CC BY
21
и
УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА
ТЕМА НОМЕРА
УДК 637.33.004.3
Разработка вакуумного способа упаковывания
мягких и рассольных сыров
Ключевые слова: мягкие и рассольные сыры; упаковывание; вакуумный способ; вакуум-упаковочная машина.
Е.А. Орлова, асп., Ю.Я. Свириденко, д-р биол. наук, проф., И.А. Роздов, канд. техн. наук ВНИИ маслоделия и сыроделия
Сохранение пищевых продуктов без снижения показателей их качества в течение достаточно длительного времени - одно из важных условий обеспечения населения России сбалансированным питанием.
Применение в сыроделии современных технологий, оборудования, новых функциональных ингредиентов дает возможность выпускать продукцию с пролонгированными сроками годности. Этого можно достигнуть путем использования барьерных пленочных материалов в сочетании с вакуумиро-ванием. Данный способ нашел широкое применение при производстве полутвердых сыров. Логично предположить, что вакуумная упаковка может быть применена и в технологии мягких и рассольных сыров и окажет положительное влияние на показатели их качества при хранении продуктов.
В связи с вышеизложенным цель исследования - разработка вакуумного способа и режимов упаковывания мягких и рассольных сыров.
Объектами исследований были выбраны мягкий сыр «Останкинский» и рассольный «Брынза», как типичные представители своих групп.
Упаковку сыров осуществляли в отечественные многослойные пакеты на основе полиамида «Амивак» на ваку-
ум-упаковочнои машине камерного типа «BOXER 42» после посолки и обсушки в течение 12-24 ч.
С помощью метода математического моделирования спланирован и осуществлен эксперимент по изучению влияния массовой доли влаги в сыре Ц) и продолжительности выдержки упаковываемого сыра под вакуумом (х2) на плотность прилегания пленки (у), количество выделившейся в пакет сыворотки (у2) и степень замкнутости сырного теста (у3). Перечисленные показатели качества упаковывания сыров оценивали условно по пятибалльной системе. Продолжительность вакууми-рования (х2) варьировали в пределах 10-25 с; содержание массовой доли влаги Ц) в мягком сыре - в пределах 54-60 %, в рассольном - 50-55 %.
При исследовании зависимостей влияющих факторов ц и х2 на переменные отклика у, у2 и у3 получен ряд регрессионных уравнений, на основании которых рассчитаны уровни факторов эксперимента (массовая доля влаги в продукте и продолжительность вакуу-мирования), которые обеспечивают максимальный уровень качества упаковывания мягких и рассольных сыров.
Рис. 4. Зависимость оценки степени замкнутости сырного теста от времени вакуумирования (У3!) (для мягких сыров)
PACKAGING AND LOGISTICS
Предварительная оценка зависимости прилегания пленки от времени вакуумирования для разных групп сыров выявила схожую зависимость плотности прилегания пленки к поверхности сыра от режимов упаковывания. Исходя из этого статистический анализ осуществляли не отдельно для каждой группы сыров, а по всему диапазону имеющихся экспериментальных данных. Поэтому полученные в результате анализа зависимости применимы как для мягких, так и для рассольных сыров.
Регрессионное уравнение, описывающее зависимость плотности прилегания пленки от влияющего фактора (продолжительность вакуумирования), для «Останкинского» сыра и для «Брынзы» имеет вид: у1мр = -7,15 + 1,23 х2 - 0,03х22 (г2 = 0,93, р < 0,012.
Графическая интерпретация уравнения регрессии, отражающая зависимость переменной отклика от влияющей переменной, приведена на рис. 1.
Построенная регрессионная модель предсказывает наилучшее прилегание пленки к сыру при времени вакуумирования 20 с и более. При этом оценка прилегания пленки к продукту не зависит от содержания влаги в сыре внутри исследованного диапазона (50-60 %).
Предварительный анализ полученных данных по степени выделения сыворотки в пакет и степени замкнутости сырного теста показал, что для разных групп сыров (мягких и рассольных) наблюдается различный характер зависимостей. Поэтому статистический анализ данных был проведен для каждого из видов сыров.
Регрессионное уравнение, описывающее зависимость выделения сыворотки в пакет у мягких сыров от продолжительности вакуумирования и массовой доли влаги сыра, имеет вид:
У2м = 16,40 - 0,208х1 + 0,045х2-0,005х22 (г2 = 0,95, р < 0,01).
Графическая интерпретация уравнения регрессии, отражающая зависимость переменной отклика от влияющих переменных, показана на рис. 2. Оптимальная продолжительность вакуумирования при упаковывании мягких сыров составляет 10-15 с, при этом с понижением содержания влаги в сыре выделение сыворотки в пакет снижается. Минимальное отделение сыворотки в пакет наблюдается при наименьшем содержании влаги в сыре (54%).
Уравнение регрессии, описывающее зависимость выделения сыворотки в пакет у рассольных сыров от продолжительности вакуумирования и влажности сыра, имеет вид:
У2 = 7,55 - 0,05х1 + 0,065х2 -
2р ' ' 1 ' 2
0,005х22 (г2 = 0,85, р < 0,05).
Графическая интерпретация регрессионного уравнения, отражающая зависимость переменной отклика от влияющей переменной, приведена на рис. 3. Оптимальная продолжительность вакуумирования для рассольных сыров составляет 10-15 с. При такой продолжительности вакуумирования не наблюдается увеличения отхода сыворотки в пакет во всем диапазоне варьирования влажности у рассольных сыров. Увеличение продолжительности вакуумирования приво-
дит к повышенному отходу сыворотки в пакет, что особенно отчетливо проявляется у рассольных сыров с большей массовой долей влаги.
Уравнение регрессии, описывающее зависимость степени замкнутости сырного теста у мягких сыров от продолжительности вакуумирования и влажности сыра, имеет вид:
У3м = -5,95 + 0,042х1 + 0,715х2-0,015х22 (г2 = 0,94, р < 0,01).
Графическая интерпретация уравнения, отражающая зависимость переменной отклика от влияющей переменной, показана на рис. 4. Степень замкнутости сырного теста в большей степени зависит от продолжительности вакуумирования, чем от массовой доли влаги. Оптимальная продолжительность вакуумирования, при которой достигается наилучшая замкнутость сырного теста, составляет 15-25 с. Колебание содержания влаги в сыре во всем исследованном диапазоне практически не сказывается на степени замкнутости сырного теста, однако при наибольшем содержании влаги в сыре наблюдается лучшее замыкание поверхности в более широком диапазоне продолжительности вакуумирования.
Уравнение регрессии, описывающее зависимость степени замкнутости сырного теста у рассольных сыров от продолжительности вакуумирования и влажности сыра, имеет вид:
У3 = -6,20 + 0,050х + 0,715х2-
3р ' ' 1 ' 2
0,015х22 (г2 = 0,95, р < 0,01).
Графическая интерпретация уравнения, отражающая зависимость переменной отклика от влияющих перемен-
и
УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА
ТЕМА НОМЕРА
Рис. 6. Профили откликов зависимых переменных от влияющих факторов и комплексного оптимума по всем переменным отклика для мягких сыров
Рис. 7. Профили откликов зависимых переменных от влияющих факторов и комплексного оптимума по всем переменным отклика для рассольных сыров
ных, приведена на рис. 5. Наилучшее замыкание сырного теста достигается при продолжительности вакуумирова-ния 20-25 с и массовой доле влаги в сыре 55 %. При этом массовая доля влаги в сыре во всем диапазоне ее варьирования слабо влияет на степень замкнутости поверхности сыра.
Анализ всех полученных уравнений регрессий выявил, что невозможно подобрать такие значения факторов х1 и х2, которые позволят получить одновременную максимальную оценку по всем трем показателям, характеризующим внешний вид и качество упаковки сыра.
В связи с этим проведена комплексная оптимизация параметров, т. е. поиск такого сочетания факторов х1 и х2, при котором максимальной будет средняя взвешенная оценка по всем трем выходным факторам у, у2 и у3.
В таблице представлены значения коэффициентов корреляции между показателями, характеризующими внешний вид и качество упаковки сыра.
Показатель Коэффициент корреляции
для мягких сыров для рассольных сыров
У1 и У2 -0,51 -0,52
у1 и У3 0,93 0,93
У2 и У3 -0,69 -0,71
Из приведенных данных следует, что существует значительная положительная связь между плотностью прилегания пленки (у) и степенью замкнутости поверхности сыра (у3) -при более плотном прилегании пленки наблюдается лучшее замыкание поверхности сыра. Имеется слабая отрицательная связь между плотностью прилегания пленки (у) и выделением сыворотки в пакет (у2) -более плотное прилегание пленки способствует большему выделению сыворотки в пакет. Также имеется достоверная отрицательная связь между выделением сыворотки в пакет (у2) и замкнутостью сырного теста (у3). Это значит, что изменение режимов упаковывания, направленное на улучшение одного из показателей (у или у3), приведет к ухудшению другого показателя.
Проведен поиск такого сочетания факторов х и х2, при котором максимальной будет средняя взвешенная оценка по всем трем выходным факторам у, у и у.
Для поиска сочетания влияющих факторов применен инструмент «Профилирование и желательность отклика» из пакета Б1а1:1$1:1са.
На рис. 6 показаны результаты поиска оптимума для мягких сыров, на рис. 7 - для рассольных.
Из приведенных графиков следует, что оптимальное время вакуумирова-ния составляет: для мягких сыров 19,75 + 1,0 с, для рассольных сыров -19,0 + 1,0 с, что соответствует глубине вакуумирования 0,93-0,94х105Па.
Как видно из рис. 6 и 7, четкого оптимума по содержанию влаги для упаковываемых сыров не выявлено, т. е. упаковывание сыров с любой массовой долей влаги из исследованного диапазона не оказывает существенного влияния на комплексную оценку качества упаковки.
Однако, учитывая опыт вакуумной упаковки полутвердых сыров в полимерные пленки, с точки зрения наилучшей сохранности продукта в течение длительного периода хранения, можно рекомендовать упаковку мягких и рассольных сыров с массовой долей влаги, близкой к нижнему пределу ее содержания, указанной в технической документации.
Установленные оптимальные режимы вакуумирования положены в основу новой технологии вакуумной упаковки мягких и рассольных сыров, преимущества которой получили подтверждение при изучении микробиологических, биохимических, физико-химических и органолептических показателей сыров при длительном хранении.
