного фермента казеин на первой стадии переходит в параказеин, на второй стадии из параказеина образуется сгусток. Казеин при переходе в параказеин смещает изоэлектрическую точку с рН-4,6 до 5,2. Поэтому образование сгустка под действием сычужного фермента происходит быстрее , при более низкой кислотности , чем при осаждении белков молочной кислотой. Полученный сгусток имеет меньшую кислотность, на 2-4 часа ускоряет технологический процесс. При сычужно- кислотной коагуляции кальциевые мостики , образующиеся между крупными частицами, обеспечивают высокую прочность сгустка. Такие сгустки лучше отделяют сыворотку, чем кислотные, т .к. в них быстрее происходит уплотнение пространственной структуры белка. Поэтому подогрев сгустка для интенсификации отделения сыворотки не требуется. Сычужно- кислотным способом, при котором уменьшается отход жира в сыворотку, изготовляют высококалорийный сыр. При кислотном свертывании кальциевые соли отходят в сыворотку, а при сычужно- кислотном сохраняются в сгустке.[5]

Айва японская - это кустарник или дерево, которое в среднем в высоту достигает 1,6- 6 метров, относится к семейству розовых. Плоды айвы внешне напоминают яблоки и груши, волосистое,почти шарообразное или грушевидное, нередко тупоребристое, лимонного или темно- жёлтого цвета, вначале войлочноопущённое , при созревании гладкое. Цветёт айва в мае- июне, плоды созревают в сентябре- октябре. Сок из плодов содержит яблочную кислоту, сахара и камедь. Из-за большого количества пектиновых соединении, айва очень полезна для работников вредных производств и проживающих в зонах загрязнения радионуклидами.[42 ]

Барбарис обыкновенный - высоки, сильно ветвистый, колючий кустарник, высотой до 2,5 метров с ползучими, одревесневающими корневищами. Побеги гранистые, прямостоящие , желтоватые или желтовато- пурпурные, позднее беловато-серые. Плод - ягода продолговато-эллиптическая, ярко-красная или пурпурная, длиной до 12 мм, имеет кислый вкус. Широко культивируется в садах и на дачных участках . Примечателен красивой округлой формой кроны, массовым цветением в течение почти тр1х недель. Особенно декоративен осенью в плодах. Пригоден для создания труднопроходимых живых изгородей в том числе стриженных.[44 ]

Таким образом, при производстве термокислотных сыров вводится кислота, в нашем случае, уксусная, при повышении температуры смеси до 90 -950С.

2. МАТЕРИАЛ, ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материал исследования

При проведении исследовании на тему « Расширение ассортимента мягких термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов белка молока», было использовано цельное коровье молоко, а также вспомогательные материалы, такие как хлористый кальций, сухие плоды айвы японской, сухие ягоды барбариса обыкновенного, уксусная кислота, который использовали как коагулянты белков молока.

Сырое коровье молоко использовано в течение 24 часов после доения. Все показатели характеризующие качество молока приведены в таблице 4.

Таблица 4. Физико - химические показатели используемого молока.

Показатели	Требование тех. регламента	Выработка
		1	2
Органолептические показатели		В норме	В норме
Плотность, кг/м3 не <	1027	1027	1028
Кислотность,0T	16-21	18,0	18,5
Массовая доля жира , % не <	2,8	3,54	3,57
Массовая доля белка, % не <	2,8	2,77	2,81
Массовая доля СОМО, % не <	8,2	8,18	8,21
Группа чистоты, гр.	не ниже II	I	I

Хлорид кальция - добавлен в нагретое до 950 С цельное молоко из расчёта 40г безводной соли на 100 мл молока в виде водного 40% раствора.

Уксусная кислота - использованы как стандартный коагулянт в количестве 0,05 - 0,2% от молока - сырья в разведенном 1: 2 виде.

Плоды айвы японской - использована в качестве коагулянта (вместо уксусной кислоты). Использовали водную вытяжку сухих размолотых плодов ( 10г на 100 мл воды). Количество вносимой вытяжки определена по появлению первых хлопьев белка.

Ягоды барбариса обыкновенного использовали в качестве коагулянта( вместо уксусной кислоты). Использовали водную вытяжку сухих размолотых ягод (10г на 100 мл воды). Количество вносимой вытяжки так же определяем по поялению первых хлопьев белка.

Общая характеристика этих плодово - ягодных культур кратко предоставлено в обзоре литературы в разделе « Белки молока и способы их выделения при производстве термокислотных сыров» данной работы.

Количественное содержание органических кислот, а так же других компонентов в плодах этих культур по данным справочной литературы приведены в таблице 5.

Таблица 5. Химический состав пищевая и биологическая ценность плодов на 100г съедобной части.

Показатели	Химический состав, пищевая и биологическая ценность плодов.
	Барбарис обыкновенный	Айва японская
Пищевая ценность, г/100г:
Калорийность, ккал	29,6	48,0
Белки	1.0	0,6
Жиры	3,8	0,5
Углеводы	3-7	9,6
Пищевые волокна	0,4-0,6	3,6
Органические кислоты	до 14,2	до 12,9
Вода	85	84
Зола	0,7	0,8
Витамины мг/100г
А	2,3	16,7
РР	нет сведений	0,1
В1	нет сведений	0,02
В2	нет сведений	0,04
В6	нет сведений	0,04
В9	1,4	3,0
С	50	23
Е	нет сведений	0,4

2.2 Методика исследования

Все исследования по определению физико-химических характеристик и готового продукта были проведены по общепринятым методам и соответствующим ГОСТам.

- ГОСТ 3624-92 «Молоко и молочные продукты. Титрометрические методы определения кислотности».

-ГОСТ 3625-84 «Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности».

-ГОСТ 3626-73 « Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества».

-ГОСТ 5867-90 « Молоко и молочные продукты .Методы определения жира».

-ГОСТ 25179-90 « Молоко и молочные продукты. Метод определения белка».

-ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырье. Технические исследования».

-ГОСТ Р 54761-2011 «Молоко и молочная продукция. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка».

При выработке термокислотных сыров с плодово - ягодными коагулянтами использовалась технологическая схема производства мягкого сыра « Легенда Алтая» с некоторой её корректировкой. Технологическая схема производства термокислотных сыров представлена на рисунке 1.

Технологический процесс производства сыра состоит из следующих операции : приемка молока и его подготовка, составление смеси, нагревание и термокислотная коагуляция белков молока, формование, самопрессование сырной массы, охлаждение, упаковывание, хранение или реализация. Все операции связанные с приемкой , контролем качества, сортировкой и подготовкой молока к технологическому процессу осуществляют в соответствии с требованиями , изложенными в действующих сборниках инструкции по производству мягких сыров, утвержденных в установленном порядке, при соблюдении действующих Санитарных норм и правил для молочной промышленности, утвержденных в установленном порядке.

После проведения анализов и установлении сортности, молоко подвергли термической обработке до температуры 93-950С при постоянном перемешивании внесли пищевую уксусную кислоту в количестве 0,1% - в одну пробу, во вторую- водную вытяжку барбариса, в третью- водную вытяжку айвы.

Для полного осаждения белков молока, одновременно с коагулянтом внесли водный раствор хлористого кальция из расчета 40 г безводной соли на 100 кг.

Образующийся хлопьевидный сгусток выдерживали при температуре не ниже 900С от 5 до 10 минут для уплотнения. Выделяющаяся при коагуляции сыворотка светлая, желтовато-зеленого цвета с кислотностью 40±50Т.

Головки сыра формовали следующим образом: Всплывшую на поверхность белковую массу выкладывали перфорированными ковшами в формы. Продолжительность самопрессования сырной массы в формах осуществлялась от 1 до 2 часов с переворачиваниями сыра через 5-15 минут в течение первых получаса, для замыкания поверхностного слоя и ускорения выделения сыворотки и затем через 20-30 минут для уплотнения сырной массы и получения правильной ровной поверхности сыра.

После самопрессования сыр направили на охлаждение с последующей упаковкой в потребительскую тару. Охлаждение сыра проводили при температуре 4±20С и относительной влажностью воздуха (80±50С). Охлажденный сыр упаковывают в упаковочный материал. После упаковки в потребительскую тару сыр направляют на хранение или реализацию. При реализации схемы ( рис. 1) использовано лабораторное оборудование кафедры: пастеризатор, сепаратор, термостат в качестве механической обработки применялись деревянные лопаточки.

В настоящее время остро стоит проблема дефицита молочного сырья, а в области её переработки есть большие неиспользованные возможности, которые могли бы служить дополнительными резервами получения продовольствия. Поэтому большое значение приобретает задача максимального использования белково-углеводного сырья на пищевые цели, создание безотходных экологически чистых технологий комплексной переработки молочного сырья.

И в связи с этим нами в условиях лаборатории кафедры « Технология мясных и молочных продуктов» при производстве термокислотных сыров с нетрадиционными коагулянтами белка были изготовлены сывороточные напитки.

Сыворотку, полученную в процессе производства сыра, подвергли обработке по схеме (рис.2) с целью получения из нее сладких сывороточных напитков. Технологический процесс получения напитков из сыворотки состоит из подготовки сырья, очистки сыворотки, внесения компонентов, пастеризация и охлаждения, розлив и упаковка, хранение или реализация.

Для производства напитков, сыворотку собрали в емкость из нержавеющей стали. В сыворотку внесли все необходимые наполнители, в том числе и сахар. Сахар внесли в виде сахарного сиропа , с массовой долей сахарозы 66%. Для приготовления сиропа сахар просеивали и вносили, в количестве согласно рецептуре в открытую емкость с теплой рубашкой , добавили питьевую воду и смесь нагрели до t = 90-950С. Раствор перемешивали и выдерживали до полного осветления сиропа.

В сыворотку вносился сахарный сироп согласно рецептуре. Смесь тщательно перемешивали и подвергли тепловой обработке при температуре 700С с выдержкой 10-15 минут и охладили до температуры 23-270С. Готовый продукт фасовали в полимерную тару- 200 гр. стаканчики.

Все исследования по продуктам проводились по общепринятым методам, приведенных в нормативно- технической документации.

Общая схема исследования представлена в рисунке 1.

Сыворотка и напитки на её основе	Органолептические показатели
	Массовая доля жира, %
	Массовая доля белка, %
	Кислотность,0Т
Сыр	Органолептические показатели
	Массовая доля жира, %
	Массовая доля влаги, %
Молоко- сырье	Органолептические показатели
	Кислотность,0Т
	Массовая доля белка, %
	Массовая доля сухих веществ, %
	Массовая доля жира, %
	Плотность, кг/м3
	Массовая доля СОМО, %

Все исследования по оценке качества сырья и продуктов его переработки проводили в лаборатории кафедры технологии мясных и молочных продуктов Марийского Государственного Университета в январе- феврале 2015 года. Полученные данные сведены в таблицы и проанализированы. Данные по дегустационной оценке сыра и сывороточных напитков обработаны методом вариационной статистики с расчётом средней арифметической и её ошибки (М±m) и коэффициента вариации каждого признака (СV%) - вкуса и запаха, цвета и консистенции продукта.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

3.1 Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов различного происхождения

В соответствии с техническим регламентом таможенного союза сыр - молочный продукт или молочный составной продукт, произведённый из молока, молочных продуктов и (или) побочных продуктов переработки молока с использованием или без использования специальных заквасок, технологический обеспечивающих коагуляцию молочного белка с помощью молокосвёртывающих ферментов, кислотным или термокислотным способом с последующим отделением сырной массы от сыворотки, её формованием, прессованием, с посолкой или без посолки, с созреванием или без созревания, с добавлением или без добавления немолочных компонентов, вводимых не в целях замены составных частей молока.

В России длительное время доминировало производство сычужных сыров, и понятие «сыр» ассоциируется прежде всего с крупной головкой твёрдого сыра.

При производстве твёрдых сыров в основном используется казеин молока, а водорастворимые белки остаются в сыворотке. В то же время сывороточные белки представляют собой особую ценность, поскольку обладают усиленными свойствами разностороннего организма к неблагоприятным внешним воздействиям. Они являются наиболее полноценными, так как содержат больше незаменимых кислот, чем казеин.

Использованием в сыроделии сывороточных белков из смеси не позволяет получить продукт, соответствующий традиционным представлениям о сыре. Продуктом, в котором часть сывороточных белков используется, является творог.

Тем не менее, существуют группы сыров, основанных на термокислотном способе осаждения белков, когда под влиянием высоких температур и кислотности, сывороточные белки денатурируют и образуют комплексы с казеином. Которые захватывают в свою рыхлую структуру жировые шарики.

Сыры этой группы имеют неплохие товарные свойства и специфические вкусовые характеристики. Ассортимент этих сыров достаточно широк, но самым популярным является «Адыгейский» и «Легенда Алтая», которые вырабатываются с использованием кислой сыворотки (первой) и уксусной или лимонной кислот (второй).

Термокислотный способ коагуляции имеет большие перспективы, благодаря получению продуктов высокой биологической ценности за счёт использования сывороточных белков . Производство таких сыров может быть организованно на действующих молочных заводах без закупки дорогостоящего оборудования, с использованием сырья более широкого диапазона качества , чем при выработке по традиционным технологиям без дорогостоящих молокосвёртывающих ферментов. При этом увеличивается выход продукта и изменяется его себестоимость.

Основным недостатком сыров термокислотной технологии является небольшие сроки их хранения и реализации.

По классификации Л.В. Гудкова [ 13] сыры, выработанные термокислотным способом коагуляции относятся к мягким самопрессующимся сырам и имеют широкую перспективу в своем развитии.

В странах Западной Европы мягкие сыры занимают доминирующую позицию в общем ассортименте над различными названиями. Как отмечалось выше, в разделе 2.1 и 2.2 данной работы нами в целях изучения возможности использования нетрадиционных коагулянтов выработаны термокислотные сыры, физико - химические характеристики которых приведены в таблице 7.

Выработки приведены в двух повторностях из цельного молока с тремя коагулянтами:

- 1 - уксусная кислота (контроль);

- 2 - водная вытяжка из сушеных плодов айвы японской (опытная);

- 3- водная вытяжка из сушеных ягод барбариса обыкновенного (опытная).

Таблица 7. Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов растительного происхождения.

Показатели	Коагулянты
	1.Контроль (уксусная кислота	2.Опытная (водная вытяжка плодов айвы японской)	3.Опытная (водная вытяжка ягод барбариса)
	Выработка	Выработка	Выработка
	1	2	1	2	1	2
Массовая доля влаги, %	64,5	63,1	65,0	64,2	65,1	66,1
Массовая доля сухих веществ, %	35,5	36,9	35,0	35,8	34,9	33,9
Массовая доля жира, %	16,2	17,0	16,4	16,0	16,2	15,9
В том числе в пересчёте на сухое вещество	45,6	46,1	46,2	44,6	46,4	46,9

Массовая доля влаги и массовая доля сухих веществ, как в контроле, так и в опытных выработках незначительно отличалась и находилась в пределах 63.1 - 66,1 % , в том числе 33,3 - 36,5 % по сухому веществу. То же самое следует отметить и по содержанию массовой доли жира в термокислотном сыре, которое находилось в пределах от 15, 5 до 17,0 %.

В пересчёте на сухое вещество, массовая доля жира находилась в пределах 44.6 -46.9 %,что в целом соответствует требованиям стандарта. Где массовая доля жира в сухом веществе должно быть не менее 45%.

Таким образом, использование растительных коагулянтов белка при производстве термокислотных сыров вместо традиционной уксусной кислоты, не повлияло отрицательно как на содержание массовой доли влаги и сухих веществ, так и на содержание массовой доли жира.

3.2 Органолептические показатели термокислотных сыров с использованием растительных коагулянтов белка

Комплекс физико-химических показателей продукта, а также применения определённых технологических приёмов при его производстве в итоге определяют ,так называемые органолептические (сенсорные) свойства. В настоящее время для оценки сенсорных показателей разработано достаточно много различных методик, позволяющих выражать оценочные показатели в конкретные величины и использовать их в совершенствовании качества продукта.

В сыроделии бальная оценка используется как правило для твердых и полутвердых сыров. Что касается других групп сыров, в том числе и мягких, бальная оценка если и применяется, то весьма условно по собственным критериям. Тем не менее оценка основных показателей при участии большого количества дегустаторов. В том числе и без профессиональной подготовки могут выявить достоинства и недостатки произведённого продукта. При оценке произведенных нами сыров при участии 10 дегустаторов получены следующие данные ( таблица 8).

Таблица 8. Дегустационная оценка термокислотных сыров с использованием различных коагулянтов.

Показатели	Коагулянты
	1.Контроль (уксусная кислота)	2.Опытная (водная вытяжка плодов айвы)	3.Опытная (водная вытяжка ягод барбариса)
	M±m	CV%	M±m	CV%	M±m	CV%
Вкус и запах	9,4±0,29	9,0	8,3±0,63	22,8	8,2±0,44	16,1
Консистенция	4,9±0,1	6,5	4,6±0,17	11,2	4,5±0,24	16,0
Цвет	5,0±0,0	0,0	4,9±0,11	6,6	4,9±0,11	6,5
Всего	18,8±0,75	12,0	17,9±0,70	13,0	16,4±1,20	20,6

Используя 20-бальную шкалу оценки вкуса и запаха (10 баллов- максимально),консистенция и цвет( 5 баллов максимально за каждый показатель) дегустаторы в количестве 10 человек пришли к следующим результатам. В первой контрольной группе, где в качестве коагулянта использовали уксусную кислоту общее количество баллов составило 18,8±0,75 балла, в том числе за вкус и запах, как основной показатель 9,4±0,29 балла. Сравнивая данные показатели контроля с опытными вариантами, где в качестве коагулянтов использованы водные вытяжки из плодов айвы японской ( выработка 2) и водная вытяжка из ягод барбариса (выработка 3) видно, что общее количество баллов здесь оказалось меньше - 17,9±0,70 и 16,4±1,20 соответственно, с достоверной разницей в 0,9 и 2,4 балла (р>0,95). Также достоверная разница (р>0,95) и по такому показателю как вкус и запах, где в контроле - 9,4±0,28 баллов; в первом варианте 8, 3±0,63;во втором 8,2±0,44 балла.

Сравнивая между собой варианты 2 и 3 разница как по общему количеству баллов, так и по вкусу и запаху не значительная и статистически недостоверная (р<0,95).

Также следует отметить, что использование нетрадиционных растительных коагулянтов привели к значительному разбросу оценки вкуса и запаха о чём свидетельствуют более высокие коэффициенты вариации, которые в контроле составили 9,0% во втором и третьем варианте составило 22,8 и 16,1%. Также … большие значения коэффициенты вариации и в итоге - 12,0;13,0 и 20,0. Таким образом, использование в качестве коагулянта белков молока при их термокислотном осаждении водными вытяжками плодов айвы японской и ягод барбариса несколько изменило органолептические показатели готового продукта. Однако более высокие коэффициенты корреляции свидетельствуют о том, что определённое число дегустаторов отдало предпочтение именно сырам, полученным с использованием плодов айвы и ягод барбариса.

3.3 Вторичное молочное сырье при производстве термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов

В настоящее время остро стоит проблема дефицита молочного сырья , а в части его переработки есть больше неиспользованных возможностей, которые могли бы служить дополнительными резервами получения продовольствия. Поэтому особое значение приобретает задача создания безотходных технологии комплексной переработки молочного сырья.

По технологическому регламенту на молоко и молочную продукцию, вторичное молочное сырьё (ВМС) - это побочный продукт переработки молока, молочный продукт с частично утраченными идентификационными признаками или потребительскими свойствами. К таким продуктам относят молочную сыворотку и пахту. Основную проблему при переработке ВМС вызывает молочная сыворотка. Она содержит около 50% сухих веществ молока, поэтому слив её в канализацию эквивалентен ежегодной потере 1,3 млн. тонн молока. Для окисления органических соединений, содержащих в 25 тонн молочной сыворотки, требуется такое же количество кислорода, как для хозяйственно-бытовых стоков города с населением 40 тыс. человек.

Таким образом целесообразность рационального использования молочной сыворотки , как одного из видов ВМС обосновано как с экономической так и с экологической точки зрения.

В наших исследованиях, при производстве термокислотных сыров из коровьего молока с использованием коагулянтов (уксусная кислота, водная вытяжка из плодов айвы японской и ягод барбариса) получена сыворотка с массовой долей жира 0,2-0,25%, с массовой долей белка 0,3-0,4%. Органолептические показатели сывороточных напитков, приготовленных на основе трёх вариантов сыворотки приведены в таблицах 9 и 10.

В процессе подготовки сыворотки она была профильтрована, а также в неё добавили сахарный сироп и ванилин ( в первом варианте).

Таблица 9. Органолептическая оценка сывороточных напитков.

Показатели	Вид сывороточного напитка
	1.Контроль (уксусная кислота)	2.Опытная (водная вытяжка плодов айвы)	3.Опытная (водная вытяжка ягод барбариса)
Внешний вид	Однородная непрозрачная жидкость
Вкус и запах	Сладковатый, с приятным запахом и привкусом ванили	Приятный, с ароматом плодов айвы	Сладковатый слегка вяжущий
Цвет	Светло-жёлтый равномерный по всей массе	Насыщенно- жёлтый, равномерный по всей массе	Розоватый не совсем равномерный.

При проведении дегустационной оценки по 15-ти балльной шкале ( по 5 баллов на каждый показатель) значительных различии между контролем и опытными группами нами не получено.

Все напитки были оценены достаточно высоко, о чём свидетельствуют данные таблицы 10.

Таблица 10. Физико-химическая оценка сывороточных напитков.

Показатели	Вид сывороточного напитка
	1.Котроль (уксусная кислота)	2. Опытные (водная вытяжка плодов айвы)	3. Опытные (водная вытяжка ягод барбариса)
	M±m	Cv%	M±m	Cv%	M±m	Cv%
Вкус и запах	4,7±0,20	14,0	4,5±0,20	15,0	4,6±0,20	14,6
Консистенция	5,0±0,0	0	4,8±0,12	8,0	4,9±0,09	5,9
Цвет	4,8±0,17	12,0	4,9±0,16	11,2	4,7±0,15	10,6
Всего	14,6±0,33	7,8	14,0±0,26	0,5	14,2±0,29	7,1

Таким образом, вторичное молочное сырьё, полученное при использовании нетрадиционных коагулянтов в технологии термокислотных сыров, может быть использовано для производства оригинальных напитков со вкусом плодов айвы японской и барбариса обыкновенного. Для усиления вкуса этих осадителей в рецептуру сывороточных напитков можно дополнительно вносить чистую вытяжку плодов.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Типовая аппаратурно-технологическая схема и техпроцесс производства термокислотных сыров на предприятии

На основании аппаратурно-технологической схемы подобрано малогабаритное оборудование на производство 100 кг термокислотного сыра.

Как отмечалось выше, термокислотный сыр вырабатывается из молока по технологической схеме, представленной на рисунке 2.

Аппаратурно-технологическая схема производства термокислотного сыра представлена на рисунке 2. тепловой обработка сыр коагулянт

4.2 Подбор и техническая характеристика используемого оборудования на заданный объем продукта

Оборудование для производства нового ассортимента сыров подобрано на небольшую производительность 100 кг. Такое производство может подойти любому молочному заводу или комбинату, так как на расширение ассортимента не требуется большого количества дорогостоящего оборудования.

Наименование оборудования	Марка	Продолжительность	Количество, шт	Габаритные размеры.
Емкость для промежуточного хранения	ОМЗ-100	100л	2	1000*940*1200
Пластинчатый подогреватель	ПМК-1	200л/ч	1	540*600*700
Фляги		40 л	2
Сепаратор сливкоотделитель	СЦМ-100	100л/ч	1	410*384*520
ВДП	ВДП-100	100л	2	720*720*1300
Термокутер	ТР- 65	50 кг	1	500*400*450
Аппарат фасовочный для сыра	Альт-А Компакт-М	1800 уп. /ч	1	1900*1100*1600
Аппарат фасовочный для розлива напитков	ПАФ-100	100 уп. /ч	1	1900*1100*1600
Холодильная камера	КХ-11	11м3	1	1960*3160*2200

Ванны длительной пастеризации ВДП предназначены для нагрева пастеризации и охлаждения молока и сливок. Сепаратор-сливкоотделитель разделяет молоко на две фракции: сливки и обезжиренное молоко. Сыроизготовитель предназначен для осаждения молока , получение сгустка, с последующей разрезкой его. По истечении определённого времени полученный сгусток разрезается и перемешивается специальной мешалкой. После отделения сыворотки оставшийся продукт откачивается или вытекает самотёком из сыроизготовителя. Термокуттер предназначен для ...