CC BY
45
УДК 637.33
Боднарчук О.В., кт.н . © Технолог1чний тститут молока та м'яса УААН
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕМПЕРАТУРНИХ РЕЖИМ1В ВИЗР1ВАННЯ СИРУ ШВЕЙЦАРСЬКО1 ГРУПИ НА ПОКАЗНИКИ ЙОГО
ЯКОСТ1
Дослгджено осноеш фгзико-хгмгчт, мжробюлоггчт, бюхгмгчт та органолептичш показники теердих сичужних сир1е з еисокою температурою другого нагр1еання, еироблених з бакконцентратом прямого енесення «Темп» е залежност1 eid температурних умое його еизргеання.
На сучасному етат сироробства широкого застосування набуло використання культур прямого внесення, яю забезпечують високий piBem стандартизацп процесу ферментування та якост готового продукту. Особливим попитом користуються бактерiальнi препарати з наявшстю лактобацил з високою здатнiстю до нагромадження низькомолекулярних азотовмiсних сполук, оскшьки протеолiтичнi процеси е домiнуючими у формуванш смакових нот сиру [1, 2].
У Технолопчному iнститутi молока та м'яса УААН створено бакконцентрат прямого внесення "Темп" для твердого сичужного сиру з високою температурою другого на^вання. До його складу, ^м штамiв термофшьних стрептококiв, що е традицiйною основою заквасок (зокрема такого типу "Слов'янська"), також залучено термофшьш молочнокислi палички видiв Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus з високою протеол^ичною актившстю у симбютичному сполученнi з пропiоновокислими бактерiями Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii [3]. Проте використання культур нового типу вимагае вдосконалення окремих технолопчних режимiв виробництва продукту, оскiльки iнтенсивнiсть кислотоутворення у разi застосування виробничих заквасок та заквашувальних культур прямого внесення рiзняться.
Вiдомо, що всi процеси, що вщбуваються пiд час виробництва сиру, тюно взаемопов'язанi мiж собою, i, практично кожний попереднiй виробничий етап з вiдповiдними параметрами е базисом для наступних. Вдалий вибiр режиму визрiвання сприяе активiзацil ферментативних процесiв, скороченню тривалостi визрiвання i полiпшенню органолептичних показникiв сиру. Тому гщний уваги завершальний процес виробництва сиру - його визрiвання, який дозволяе реалiзувати отриманi пiд час виробництва сиру можливост виготовлення продукту високо! якостi.
Метою дано! роботи було дослщити вплив температурних режимiв визрiвання твердого сичужного сиру з використанням бакконцентрату "Темп" на його яюсть за основними фiзико-хiмiчними, мжробюлопчними, бiохiмiчними та органолептичними показниками.
© Боднарчук О.В., 2011
Матер1али та методи дослщжень. Твердi сичужнi сири з високою температурою другого нагрiвання було вироблено у експериментальних умовах за технолопею сиру "Волинськии' з масовою часткою жиру у сухiй речовиш 45 % (ТУ У 15.5-00419880-064-2004) 3i застосуванням бактерiального концентрату "Темп" (ТУ У 15.5-00419880-061-2004). Заквашувальну культуру вносили з розрахунку 5 г/т молочно! сумiшi за 30-40 хв до внесення розчину сичужного ферменту та хлориду кальцш для активiзащ! мiкрофлори. Температура утворення сичужного згустку - (33±1) оС впродовж 30-35 хв., а температура другого на^вання - (52±1) оС. Наступнi операцп розрiзання сичужного згустку, другого на^вання i постановки зерна, формування та пресування проводили за традицiйною технолопею твердого сичужного сиру з високою температурою другого на^вання.
З метою встановлення ращональних режимiв визрiвання для отримання бажаних показникiв якостi готового продукту проводили порiвняльну оцiнку сирiв, якi визрiвали за рiзних температурних режимiв у три етапи: I - (8-20-8) °С, II - (12-20-12) °С, III - (12-20-12) °С, IV - (16-20-16) °С. Тривалiсть першого етапу -3 тижш за вщносно! вологостi пов^ря 85 %, другого - 2 тижш за вщносно! вологостi пов^ря 90 %, третього - 2 тижш - 85 %.
Ан^зували зрЫ сири у вiцi 50 дiб за основними фiзико-хiмiчними, бiохiмiчними та мiкробiологiчним показниками.
Загальну кшьюсть молочнокисло! мiкрофлори, пропiновокислих бактерiй, вмют бактерiй групи E. coli, спороутворюючих мiкроорганiзмiв, дрiжджiв та плiсняви, визначали методом висiву серiйних розведень на вщповщш селективнi середовища [4]. Масову частку вологи та активну кислотшсть встановлювали за стандартними методами, яюсний та кiлькiсний склад летких оргашчних кислот у продуктах - за методом газорщинно! хроматографа, на приладi - "Купол - 55", вмют ефiрiв - за допомогою лужного гiдролiзу, кiлькiсть вiльних амiнокислот - на аналiзаторi LC-2000 (Бiотронiк), загальний вмiст бiлка та продуктiв протеолiзу - за методом К'ельдаля [5]. Реолопчш характеристики готових сирiв дослщжували за показниками напруження зрiзу та роботи рiзання на приладi "!нстрон-1122", користуючись методичними рекомендацiями. Органолептичну ощнку зрiлих сирiв проводили за ГОСТ 7616-85. Повторювашсть кожного аналiзу - трьохкратна.
Результати дослщжень. Режими визрiвання в дослщжуваних сирах вплинули на життедiяльнiсть молочнокислих та пропiоновокислих бактерш, на бiохiмiчнi перетворення i фiзичнi властивостi складових частин сирно! маси i як наслiдок це ютотно вiдобразилося на формуваннi смаку, консистенци та рисунку сиру.
Спiвставлення отриманих результат дозволяе вiдстежити вiдмiнностi в сирах за вмштом вологи та рiвнем активно! кислотностi (табл.1). Кшьюсть вологи в сирах ввдграе певну роль в процесi визрiвання: чим менше !!, тим тривалiше вщбуваеться процес визрiвання. Активна кислотнiсть е регулятором молочнокислого та протоновокислого бродшня. Рiзниця в кiлькостi молочнокисло! мжрофлори вiдобразилась на iнтенсивностi молочнокислого процесу. Так, в сирах, що визрiвали за вищих температур (режим II i IV), об'ем
заквашувально! мжрофлори був значно бшьшим (6,6-107 та 9,1-107 вщповщно), а показник рН сягав до 5,34 од.
Ц вщмшност позначилися на консистенци зрiлих сирiв. Зокрема, найбiльшою твердiстю характеризувався сир, який збершали у холоднiй камерi за температури (8-20-8) °С, тобто за умов, яю не е сприятливими для перебiгу бiохiмiчних процеав. Натомiсть, у сирах, якi визрiвали за температурного режиму (16-20-16)°С напруження та робота зрiзу вiдповiдно складали 11,0-102 Н/м2 та 12,0-104 Дж/м2.
Слiд зазначити, що розвитку сторонньо! мiкрофлори, особливо, поверхнево! (дрiжджiв та плiсняв), сприяли високi температури визрiвання.
Таблиця 1
Ф1зико-\1м1чн1 та мжробшлоНчш показники зрших сир1в за рiзних
температурних умов визр1вання
Показники сиру Температурш режими визр1вання сир1в
I II III IV
Масова частка вологи, % 42,50±0,3 43,80±0,2 44,40±0,1 38,2±0,2
Активна кислотшсть, од. рН 5,24±0,03 5,32±0,02 5,37±0,02 5,34±0,02
Напруження зр1зу, 102 Н/м2 23,2±0,70 21,1±0,63 16,2±0,49 11±0,33
Робота р1зання, 104Дж/м2 25±0,75 22±0,67 17±0,52 12±0,38
Загальна чисельшсть МКБ, КУО/г 3,4-107 6,6-107 1,9-107 9,1-107
в т. ч. лактобацил 105 106 105 106
Чисельшсть ПКБ, КУО/г 3,2-107 7-107 8,1-106 3,1-108
-БГКП (кольформи) 101 101 102 102
- спороутворюючих бактерш 1,6-102 3,7-102 4,3-102 4,5-102
- дргждж1в та плюняв 1,6-102 4,4-102 7,2-102 7,7-102
Щоб з'ясувати, чи впливав температурний режим BrnpiBaHHH на 6ioxiMi4Hi та органолептичш показники зрiлих сирiв, було проаналiзовано ix за накопиченням продуктiв розпаду основних компонентiв сирно].' маси (амшокислот, летких органiчниx кислот та ефiрiв), якi обумовлюють характерний смак готового продукту.
Пщ час визрiвання твердих сирiв найбiльш глибоким змiнам пщдаються бiлки, розпад яких залежить вщ складу та активностi бактерiальниx ферменив. Гiдролiз бiлка i накопичення розчинних фракцш азоту е показниками швидкост визрiвання сиру i ступенем його зршосп. Великий об'ем мiкрофлори сприяв штенсифжацп бiоxiмiчниx процесiв, зокрема, прискоренню протеолiзу. Як свiдчать результати аналiзу (табл. 2), високий вмiст молочнокислих бактерш в дослiдниx сирах за вищих температур визрiвання супроводжувався бшьш iнтенсивним гiдролiтичним розщепленням бiлковиx речовин в порiвняннi з режимами I та III. Найбшьший вмiст розчинного та небшкового азоту (вiдповiдно 26,33 % та 6,11 вщ небшкового азоту), що характеризуе стутнь розпаду бшка, спостерiгали за температурного режиму IV.
Таблиця 2
Бшх1м1чн1 показники зрших cupie за рiзних температурних умов визр1вання
Показники сиру Темпе] ратурш режими визр1вання сир1в
I II III IV
Вм1ст вшьних амшокислот, мг/100г 2043,87± 2254,47± 1877,52± 2629,09±
сиру 81,75 90,25 75,10 105,16
Вм1ст розчинного азоту, % в1д загального азоту 19,16± 0,38 20,14± 0,42 15,99± 0,33 26,33± 0,55
Вм1ст небшкового азоту, % ввд 5,35±0,11 5,60±0,12 4,67±0,0 6,11±0,13
загального азоту 9
Вмкт лгткихжирних кислот, мкже/100г сиру 1265±5 1685±7 615±4 2019±9
Вдщонення иропюною!' кислотидо оцтово!' 0,80 0,89 0,52 3,62
Вмкт еф1рю, мкг/100 г 66,24±3,3 74,88±3,7 71,28±3,7 77,04±40
Як i слiд було очiкувати, було продемонстровано аналопчну залежнiсть нагромадження вiльних амшокислот у готовому продуктi вiд температури його визрiвання. Очевидно, значне нагромадження вказаних речовин вщбуваеться за рахунок протеолiтично активних термофiльних молочнокислих паличок виду L. helveticus, L. bulgaricus. На думку Баера, Альвареза накопичення вшьних амiнокислот стимулюе розвиток велико! кшькост пропiоновокислих бактерiй за рахунок пептидазно! та проте!назно! систем як заквашувально!, так i сторонньо! молочнокисло! мжрофлори [6,7]. Таку закономiрнiсть помiчено i в наших дослiдженнях.
Малоактивне розщеплення компонентiв, якi формують смако-ароматичну композицiю сирiв помiчено в сирах варiантiв I та III, яю визрiвали за низьких температур, в той час як шдвищеш температурш умови визрiвання (16-20-16) °С сприяли збiльшенню вмiсту летких органiчних кислот майже в 3,3-3,6 рази (табл. 2).
Показано, що за пщвищених температур визрiвання кiлькiсть летких органiчних кислот збшьшувалася, причому найвищий вмiст 2019 мкекв/100 г вiдзначено у сир^ що визрiвав за режиму IV. Продукування високо! кiлькостi летких оргашчних кислот супроводжувалося активним розвитком протоновокислих бактерiй за вказаного режиму до 3,1-108 КУО/г сиру. Незначна кшьюсть летких кислот у сирi з режимом визрiвання III, ймовiрно, спричинене низьким ростом протоновокислих бактерш, як обмежують пропiоновокисле ферментування.
На видовi особливост сиру, його смаковi вiдтiнки ютотно впливае вiдношення кiлькостi пропiоново! кислоти до оцтово!, а зi збшьшенням концентраци пропiоново! кислоти посилюеться штенсившсть солодкуватого присмаку сиру.
У вах зразках сирiв домiнували оцтова та пропюнова кислоти (рис. 1а). Вщношення пропiоново! до оцтово! кислоти для варiанту III складало 3,62, тодi як для сиру II - 0,89, що вказуе на менше нагромадження протоново! кислоти. Крiм того, за режиму III вщзначено низький вмют мiнорних кислот, якi спричиняють неприемнi присмаки сиру (рис. 1б).
X £
к 2 И и н Ц к
и «
70 т □ Пропiонова
□ ОЦгова 60^ ПМасляна
50
40
30
20
10
0
т
Ъ
II
у
ш
IV
Температурнi режими визр1вання
2,5 2 1,5 1
0,5 0
1™
ш
Температури режими визр1вання
3
а) ^ ^ б)
Рис. 1. Кшьккний та якiсний склад летких оргашчних кислот за рiзних температурних режимов внзр1вання снру
Вищ1 температури визр1вання провокували розвиток сторонньо! мжрофлори, в результат! ди яко! виникали вади смаку в продукт!, внасл!док надм!рно! к!лькост! масляно!, капроново!, каприлово! кислот.
Умови, що складаються в сирнш мас! п!д впливом температурного режиму (8-20-8) °С, були несприятливими для молочнокислого бродшня. У раз! визр!вання сир!в за температури 12 °С без перем!щення у бродильну камеру, гальмувався ще й розвиток пропюновокислих бактер!й, результатом чого було слабке продукування летких орган!чних кислот та еф!р!в у к!лькост!, яка е недостатньою для повного вираження смаку та аромату. Кр!м того, вщзначено також недостатне формування рисунку. В таких сирах смак та запах були найпршими (в середньому на 5 бал!в) в пор!внянш з сирами вар!анту II (табл. 2). Внаслщок штенсивного розвитку молочно- та пропюновокислих бактерш утворилися тр!щини у сирнш мас!, появу яких найчастше спостер!гали на останньому етап! визр!вання. В результат! сири було вщнесено до некондиц!йних. Тому п!двищення температури до 20 °С на другому етап! для актив!заци проп!оновокислого бродшня е обов'язковим режимом визр!вання сиру ¿з застосуванням бак концентрату «Темп».
Надшним п!дтвердженням того, що визр!вання сиру за диференц!йованих температур (12±1) оС - 3 тижн!, (20±1) оС - 2 тижн!, (12±1) оС - 2 тижн! було найефектившшим для розвитку життед!яльност! заквашувальних м!кроорган!зм!в, е результат значного р!вня нагромадження продукт!в !х життед!яльност!. Так, кшьюсть орган!чних сполук у сирах за цього режиму досягала до 1692 мкекв/100г, вшьних ам!нокислот близько 2344 мг/100г, вм!ст неб!лкового азоту складав 5,7 % в!д загального азоту. Дан! сири характеризувалися напруженням зр!зу 21,0-102 Н/м2 ! роботою р!зання 22,0-104 Дж/м2.
Таким чином, за означеного режиму визр!вання швидше набували смакових ознак зр!лих продукив в пор!внянн! з вар!антами сир!в I та III. Загальна бальна оц!нка таких сир!в - 97 бал!в. Сир характеризувався солодкуватим пряним
присмаком i приемним ароматом, наявшстю в1чок великого дiаметру до 1,5 см, що характерш для твердих сичужних сирiв швейцарсько! групи.
Таблиця 3
Органолептична характеристика ^piB вжом 50 дiб за рiзних режнмпв _внзр1вання_
Бальна оц1нка сир1в, що визр1вали за режимами
Показник I II III IV
Смак та запах добрий добрий задов1льний, салистий
(39 бал1в) (44 бали) мало вираже ний (38 бал1в) (36 бал1в)
Консис- задов1льна добра груба, тверда задовшьна,
тенция (23 бали) (24 бали) (22 бали) колюча (19 бал1в)
Кол1р нормальний (5 бал1в) нормальний (5 бал1в) нер1вно-м1рний (4 бали) нер1вно-м1рний (3 бали)
Рисунок нер1вном1р в!чка в1дсутн1сть в1чок багато в1чок
ний рисунок правильно! (7 бал1в) ( 5 бал1в)
у вигляд1 форми
в1чок (9 бал1в)
(8 бал!в)
Зовн1шн1й добрий добрий заловшьний деформована
вигляд (10 бал1в) (10 бал1в) (10 бал1в) поверхня та пошкоджена к1рка цв1ллю (10 бал1в)
Упаковка добра (5 бал!в) добра (5 бал1в) задов1льна (4 бали) задов1льна (4 бали)
Загальна оц1нка, 90 97 85 77
бали
Було встановлено кореляцшш коефiцiенти мiж фiзико-хiмiчними показниками, якi формуються у процес технологiчного процесу виробництва сиру, та рiвнем розщеплення бiлка, а також чисельшстю лактобактерiй. Статистична обробка фiзико-хiмiчних, бiохiмiчних та реологiчних показниюв, що представлена в таблицi 4, демонструвала достатньо тiснi кореляцiйнi зв'язки мiж напруженням зрiзу та фiзико-хiмiчними властивостями сиру як-то вмiст вологи та активно! кислотносп (r=-0,95-0,91).
Таблиця 4
Корелящя м1ж фнзнко-ммпчннмн, бш\11Упчннмн та pеологiчними показниками
сиру « Волинський»
Показники М.ч. вологи рН Напружен ня зр1зу Вм1ст розчинного азоту Вм1ст в1льних амк
рН -0,73
Напруження зр1зу 0,91 -0,94
Вм1ст розчинного азоту 0,87 -0,01 0,87
Вм1ст в1льних амк 0,20 0,09 0,63
Загальна чисельн1сть МКБ 0,48 -0,05 0,65 0,91 0,95
1стотний вплив на формування консистенцп проявляла штенсившсть протеол^ичних процеав. Зокрема, коефщент кореляцп мiж напруженням 3pi3y та вмiстом розчинного азоту складав г=-0,866. Проте рiвень нагромадження вiльних амiнокислот не залежав вiд рН.
Висновок. Температурнi режими визрiвання справляють iстотний вплив на показники якост сирiв. Температура на початковому етапi визрiвання сиру i3 застосуванням бакконцентрату «Темп» визначае глибину протеолiтичних процесiв та iнтенсивнiсть утворення деяких летких компонентсв. 3i зниженням температури до 8 оС уповшьнювався гiдролiз бiлкiв, а з тдвищенням до 16 оС на фот iнтенсифiкування нагромадження низькомолекулярних азотовмiсних сполук було зафiксовано надмiрну кiлькiсть оргашчних кислот, що псувало органолептичнi якост продукту. Встановлено, що обов'язковим е визрiвання сиру швейцарсько! групи за температури 20 оС, на другому етат для активiзацil розвитку протоновокислих бактерiй. Бiохiмiчнi показники сирiв корелюють з даними !х мiкробiологiчного аналiзу i знаходяться в тiсному взаемозв'язку з органолептичними характеристиками.
Таким чином, найефективнiшим для визрiвання сиру «Волинський» був температурний режим II (12 оС упродовж 3-х тижшв, 20 оС упродовж 2-х тижшв та 12 оС упродовж 2-х тижнiв), що сприяв накопиченню достатньо! кiлькостi як продукив розщеплення бiлка, так i смако-ароматичних сполук, яю визначають якiсть сиру.
Л1тература
1. Soda M. El., Madkor S.A., Tong P.S. Marschall Rhodia International Dairy Science Award Lecture. Adjunct Cultures: Recent Development and Potential Significance to the Cheese Industry // Journal of Dairy Science.- 2000.- Vol. 83, №5.- Р. 609-616.
2. Брикс Б. Стартовые культуры. Верный выбор // Молочная промышленность.- 2002.-№10.- С. 31-33.
3. Боднарчук О.В. Бактерiальний концентрат прямого внесення "Темп" у виробництвi сирiв швейцарсько! групи // Матерiали наук. конф. молодих вчених, асшранив i студенев "Науковi здобутки молодi - вирiшенню проблем харчування людства у XXI стштп"- Ч. 2- К.: НУХТ.-2005
4. Скородумова А.М. Практическое руководство по технической микробиологии молока и молочных продуктов. - М.: Пищепромиздат, 1963. - 308 с.
5. Инихов Г. С., Брио Н.П. Методы анализа молока и молочных продуктов. М.: «Пищевая промышленность». - 1971. - 423 с.
6. Baer A. Influence of casein proteolysis by starter bacteria, rennet and plasmin on the growth of propionibacteria in Swiss-type cheese // Lait.- 1995.- Vol. 75, №5.- Р. 391-400.
7. Alvarez V.B., Ji T., Harper W.J. Influence of Starter Culture Ratios and Warm Room Trratment on Free Fatty Acid and Amino Acid in Swiss Cheese // Journal of Dairy Science .- 2004.- Vol. 87, №5.- Р. 1986-1992.
Рецензент - д.с.-г.н., проф. Щсарик О.Й.
