CC BY
117
ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
УДК 642.2: 613.292
Обоснование и разработка технологии сырного продукта с применением муки амаранта
Substantiation and development of cheese product technology
with the use of amaranth flour
Доцент M.Г. Сысоева, профессор И.А. Глотова, (Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I) кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, тел. 8 (473)253-87-97 (1175) E-mail: [email protected]
аспирант A.B. Аристова, доцент Е.А. Пронина, (Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I) кафедра частной зоотехнии, тел. 8 (473)253-94-34
науч. сотрудник И.В. Поленов, мл. науч. сотрудник Л.Г. Смольская (ООО «Русская Олива», г. Воронеж) тел. 8(473) 250-29-71 E-mail: [email protected]
Assistant Professor M.G. Sysoeva, Professor I.A. Glotova, (Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great) chair of technology of storage and processing of agricultural products, tel. 8 (473) 253-87-97 (1175) E-mail: [email protected]
Postgraduate Student A.V. Aristova, Assistant Professor E.A. Pronina, (Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great) chair of private animal husbandry, tel. 8 (473)253-94-34
Research Associate I.V. Polenov, Junior Researcher L.G. Smolskaya (LLC «Russian Oliva», Voronezh) tel. 8(473) 250-29-71 E-mail: [email protected]
Реферат. Сырные продукты приобретают все большую популярность у потребителей среди продукции сыроделия. В последнее время существенно выросло количество научных исследований и технологических разработок, направленных на совершенствование ассортимента мягких сыров и сырных продуктов. Они обладают рядом технологических и экономических преимуществ по сравнению с твердыми и рассольными сырами: эффективность использования молочного сырья, возможность реализации без созревания, высокий биотехнологический потенциал, поддающийся целенаправленному регулированию путем разработки комбинированных пищевых систем с привлечением разных видов сырьевых ресурсов. Цель работы - расширение сырьевой базы сырных продуктов, производимых по технологии сыра типа «Брынза», за счет использования продуктов переработки амаранта. Объектами исследования служили: мука амаранта с повышенным содержанием белка, мука амаранта 1-го сорта и шрот обезжиренный (производитель - ООО «Русская Олива», г. Воронеж, ТУ 9293-004-77872064-2011); сырные продукты, выработанные с использованием в качестве растительного компонента различных видов амарантовой муки. Исследовано влияние массовой доли амарантовой муки в растительно-молочной смеси на продолжительность коагуляции белка, динамика нарастания кислотности в сырной массе. Обосновано и предложено использование продуктов переработки амаранта в технологии сырных продуктов, изготовляемых по технологии сыра типа «Брынза». Представлена технологическая схема производства сырного продукта с использованием муки амаранта. Исследовано влияние дозировки вносимого растительного компонента на органолептические и физико-химические показатели готового продукта. Наилучшие органолептические характеристики имел сырный продукт при дозировке муки амаранта с повышенным содержанием белка 2,5 %. Установлено, что в течение 9 сут хранения продукт по органолептическим и микробиологическим показателям соответствовал установленным требованиям. Использование в качестве растительного компонента муки амаранта с повышенным содержанием белка при производстве сырных продуктов целесообразно, так как есть положительное влияние на экономические показатели производства и пищевую ценность готового изделия.
С Сысоева М.Г., Глотова И.А., Аристова A.B., Пронина Е.А., Поленов И.В., Смольская Л.Г., 2017
Summary. Cheese products are gaining in popularity among consumers among the products of cheese making. Recently, the number of research and technological developments aimed at improving the range of soft cheeses and cheese products has grown substantially. They have a number of technological and economic advantages in comparison with hard and brine cheeses: the efficiency of the use of dairy raw materials, the possibility of realization without maturation, the high biotechnological potential that can be controlled by the development of combined food systems involving various types of raw materials. The purpose of the work is to expand the raw material base of cheese products produced using cheese technology of the «Biynza» type, using the products of amaranth processing. The subjects of the study were the amaranth flour with high protein content, the amaranth flour of the first grade and low-fat meal (manufacturer - LLC Russian Oliva, Voronezh); cheese products, developed with the use of various kinds of amaranth flour as a vegetable component. The authors studied the influence of the mass fraction of amaranth flour in the vegetable-milk mixture on the duration of protein coagulation, the dynamics of acidity growth in the cheese mass. The authors substantiated and proposed the use of amaranth processing products in the technology of cheese products manufactured using cheese technology of the «Brynza» type. A technological scheme for the production of a cheese product using amaranth flour is presented. The influence of the dosage of the introduced plant component on the organoleptic and physicochemical parameters of the finished product was studied. The best organoleptic characteristics had a cheese product with a dosage of amaranth flour with an increased protein content of 2,5 %. It is established that during 9 days of storage the product according to the organoleptic and microbiological indices corresponds to the established requirements. The use of amaranth flour with a high protein content as a vegetable component in the production of cheese products is appropriate, since it has a positive effect on the economic indicators of production and the nutritional value of the finished product.
Ключевые слова: сырный продукт, мука амаранта, коагуляция белка, кислотность, сырная масса.
Keywords: cheese product, amaranth flour, protein coagulation, acidity, cheese mass.
Сырные продукты приобретают все большую популярность у потребителей среди продукции сыроделия. В последнее время существенно выросло количество научных исследований и технологических разработок, направленных на совершенствование ассортимента мягких сыров и сырных продуктов. Они обладают рядом технологических и экономических преимуществ по сравнению с твердыми и рассольными сырами: эффективность использования молочного сырья, возможность реализации без созревания, высокий биотехнологический потенциал, поддающийся целенаправленному регулированию путем разработки комбинированных пищевых систем с привлечением разных видов сырьевых ресурсов [1-2].
По количеству разработок, реализующих принципы пищевой комбинаторики, приоритет принадлежит производству комбинированных продуктов, в которых сырье животного происхождения сочетается с различными растительными компонентами. В качестве растительного сырья, применяемого при производстве комбинированных продуктов питания, широко используются как зерновые, например, пшеница, рис, овес, так и бобовые культуры - соя, нут, чечевица [1, 3, 4]. В качестве вариантов предварительной обработки бобовых культур положительно зарекомендовали себя такие технологические приемы, как биоактивация зерновых и бобовых культур, в том числе с одновременным обогащением эссенциальными микроэлементами (иод, селен), и экструдирование [1, 3, 4]. Овощные культуры применяют в технологии мягких сыров и сырных продуктов в виде сухого порошка, например, топинамбур, и стерилизованного пюре, например, морковь [5].
Амарант, относимый к псевдозерновым культурам [6], является одним из перспективных видов растительного сырья, применяемого в пищевой промышленности. К его преимуществам относятся засухоустойчивость и высокая продуктивность [6]. Особенности химического состава (16-18 % белка с повышенным содержанием метионина и лизина - около 15,8 и 55,8 мг/г соответственно) и свойства в пищевых системах позволяют использовать данную культуру при производстве продуктов здорового питания, диетического и лечебно-профилактического назначения [7-9].
Цель работы - расширение сырьевой базы сырных продуктов, производимых по технологии сыра типа «Брынза», за счет использования продуктов переработки амаранта. Объектами исследования служили:
- мука амаранта с повышенным содержанием белка, мука амаранта 1-го сорта и шрот обезжиренный (производитель - ООО «Русская Олива», г. Воронеж, ТУ 9293-004-77872064-2011);
- сырные продукты, выработанные с использованием в качестве растительного компонента различных видов амарантовой муки.
Характеристика различных видов амарантовой муки по данным производителя представлена в табл. 1.
Таблица 1
Особенности состава разных видов амарантовой муки
Показатели Мука амаранта 1-го сорта Мука амаранта с повышенным содержанием белка Шрот обезжиренный
Массовая доля, %: влаги белка жира углеводов 9,76 ± 0,10 11,07 ± 0,10 4,15 ± 0,05 71,18 ± 0,10 9,63 ± 0,05 32,51 ± 0,05 8,87 ± 0,10 47,56 ± 0,10 9,58 ± 0,10 43,78 ± 0,05 1,07 ± 0,10 44,32 ± 0,05
в том числе: крахмала моно- и дисахаридов клетчатки 57,60 ± 0,05 13,58 ± 0,05 3,84 + 0,10 35,62 ± 0,05 11,94 ±0,05 1,43 ± 0,10 33,24 ± 0.04 11,08 ± 0,05 1,25 ± 0,10
Экспериментально доказано, что аминокислоты амарантовой муки лучше сбалансированы, чем у пшеничной муки. Биологическая ценность белков зерна амаранта на 15-18 % выше, чем у зерна пшеницы [8]. Уникальная особенность липид-ного состава амарантовой муки состоит в наличии антиоксиданта сквалена, а также фитостеролов, фосфолипидов и других соединений, обладающих биологической активностью. Из минеральных веществ она богата кальцием, калием, магнием, фосфором, железом, витаминами В1, В2, В9, С, РР, Е, Н [9].
Мука амаранта обладает высокой влагоудерживающей способностью (табл. 2), поэтому при производстве мягкого сыра представляется целесообразным ее применение в качестве натурального загустителя и стабилизатора.
Таблица. 2
Особенности функционально-технологических свойств разных видов амарантовой муки
Показатели Мука амаранта 1-го сорта Мука амаранта с повышенным содержанием белка Шрот обезжиренный
Влагоудержпвающая способность, % 142,2 157,6 193,5
Жироудерживающая способность, % 98,8 115,3 68,2
Эмульгирующая способность, % 87,6 97,6 94,3
При определении физико-химических показателей выработанных сырных продуктов использовали стандартные методы в соответствии с ГОСТ Р 550632012 «Сыры и сыры плавленые. Правила приемки, отбор проб и методы контроля». Для определения органолептических показателей контрольного и экспериментальных образцов продукции использовали рекомендации ГОСТ Р ИСО 229352-2011 «Молоко и молочные продукты. Органолептический анализ. Часть 2. Рекомендуемые методы органолептической оценки», ГОСТ Р ИСО 22935-3-2011
«Молоко и молочные продукты. Органолептический анализ. Часть 3. Руководство по оценке соответствия техническим условиям на продукцию для определения органолептических свойств путем подсчета баллов». Микробиологические показатели продуктов определяли с использованием следующих стандартных методов: ГОСТ 30347-2016 «Молоко и молочная продукция. Методы определения Staphylococcus aureus»; ГОСТ 31659-2012 «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella»; ГОСТ 32031-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления бактерий Listeria monocytogenes»; ГОСТ 32901-2014 «Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа»; ГОСТ 33566-2015 «Молоко и молочная продукция. Определение дрожжей и плесневых грибов».
Содержание кальция в продуктах определяли методом комплексонометриче-ского титрования, содержание фосфора - ванадиево-молибдатным методом в соответствии с рекомендациями [10].
Наиболее предпочтительным объектом для использования в составе сырного продукта с точки зрения комплексного обогащения и обеспечения функционально-технологических свойств комбинированной пищевой системы является мука амаранта с повышенным содержанием белка.
Одной из ключевых технологических операций в технологи сыра и сырных продуктов является коагуляция белков молока под действием молокосвертываю-щих ферментов. Процесс сычужного свертывания молока является результатом протеолиза казеина. В связи с применением в технологии сырного продукта новых растительных компонентов на первом этапе работы исследовали процесс свертывания молочно-растительных смесей под действием молокосвертывающих ферментов. Дозировку амарантовой муки варьировали от 0 до 7,5 % к массе молока. В качестве коагулянта использовали говяжий пепсин (рис. 1).
Установлено, что внесение амарантовой муки в дозировке до 7,5 % к массе нормализованной смеси приводит к увеличению продолжительности коагуляции белка, однако диапазон увеличения данного параметра не является значимым для выполнения данной технологической операции. Кроме того, присутствие растительного наполнителя благоприятно действует на развитие микрофлоры закваски, что приводит к более интенсивному нарастанию кислотности нормализованной смеси после внесения бактериальной закваски (рис. 2).
о
С, %
Рис. 1. Влияние массовой доли амарантовой муки в растительно-молочной смеси на продолжительность коагуляции белка
■Контроль
•Сырный продукте содержанием муки 2,5%
Сырный продукте содержанием муки 5%
Рис. 2. Влияние дозировки амарантовой муки на динамику нарастания кислотности в сырной массе
Таким образом, при производстве сырного продукта с технологической точки зрения целесообразно применение в качестве растительного компонента муки амаранта.
В ходе исследований обосновали и реализовали технологию производства сырного продукта с внесением амарантовой муки в качестве растительного компонента (рис. 3).
Молоко, соответствующее требованиям нормативной документации, подвергали очистке и нормализации по массовой доле жира и белка.
Амарантовая мука
Приемка молока
Очистка молока
Магнитная сепарация
Экстру з ионная
обработка 1 = (120-130 °С)
Охлаждение (1 = 30 °С)
Норм ализ ацдя молока
П астериз ащш
молока (1 = 72-67 °С;
Охлаждение молока (г = 28-32 °Г,1
С амопрессов ание
Посолка
УпакоЕ ые ание
Хлорид кальция
Дозиров ани е
Приготовление раствора с массовой долей 40 %
раствора с массовой долей 1 %
Дозиров ание
Молоко ев ертыв аю: фермент
Рис. 3. Технологическая схема производства сырного продукта с амарантовой мукой
В молоко, пастеризованное при температуре 72-76 °С с выдержкой 20-24 с и охлажденное до температуры 28-32 °С, вносили растительный компонент в диапазоне дозировки от О до 7,5 % к массе смеси. Амарантовую муку предварительно термически обрабатывали при температуре 120-130 °С. Полученную смесь тщательно перемешивали в течение 10-15 мин. Далее в подготовленное сырье вносили хлорид кальция в количестве 10 г безводной соли на 100 кг сырья в виде раствора с массовой долей 40 %, бактериальную закваску, приготовленную на ме-зофильных молочнокислых стрептококках, и раствор молокосвертывающего фермента с массовой долей 1 % в дозировке 1 % к массе смеси.
Молоко свертывалось в течение 40-70 мин, после чего полученный сгусток обрабатывали. Его разрезали и оставляли в покое на 15-20 мин, затем нагревали до 36-38 °С для интенсификации выделения сыворотки. Продолжительность вымешивания сырного зерна после второго нагревания составляла 15-20 мин. Образованный сгусток отделяли от сыворотки, формировали головку сыра и направляли на самопрессование. Посол проводили путем натирания головки сыра сухой солью в количестве 2-3 % от массы продукта. Полученный продукт направляли на упаковывание. Упакованный продукт охлаждали в холодильной камере до температуры 2-6 °С, после чего технологический процесс считался законченным, и продукт был готов к реализации.
На следующем этапе исследовали органолептические показатели различных образцов сырных продуктов (рис. 4). Органолептическая оценка (внешний вид, вкус и запах, цвет теста, рисунок, консистенция) производилась по девятибалльной шкале. В качестве контроля служил сыр, полученный по данной технологии, но без добавления растительного сырья.
а
Консистенция
Внешний вид
Цвет теста
-1 (контроль) ■2(2,5%) 3(5%) ■4(7,5%)
Вкус и запах
Рисунок
Рис. 4. Результаты органолептической оценки сырных продуктов с включением растительного компонента в количестве 2,5, 5,0 и 7,5 %: а - амарантовая мука с повышенным содержанием белка; б - амарантовая мука 1-го сорта; в - шрот обезжиренный
в
Из рис. 4 видно, что сырные продукты, в которые вносили муку амарантовую с повышенным содержанием белка, обладают хорошими органолептически-ми характеристиками, при этом оптимальной дозировкой внесенного растительного компонента является 2,5 %. Дальнейшее повышение дозировки растительного компонента придает продукту выраженный привкус амаранта и мажущуюся консистенцию.
Физико-химические показатели сыра и сырных продуктов с применением муки амарантовой с повышенным содержанием белка в различных дозировках представлены в табл. 3.
Таблица 3
Физико-химические показатели сыра и сырных продуктов
Показатели Сыр (контроль) Сырный продукт с амарантовой мукой в дозировке
2,5 % 5,0 %
Массовая доля, %:
влаги 68,4 67,4 67,1
белка 16,1 18,9 19,8
жира 12,6 10,8 10,2
поваренной соли 2,5 2,5 2,5
Содержание кальция, мг% 621 629 635
Содержание фосфора, мг% 355 367 355
На следующем этапе проводили оценку хранимоспособности сырных продуктов с использованием амарантовой муки. Продукты хранили при температуре 4-6 °С, через фиксированные промежутки времени отбирая пробы для исследования микробиологических показателей сырного продукта и контрольного образца. Результаты исследований отражены в табл. 4.
Таблица 4
Микробиологические показатели сыра и сырных продуктов при хранении
Продолжительность хранения, ч Сыр (контроль) Сырный продукт с амарантовой мукой в дозировке
2,5 % 5,0 %
КМАФАнМ, КОЕ/г-10б Дрожжи, КОЕ/г КМАФАнМ, КОЕ/г-Ю6 Дрожжи, КОЕ/г КМАФАнМ, КОЕ/г-Ю6 Дрожжи, КОЕ/г
0 1,75 12 1,63 13 1,77 15
72 1,76 12 1,65 13 1,78 16
144 1,78 13 1,67 14 1,79 18
216 1,80 16 1,71 16 1,81 19
Во всех исследованных образцах не обнаружены бактерии группы кишечных палочек (БГКП) в 0,001 г продукта, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы в 25 г, S. aureus в 0,001 г и L. monocytogenes в 25 г. Результаты проведенных исследований показывают, что в течение 9 сут хранения при температуре 4-6 °С продукт по микробиологическим показателям соответствует требованиям TP ТС «О безопасности молока и молочной продукции» (TP ТС 033/2013).
Таким образом, применение продуктов переработки амаранта в технологии сырных продуктов целесообразно для повышения их пищевой и биологической ценности, обогащения микро- и макроэлементами, экономии сырьевых ресурсов и снижения себестоимости готовых изделий.
промышленности
ЛИТЕРАТУРА
1. Разработка рецептуры мягкого сырного продукта с йодированным белко-во-растительным компонентом [Текст]/ Е.В. Карпенко, Е.Ю. Злобина, Ю.В. Ста-родубова, B.C. Гришин// Вестник ВГАУ. - 2017. - Вып. 3(54). - С. 132-142.
2. Мироненко, И.М. Мягкие сыры. Ассортимент и технологические особенности [Текст] / И.М. Мироненко, Д.А. Усатюк // Сыроделие и маслоделие. - 2015.
- № 4. - С. 36-40.
3. Рудакова, А.Ю. Разработка и производство сырных продуктов с растительными компонентами [Текст] / А.Ю. Рудакова, A.A. Забодалова, О.П. Серова // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2014. - № 4. - С. 204-209.
4. Глотова, И.А. Применение биоактивированных злаковых культур при производстве кисломолочных продуктов: производственно-экономические аспекты [Текст] / И.А. Глотова, H.A. Галочкина, О.С. Гура // Матер. Межд. науч.-техн. конф. «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство», 2013. - С. 501-504.
5. Яковченко, Н.В. Получение мягких сычужных сыров из ультрафильтрационного концентрата молока с добавлением растительных наполнителей [Текст] / Н.В. Яковченко, A.A. Силантьева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2010.
- № 6. - С. 35-37.
6. Полиморфизм RAPD- и ISSR-маркеров у зерновых видов амаранта [Текст] / C.B. Лиманская, A.A. Мирошниченко, Т.И. Гопций, О.С. Корнеева// Ва-виловский журнал генетики и селекции. - 2017. Т. 21. - № 2. - С. 189-197.
7. Сысоева, М.Г. Технология производства сырного продукта с добавлением растительного белка [Текст] /М.Г. Сысоева, A.B. Пронина // Технологии и товароведения сельскохозяйственной продукции. - 2015. -№ 1(4). - С.21-25.
8. Жаркова, И.М. Амарантовая мука - эффективное средство для производства здоровых продуктов питания [Текст] /И.М. Жаркова, A.A. Мирошниченко // Хлебопродукты. - 2012. - № 12,- С. 54-56.
9. Шмалько, H.A. Амарант в пищевой промышленности [Текст] / H.A. Шмаль-ко, Ю.Ф. Росляков. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - 489 с
10. Мельникова, Е.И. Современные методы исследования свойств сырья и продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум [Текст]: учеб. пособие / Е.И. Мельникова, Е.С. Рудниченко, Е.В. Богданова. - Воронеж, 2014.
1. Karpenko E.V., Zlobina E.YU., Starodubova YU.V., Grishin V.S. Razrabotka receptury myagkogo syrnogo produkta s jodirovannym belkovo-rastitel'nym kompo-nentom [Development of the soft cheese product recipption with iodined protein-vegetable component] Vestnik VGAU, 2017, Vyp. 3(54), pp. 132-142 (Russian).
2. Mironenko I.M., Usatyuk D.A. Myagkie syry. Assortiment i tekhnologicheskie osobennosti [Soft cheeses. Assortment and technological features] Syrodelie i maslodelie, 2015, No 4, pp. 36-40 (Russian).
3. Rudakova A.YU., Zabodalova L.A., Serova O.P. Razrabotka i proizvodstvo syr-nyh produktov s rastitel'nymi komponentami [Development and production of cheese products with vegetable components] Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya: Processy i appa-raty pishchevyh proizvodstv, 2014, No 4, pp. 204-209 (Russian).
-95 c.
REFERENCES
4. Glotova I.A., Galochkina N.A., Gura O.S. Primenenie bioaktivirovannyh zla-kovyh kul'tur pri proizvodstve kislomolochnyh produktov: proizvodstvenno-ehkonomicheskie aspekty [Application of bioactivated cereals in the production of fermented milk products: production and economic aspects] Mater. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Innovacionnye tekhnologii v pishchevoj promyshlennosti: nauka, obra-zovanie i proizvodstvo", 2013, pp. 501-504 (Russian).
5. Yakovchenko N.V., Silant'eva L.A. Poluchenie myagkih sychuzhnyh syrov iz ul'trafil'-tracionnogo koncentrata moloka s dobavleniem rastitel'nyh napolnitelej [Production of soft rennet cheese from ultrafiltration milk concentrate with the addition of vegetable fillers] Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya, 2010, No 6, pp. 35-37 (Russian).
6. Limanskaya S.V., Miroshnichenko L.A., Gopcij T.I., Korneeva O.S. Polimorfizm RAPD- i ISSR-markerov u zernovyh vidov amaranta [Polymorphism of RAPD and ISSR markers in amaranth grain species] Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii, 2017, T. 21, No 2, pp. 189-197 (Russian).
7. Sysoeva M.G., Pronina A.V. Tekhnologiya proizvodstva syrnogo produkta s dobavleniem rastitel'nogo belka [Technology of cheese product production with vegetable protein addition] Tekhnologii i tovarovedeniya sel'skohozyajstvennoj produkcii, 2015, No 1(4), pp. 21-25 (Russian).
8. Zharkova I.M., Miroshnichenko L.A. Amarantovaya muka - ehffektivnoe sredstvo dlya pro-izvodstva zdorovyh produktov pitaniya [Amaranth flour - an effective tool for the production of healthy foods] Hleboprodukty, 2012, No 12, pp. 54-56 (Russian).
9. Shmal'ko, N.A., Roslyakov YU.F. Amarant v pishchevoj promyshlennosti [Amaranth in the food industry], Krasnodar, 2011, 489 pp. (Russian).
10. Mel'nikova E.I., Rudnichenko E.S., Bogdanova E.V. Sovremennye metody issledovaniya svojstv syr'ya i produktov zhivotnogo proiskhozhdeniya [Modern methods for studying the properties of raw materials and products of animal origin], Voronezh, 2014, 95 pp (Russian).
