CC BY
194
УДК 637.33
Аспекты производства сыров по типу
«pasta filata»
Курбанова Марина Геннадьевна, доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой технология хранения и переработки сельскохозяйственной продук-
e-mail: kurbanova-mg@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-
I у- V/ U U
шего образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный инсти-
Аннотация. В статье представлены результаты исследований, направленные на изучение состава и свойств молока, полученного в условиях крестьянско-фер-мерского хозяйства в Юргинском районе Кемеровской области. В зимне-весенний период молоко обладало повышенным содержанием жира 4,5-5,0 %, чистые вкус и запах молока-сырья без посторонних привкусов и запахов дают все предпосылки получить сыр с хорошими характеристиками. Дальнейшая работа посвящена подбору эффективных условий для вытягивания сырной массы при производстве сыров типа Pasta Filata. Рассмотрены варианты производства сыров с использованием лимонной кислоты и стартерных культур, как по отдельности, так и в комплексе. Обнаружено, что переход кальция при различных вариантах кислотообразования зависит от следующих условий: если большее количество молочной кислоты образуется на ранних стадиях изготовления сыра, то большее количество кальция переходит в сыворотку, если кислотообразование происходит непосредственно в сырном тесте, то в этом случае большее количество кальция остается в сыре. Установлено, что при дополнительном подкислении молока раствором лимонной кислоты сырная масса набирала необходимую для вытягивания кислотность рН 5,3-5,2 за 40-60 мин. При этом следует отметить, что сырная масса очень хорошо поддавалась плавлению и вытягиванию при температуре воды 73-75 0С. Выявлено, что одновременное использование лимонной кислоты и стартерных культур позволяет получить сыр с хорошими органолептическими характеристиками, этот прием позволяет также получить пластичную сырную массу и установить режимы плавления при температуре сырного теста 60-62 0С и рН 5,5-5,8.
Ключевые слова: молоко, стартерные культуры, точка флокуляции, мультипликатор флокуляции, вытягивание сырной массы, технология, сыр.
Введение. Одной из ключевых проблем в современном мире является обеспечение населения доброкачественными продуктами питания. Этот вопрос носит не только социальный характер, но и решается на уровне государств. Значительная роль при решении подобных задач отводится молочной промышленности, в том числе сыродельной отрасли.
В последние годы в вышеуказанной отрасли произошли принципиальные изменения. На новую основу перешли взаимоотношения между производителями продукции и поставщиками сырья, сменилась форма собственности большинства производств. Следствием глубоких структурных преобразований явились новые подходы предприятий к ассортиментной политике, проводимой в ряде регионов и направленной на активизацию выработки сыров с очень коротким сроком созревания, либо без созревания, т.е. готовых к употреблению непосредственно после их изготовления [2, 4, 6].
Производство таких сыров позволяет:
- значительно ускорить оборот денежных средств и увеличить выпуск продукции из единицы сырья по сравнению с полутвердыми и твердыми сырами;
- повысить рентабельность производства;
- расширить ассортимент вырабатываемой продукции.
Одними из наиболее ярких представителей сыров без созревания являются сыры с вытягиванием сырной массы по типу Pasta Filata.
Сыры этой группы в 80-е годы занимали доминирующее положение в ассортименте производимых сыров в основном в странах их происхождения (Италия и Болгария), но за последние 10 лет явный рост производства, например сыра Мо-царелла, наблюдается в таких странах развитого сыроделия, как США, Австралия, Германия [3, 7, 8].
В последнее время в России производители сыров также начали проявлять интерес к этой группе, хотя объемы выпуска увеличиваются не такими быстрыми темпами, как в названных странах, но спрос на эти продукты у отечественных потребителей есть. Продуктовое эмбарго, введенное в 2014 году и затронувшее импорт сыра из Европы, хотя и несло множество негативных последствий, послужило толчком к очередному витку развития сыроделия в Российской Федерации, поскольку отечественные сыроделы получили доступ к огромному российскому рынку, ранее переполненному импортной продукцией и не дававшему им шанса на развитие. Ложкой дегтя в этой бочке меда можно назвать большие объемы фальсифицированных сыров, заполонивших российский рынок на этой волне [3, 5].
Однако основными причинами, сдерживающими увеличение выпуска сыров в нашей стране, являются не совсем надлежащее качество молока-сырья и несовершенство технологии, что часто приводит к ухудшению качества готовой продукции, а также к повышению потерь сырья [4].
К качеству молока в сыроделии предъявляются особые требования. Это связано с тем, что качество сыра зависит от исходного молока в гораздо большей степени, чем качество любого другого молочного продукта.
Молоко для сыроделия должно обладать не только свойствами, указанными в ГОСТ 31449-2013, а также образовывать под действием молокосвертывающих ферментов достаточно плотный сгусток и быть биологически полноценной средой для развития микрофлоры заквасочных культур [1].
Целью работы являлось изучение параметров технологии сыров с вытягиванием сырной массы.
Для решения поставленной цели решали следующие задачи:
- исследовать качество молока, полученного в условиях фермерского хозяйства, для производства сыра по типу Pasta Filata;
- исследовать параметры вытягивания сырного теста для производства сыров типа Pasta Filata;
- дать сравнительную оценку органолептических характеристик готового продукта, полученного по технологии сыра типа Pasta Filata.
Объекты и методы исследований.
В качестве объектов были использованы:
- молоко коровье сырое, полученное в условиях КФХ «Баранов А.Ю.»;
- лимонная пищевая кислота, подготовленные бактериальные мезофильные и термофильные стартерные культуры фирмы «Danisco»;
- образцы готового продукта.
При проведении исследований были использованы методы определения следующих показателей:
- массовой доли жира, СОМО, плотности - на молокоанализаторе ЛАКТАН 1-4М;
- массовой доли белка - рефрактометрическим методом, активной кислотности - потенциометрическим методом по ГОСТ 26781;
- органолептические показатели готового продукта определяли по ГОСТ Р ИСО 22935.
Результаты исследований и их обсуждение.
На первом этапе работы были определены органолептические и физико-химические показатели цельного молока, полученного в условиях крестьянско-фермер-ского хозяйства «Баранов А.Ю.» в период с апреля 2016 по март 2017 г. (табл. 1).
Особенностью в данном хозяйстве является привязное содержание животных, планируемое осеменение и отел коров, заготовка кормов в рулонах с последующей герметизацией полиэтиленовой пленкой, что позволяет сохранить их качество с наименьшими потерями и обеспечивает выемку корма, рулон за рулоном, для скармливания безопасности вторичной ферментации корма, то есть без порчи его при нарушении герметичности траншей. Перечисленные факторы направлены на минимизацию изменений количественного и качественного состава молока в зависимости от сезона.
Таблица 1. Свойства и характеристики молока
Дата проведения ана- Состав молока массовая доля Физико-химические свойства
лиза жира белка СОМО плотность, 0А рН
01.04.2016 4,37 3,1 8,22 28,33 6,77
15.04.2016 4,71 3,2 8,27 28,12 6,81
02.05.2016 4,43 3,3 8,54 28,26 6,83
17.05.2016 4,54 3,2 8,56 27,25 6,79
01.06.2016 4,68 3,2 8,55 28,66 6,81
17.06.2016 4,48 3,2 8,52 27,89 6,77
02.07.2016 4,37 3,2 8,57 28,01 6,85
16.07.2016 4,55 3,1 8,24 27,91 6,74
03.08.2016 4,06 3,1 8,13 28,55 6,79
18.08.2016 4,77 3,2 8,60 27,33 6,75
02.09.2016 4,86 3,2 8,55 28,21 6,75
Дата проведения ана- Состав молока массовая доля Физико-химические свойства
лиза жира белка СОМО плотность, 0А рН
18.09.2016 5,05 3,3 8,64 28,25 6,74
01.10.2016 5,07 3,3 8,67 28,27 6,83
17.10.2016 5,05 3,3 8,57 28,02 6,86
01.11.2016 5,10 3,3 8,56 26,98 6,86
15.11.2016 4,31 3,2 8,55 28,98 6,75
01.12.2016 4,49 3,2 8,52 29,79 6,77
16.12.2016 4,23 3,2 8,32 28,21 6,72
03.01.2017 4,30 3,2 8,54 28,99 6,81
13.01.2017 4,50 3,2 8,33 29,50 6,66
01.02.2017 4,80 3,2 8,30 27,30 6,87
18.02.2017 4,30 3,2 8,45 28,55 6,84
02.03.2017 3,80 3,1 8,07 27,37 6,81
30.04.2017 4,80 3,2 8,50 28,31 6,87
Органолептические характеристики
консистенция вкус и запах цвет
однородная, без посторонних включений, осадков и хлопьев чистый, молочный без посторонних привкусов и запахов белый, с кремовым оттенком
Исходя из проведенных исследований качества молока, стоит отметить, что в данный период молоко обладало свежим вкусом и запахом. Отсутствовали посторонние запахи, присутствующие в молоке коров других фермерских хозяйств. По содержанию массовых долей жира и белка на протяжении всего периода молоко не отличалось резкими изменениями, на что повлияли вышеобозначенные условия содержания животных в данном хозяйстве. Чистые вкус и запах молока-сырья давали все предпосылки получить сыр без постороннего вкуса и запаха.
Сыры типа Pasta Filata характеризуются нагреванием (плавлением) и вытягиванием сырной массы в конце изготовления сыра. Именно эта операция создает уникальные свойства и главные отличительные черты этого типа сыров: слоистость, пластичность и одновременно упругость, идеальное плавление при использовании в приготовлении пиццы и пасты с сыром.
Следующим этапом явилось изучение параметров, влияющих на вытягивание сырной массы. Для этого исследовали параметры подготовки сырного теста, указанные в таблице 2.
Таблица 2. Варианты проведения исследований (из расчета на 10 литров молока)
1 образец 2 образец 3 образец
с использованием лимонной кислоты из расчета 20 г на 400 мл воды 0,83 % производственной закваски мезофильных культур; 0,60 % производственной закваски термофильных культур. с использованием лимонной кислоты из расчета 20 г на 400 мл воды; 0,83 % производственной закваски мезофильных культур; 0,60 % производственной закваски термофильных культур.
Нормализация молока по жиру
Температура пастеризации нормализованной смеси 64 0С, 30 мин.
1 образец
Охлаждение до температуры 16-18 0С
Внесение раствора лимонной кислоты
Подогрев до температуры 28 0С
2 образец
Охлаждение до температуры 32 0С
3 образец
Охлаждение до температуры 16-18 0С
Внесение раствора лимонной кислоты
Подогрев до температуры 28 0С
Внесение хлорида кальция в количестве 10 мл 20 % раствора, перемешивание
Внесение заквасочных культур
Перемешивание, выдержка 10 мин
Внесение водного раствора молокосвертывающего фермента
Перемешивание, определение точки флокуляции
Мультипликатор флокуляции 3
Разрезка сгустка на кубики размером 2,5 см, перемешивание
Подогрев сырной массы до температуры 40 0С, перемешивание
Выдерживание сырного зерна в покое 10 минут для осаждения
Удаление сыворотки, распределение сырного зерна по формам
Выдерживание сырной массы при температуре 40 0С до нарастания определенной кислотности
Прогрев и вытягивание сырной массы
Формирование сыра
Охлаждение в холодной воде, посол в рассоле
При внесении раствора лимонной кислоты в молоко (образцы 1 и 3) сразу изменялась активная кислотность до значений 5,74-5,78, что позволяет проводить нагрев молока до 28 0С без видимой коагуляции белков. Образец 2 изготавливали по традиционной технологии сыров с применением стартерных мезофиль-ных (Lactococcus lactis subsp. lactis, cremoris и др.) и термофильных (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. helveticus и др.) культур согласно схеме, представленной в таблице 2.
При производстве сыров с вытягиванием сырной массы основная задача состоит в необходимости достижения необходимой кислотности (рН) в сырном тесте на момент её плавления и растяжения.
На следующем этапе изучали время кислотообразования для вытягивания сырной массы, результаты исследования представлены на рисунке 1.
Анализ результатов, представленных на рисунке 1, показывает, что в образцах 1 и 3 при дополнительном подкислении молока раствором лимонной кислоты сырная масса набирала необходимую для вытягивания кислотность рН 5,3-5,2 за 60-40 мин. соответственно. Количество переходящего в сыворотку кальция зависит от отношения времени кислотообразования к времени синерезиса. Если большее количество молочной кислоты образуется на ранних стадиях изготовления сыра, т. е. до слива сыворотки, то при этих условиях большее количество кальция переходит в сыворотку. Если кислотообразование происходит непосредственно в сырном тесте после слива сыворотки, когда процесс синерезиса в основном закончен, в этом случае большее количество кальция остается в сырном тесте. Максимальные потери кальция в жидкую фазу (сыворотку) происходят до добавления фермента и нарезки сгустка. Кроме того необходимо учитывать содержание влаги в сырном тесте, которая влияет на сам процесс вытягивания и в конечном итоге на
слоистость и консистенцию готового продукта.
7
О мин 20 мин 40 мин 60 мин 80 мин 120мин 130мин 200мин
• образец 1 ■ образец 2 образец 3
Время, мин
Рисунок 1. Скорость нарастания кислотности в зависимости от способа кислотообразования сырного теста: 1 - с внесением в нормализованное молоко лимонной кислоты, 2 - с внесением в нормализованное молоко стартерных культур, 3 - с внесением в нормализованное молоко лимонной кислоты и стартерных культур.
Наибольшая влажность сырной массы наблюдалась в образцах 1 и 3 - 49-51 и 53-55 % соответственно, где присутствовали в качестве кислотообразователей раствор лимонной кислоты и стартерные культуры. Интенсивное нарастание кислотности позволило сохранить большую влажность в сырной массе, это объясняется тем, что необходимая для вытягивания сыра кислотность уже достигнута, влаги в самом сырном тесте достаточно, и времени для синерезиса остается меньше, по сравнению с образцом 2. Длительный и недостаточный набор кислотности рН 5,96,2 во всех исследуемых образцах приводил к образованию рыхлой консистенции сырной массы при нагревании и попытке ее к дальнейшему вытягиванию (рис. 2 а).
Рисунок 2. Структура вытянутого сырного теста: а) при рН 5,9-6,2; б) при рН 5,5-5,6
Необходимо отметить, что в исследуемых образцах 1 и 3 сырная масса начинала хорошо плавиться и вытягиваться при рН 5,5-5,6, это объясняется тем, что
содержание кальция в тесте меньше, так как данные образцы интенсивнее набирали кислотность за счет подкисления самого молока раствором лимонной кислоты. Таким образом, образцы сыра, выработанные при подкислении молока только лимонной кислотой (образец 1), и образцы сыра с использованием дополнительного подкисления лимонной кислотой и с использованием стартерных культур содержат меньшее количество нерастворимого фосфата кальция. Следует отметить, что при меньшем содержании кальция в сырном тесте сырная масса начинает хорошо плавиться и тянуться при более высоком рН и, наоборот, в сырном тесте с большим содержанием кальция необходимо добиться более низких значений рН для хорошего плавления.
Для хорошего плавления и растяжения сырной массы при создании характерной для группы сыров типа Pasta Filata слоистой структуры необходимо соблюдать определенные условия, одним из которых является равномерное нагревание сырной массы перед растяжением и созданием структуры. Недостаточное нагревание, а, следовательно, и недостаточное размягчение сырной массы перед началом приложения усилий приводит к большим потерям влаги и жира из самой массы, что ухудшает качество и выход конечного продукта. При этом следует отметить, что сырная масса образцов 1 и 3 хорошо поддавалась плавлению и вытягиванию при температуре воды 75-78 0С, теста 60-62 0С (рисунок 2 б). Для образца 2 температуру теста для вытягивания, при которой формировалась слоистая консистенция, необходимо увеличить до 65-66 0С.
В самом процессе вытягивания аморфная с беспорядочно расположенными волокнами сырная масса преобразуется следующим образом: волокна молочных белков располагаются почти параллельно, а между ними образуются каналы, содержащие жировые глобулы и свободную сыворотку. Эта составная микроструктура и определяет эластичность таких сыров, сохраняющих значительную прочность при растяжении.
Органолептические характеристики исследуемых образцов сыра типа Pasta Filata отражены в таблице 3.
Таблица 3. Органолептические характеристики исследуемых образцов сыра типа Pasta Filata
Характеристики 1 образец 2 образец 3 образец
Вкус и аромат Чистый, молочный, со специфическими нотами, определяемыми кислотой Чистый со сливочным, специфическим приятным ароматом, определяемым стартерными культурами Чистый, со сливочным специфическим приятным ароматом, определяемым кислотой и стартерными культурами
Консистенция Упругая, слегка резинистая, с блестящей поверхностью при вытягивании, слоистая. Упругая, нежная, гладкая блестящая поверхность при вытягивании, мягкая, слоистая. При разрезе выделяется влага.
Цвет Белый, при посолке и обсушке со светло-желтыми включениями
По органолептическим показателям все сыры имели различия по консистенции, вкусу и аромату. В сыре, изготовленном с использованием только лимонной кислоты (образец 1), отсутствовали ароматы и вкусы, которые придают сырам стартерные культуры (образцы 2 и 3), но присутствовали специфические вкусовые и ароматические ноты, определяемые собственно кислотой.
Отклонение от стандартных значений по массовой доле влаги и жира в сырном тесте в большую сторону, может привести к произвольному выделению влаги при
хранении готового продукта. Сыр, выработанный только с использованием лимонной кислоты (образец 1), после нагревания и последующего частичного охлаждения становился слишком твердым и «резиновым». Нежная, слоистая консистенция и сливочный вкус с приятным специфическим ароматом принадлежали сыру, выработанному с совместным использованием лимонной кислоты и стартерных культур
- мезофильных и термофильных микроорганизмов (образец 3).
Вывод. Использование в качестве коагулянта лимонной кислоты позволяет сократить продолжительность технологического процесса, сырное тесто имеет гладкую структуру при вытягивании и создании слоистой структуры, однако при охлаждении готовый продукт приобретает резинистую, грубую консистенцию. При традиционной технологии, с использованием только стартерных культур, технологический процесс может затянуться на значительный промежуток времени от 6 до 12 часов во время нарастания необходимой кислотности рН 5,3-5,2 для вытягивания сырной массы, но при этом готовый продукт имеет нежную, слоистую структуру. Оптимальный вариант с хорошими органолептическими характеристиками для сыров с вытягиванием сырной массы показал образец 3 с одновременным использованием лимонной кислоты и стартерных культур, при этом сырная масса вытягивалась при рН 5,5-5,8 и температуре прогрева сырного теста до 60-62 0С.
Литература:
1. Буянова, И.В. Требования к сырью и готовой продукции в сыроделии Алтайского края / И.В. Буянова, С.А Дяченко // Техника и технология пищевых производств. - 2013. - № 4. - С. 3-8.
2. Итальянские технологии от «К С Витязь» «Моцарелла» и другие новые продукты на вашем производстве / И.Л. Цветков, Н.Г. Бабкина // Молочная промышленность. - 2013. - № 3. - С. 34-36.
3. Остроумов, Л.А. Особенности и перспективы производства мягких сыров / Л.А. Остроумов, И.А. Смирнова, Л.М. Захарова // Техника и технология пищевых производств. - 2011. - № 1. - С.36 - 41.
4. Остроумов, Л.А. Исследование сезонных изменений фракционного состава молока / Л.А. Остроумов, Р.А. Шахматов, М.Г. Курбанова // Техника и технология пищевых производств. - 2015. - № 4. - С. 80-86.
5. Остроухова, И.Л. Мягкий сыр - это рентабельно / И.Л. Остроухова, В.А. Мордвинова, С.Г. Ильина // Сыроделие и маслоделие. - 2009. - № 2. - С. 11-13.
6. Kielsmeier, L. O. Pasta filata cheese production by stored curd process : пат. 3961077 США. - 1976.
7. Jimenez-Maroto L. A. et al. A comparison of fresh, pasta filata, and aged Hispanic cheeses using sensory, chemical, functional, and microbiological assessments //Journal of dairy science. - 2016. - Т. 99. - №. 4. - С. 2680-2693.
8. Yee, J. J., Narasimhan R. Pasta filata-type cheese process : пат. 4919943 США.
- 1990.
References:
1. Buyanova I.V., Dyachenko S.A. Requirements for raw materials and finished products in cheese making of the Altai. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv [Equipment and Technology of Food Production], 2013, no. 4, pp. 3-8. (in Russian)
2. Tsvetkov I.L., Babkina N.G. Italian technology from "KC Vityaz" "Mozzarella" and other new products in your manufacturing. Molochnaya promyshlennost' [Dairy
Industry], 2013, no. 3, pp. 34-36. (in Russian)
3. Ostroumov L.A., Smirnova I.A., Zakharova L.M. Features and prospects for production of soft cheeses. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv [Equipment and Technology of Food Production], 2011, no.1, pp.36 - 41. (in Russian)
4. Ostroumov L.A., Shakhmatov R.A., Kurbanova M.G. Research of seasonal changes in the fractional composition of milk. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv [Equipment and Technology of Food Production], 2015, no. 4, pp. 80-86. (in Russian)
5. Ostroukhova I.L., Mordvinova V.A., Il'ina S.G. Soft cheese is cost-effective. Syrodelie i maslodelie [Cheese-Making and Butter-Making], 2009, no.2, pp. 11-13. (in Russian)
6. Kielsmeier L. O. Pasta filata cheese production by stored curd process. Patent USA,no. 3961077, 1976.
7. Jimenez-Maroto L. A. et al. A comparison of fresh, pasta filata, and aged Hispanic cheeses using sensory, chemical, functional, and microbiological assessments. Journal of Dairy Science, 2016, Vol. 99, no. 4, pp. 2680-2693.
8. Yee J.J., Narasimhan R. Pasta filata-type cheese process. Patent USA, no. 4919943, 1990.
Aspects of«pasta filata» cheeses production
Kurbanova Marina Gennad'evna, Doctor of Science (Engineering), Associate Professor, Head of the Chair of Agricultural Products Storage and Processing Technology
e-mail: kurbanova-mg@mail.ru
The Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the State Agricultural Institute of Kemerovo
Abstract. The article presents the results of research aimed at studying the composition and properties of milk obtained in the conditions of the farm enterprise in the Yurginsky district of the Kemerovo Region. In the winter-spring period milk had an increased fat content of 4.5 - 5.0%. Pure taste and flavor of raw milk without foreign flavors and odours give the basis for obtaining cheese with good characteristics. Further work is devoted to the selection of effective conditions for extracting the cheese mass in the production of Pasta Filata cheeses. The options for the production of cheeses with using of citric acid and starter cultures, both individually and in a complex, have been considered. It has been found that the calcium transfer under various acid formation options depends on the following conditions: if a greater amount of lactic acid is formed in the early stages of cheese making, more calcium passes into the serum; if acid formation occurs directly in the cheese dough, in this case more calcium remains in the cheese. It has been found that with additional acidification of milk with a solution of citric acid the cheese mass has gained necessary for the extraction pH 5.3-5.2 for 40-60min. At the same time, it should be noted that the cheese mass has melted and stretched at water temperature of 73-75 0C very well. It was found that the simultaneous use of citric acid and starter cultures makes it possible to obtain cheese with good organoleptic characteristics, this method also makes it possible to obtain a plastic cheese mass and to arrange melting regimes at a cheese dough temperature of 60-62 0C and pH of 5.5-5.8.
Keywords: milk, starter cultures, the point of flocculation, the flocculation multiplier, the extraction of cheese mass, technology, cheese.
