CC BY
25
УДК 637.3
Орлюк Ю.Т., к.т.н., зав. вщдшу сироробства Калмикова Г.Ф., науковий сшвроб1тник © ([email protected]) 1нститут продоволъчыхресурав НААН Украшы, м. Кыгв
ВПЛИВ УМОВ ФЕРМЕНТАЦП СИРН01МАСИ П1Д ЧАС ВИРОБНИЦТВА ТЕРМОКИСЛОТНИХ СИР1В НА ЯК1СТЬ ГОТОВОГО ПРОДУКТУ
У cmammi висвтлюютъся результаты дослгдженъ вплыву режым1в процесу ферментацп на выхгднг параметры готового продукту. Отрымаш р1вняння математычногмодел1 процесу ферментацп.
Ключое1 слова: сыр термокыслотныы, середовыще ферментацп, режымы ферментацИ, р1вняння регресп, температура середовыща ферментацп, масова частка вологы, консыстенц1я сыру.
Вступ. На сьогодш асортимент бшково! продукцп, що виробляеться у молочнш промисловосп, е досить широким. За умов зростання об'ему виробництва дано! продукцп конкуренщя пщштовхуе виробниюв до пошуку альтернативних напрямюв розвитку технологш. Збагачення бшково! продукцп молочнокислою мжрофлорою, а саме термокислотних сир1в, е одним i3 таких напрямюв.
Традицшна технолопя сир1в з термокислотним зсщанням бшюв молока не передбачае використання у процеЫ ix виробництва молочнокисло! мжрофлори. Висока температура обробки молока на стади коагуляцп бшюв призводить до шактиваци наявно! молочнокисло! м1крофлори у сирнш Maci. Тому такий продукт е бшково-жировим концентратом основних компонента молока з незначними показниками харчово! та бюлопчно! цшностг
Вщомо, що молочнокисла мжрофлора регулюе р1вень активно! кислотност1 сирно! маси, стимулюе ф1зико-х!м1чш процеси пщ час виробництва сиру, визначае напрямок та штенсившсть гщрол1зу лактози, бшюв i жиру, впливае на його органолептичш показники, тобто бере участь у формуванш смакових властивостей готового продукту.
Матер1али i методи. Процес ферментацп дозволяе збагатити термокислотний сир молочнокислою мжрофлорою, що значно змшюе його харчову та бюлопчну цшшсть. У даних дослщженнях визначали ефектившсть процесу ферментацп у виробництв1 термокислотних сир1в та вплив залежних фактор1в на результуюч1 параметри готового продукту. Матер1алом дослщжень була сирна маса, яку отримували термокислотним зсщанням бшюв молока.
Пщ час дослщжень використовували трьохфакторний експеримент. Розрахунки проводили за допомогою програми Excel 2010. Адекватшсть одержаних р1внянь перев1ряли за критер1ем Фшера.
© ОрлюкЮ.Т., Калмыкова Г.Ф., 2013
117
Результата дослщжень. Проведен! дослщження дозволили визначити основш параметри процесу ферментаци: тривалкть процесу ферментаци, титровану кислотшсть I температуру середовища ферментаци та !х вплив на показники якост1 готового продукту.
Пщ час проведения трьохфакторного експерименту [1] змшювали температуру середовища ферментаци, його титровану кислотшсть I тривалкть процесу ферментаци, що дозволило регулювати бюх1м1чний склад готового продукту, його ф1зико-х1м1чш характеристики, мжробюлопчш та органолептичш показники.
Анал1з дослщних даних показав, що сир термокислотний з найбшьш вираженим смаком I доброю консистенщею, отримували за температури ферментаци 15 °С, титровано! кислотноси середовища ферментаци 120 °Т та тривалосп процесу ферментаци24 години.
Процес ферментаци дозволяе збагатити термокислотний сир молочнокислою мжрофлорою, що значно змшюе його харчову та бюлопчну цшшсть. 1з концентрату основних компонент молока, яким е термокислотний сир, вш перетворюеться на продукт ¿з ферментованих компонент.
Для обгрунтування рацюнальних режим1в I характеристик середовища ферментаци термокислотних сир1в розглядали !х сумшний вплив на консистенцш сир1в, масову частку вологи, а також вихщ готового продукту.
Вщомо, [2, 3] що масова частка вологи бере участь у формуванш смаку 1 консистенци продукту, визначае штенсившсть мшробюлопчних I ферментативних процеав у сирнш маа, а вихщ готового продукту прямопропорцшний титрованш кислотност1 середовища ферментаци.
Пщ час проведения експериментальних дослщжень застосовували метод трьохфакторного планування експерименту [1, 4]. Матриця проведения процесу ферментаци дослщних термокислотних сир1в I !х характеристика теля ферментаци наведен! у таблиц! 1.
Створена матриця дозволила визначити вплив основних параметр1в на процес ферментаци сирно! маси, складу 1 властивостей середовища ферментаци. Ф1зико-х1м1чш показники сирно! маси, яю характеризували И як об'ект ферментаци, у вс1х дослщах були сталими
Залежними факторами були обраш температура ферментаци (Х1), тривалють процесу ферментаци (Х2) та початкова титрована кислотшсть середовища ферментаци (Х3).
Для проведения даного експерименту був обраний д1апазон параметр1в, що дослщжували: температури ферментаци - вщ 10 °С до 20 °С, тривалост1 процесу ферментаци - вщ 12 годин до 36 годин I початково! титровано! кислотноси середовища ферментаци - вщ 90 °Т до 150 °Т.
Таким чином, було визначено вплив залежних фактор1в на масову частку вологи у сирнш маа (Ух), на вихщ готового продукту (У2) I на консистенцш готового продукту (У3).
118
План та результати експерименту
Таблиця 1
Залежн1 с )актори Результуюч1 параметри
Температура ферментацп, °С Тривал1сть процесу ферментацп, год Титрована кислотшсть середовища ферментацп, Масова частка вологи у готовому продукт!, % Вихвд готового продукту, кг/100 кг молока Консистенщя готового продукту, Н/мм2
Х1 Х2 Хэ Y1 Y2 Y3
10 12 90 58,4 13 2,03
10 12 150 57,1 13,4 3,4
10 24 120 58,9 13,2 2,76
10 36 150 58,4 13,5 3,72
10 36 90 62,8 13,2 1,87
15 36 120 60,7 14,1 2,79
15 12 120 58,5 14,0 2,72
15 24 150 56,8 14,2 3,54
15 24 90 61,3 13,8 1,97
15 24 120 59,6 14,1 2,75
20 12 150 59,1 15,0 3,43
20 12 90 60,3 14,5 2,02
20 24 120 60,2 14,8 2,75
20 36 150 58,8 15,1 3,61
20 36 90 63,7 14,6 1,95
Пщ час проведения експерименту масова частка вологи у сирнш Maci варшвала у межах вщ 56,8 % до 63,7 %, вихщ готового продукту вар1ював вщ 13,0 кг/100 кг молока до 15,1 кг/100 кг молока. Консистенцш сирно! маси теля ферментацп визначали на утверсальнш тест-машиш «SANS» cepiï СМТ пештращею сирно! маси. Значения величини показника зсуву варшвали в межах вщ 1,87 Н/мм2 до 3,72 Н/мм2.
Щшьна сирна маса мктить меншу масову частку вологи i пщ час процесу ферментацп у нш повшьно проходить процес дифуз11 [3]. Отже, враховуючи вищезазначене, накопичення i розвиток молочнокисло! мжрофлори у сирн1й Maci пщ час визр1вання проходить пов1льно, що мае негативний вплив на органолептичш показники готового продукту.
Математичне опрацювання результат1в досл1джень [4, 5] дозволило одержати р1вняння perpeciï, що характеризуют формування ф1зико-х1м1чних показник1в термокислотних сир1в п1д час ïx ферментац11. Адекватшсть
119
одержаних р1внянь перев1ряли за критер1ем Фшера. Даш р1вняння мають наступний вигляд I е адекватними за критер1ем Фшера: У1=61,35+0,666х1+1,1х2-1,823хз-0,568х1х2-0,035х1хз-0,838х2хз+0,253х12+0,252х22-0,252хз2 У2=14,03+0,77х1+0,06х2+0,21хз+0,033х22+0,375х1хз
У3=2,75-0,002Х1+0,034Х2+0,786Х3-0,006Х1Х2-0,019Х1Х3+0,091Х2Х3-0,029Х1Х2Х3 Пщ час анал1зу отриманих р1внянь довели, що на масову частку вологи у готовому продукт! найбшьше впливала кислотшсть середовища ферментаци. За титровано! кислотност! середовища ферментац!! 90 °Т показники масово! частки вологи ферментовано! сирно! маси становили в!д 58,4 % до 63,7 %; за титровано! кислотност! 120 °Т - вщ 58,5 % до 60,7 % та за титровано! кислотност! 150 °Т - вщ 57,1 % до 59,1 %. Отже, пщвищення титровано! кислотност! середовища ферментаци призводить до зменшення масово! частки вологи у готовому продукт!. Середнш вмют вологи за титровано! кислотност! 120 °Т ! 150 °Т становив 59,6 % ! 58,0 % вщповщно. За титровано! кислотност! 90 °Т середн!й показник вм!сту вологи збшьшився до 61,3 %.
Тривал!сть процесу ферментац!! також впливала на масову частку вологи в термокислотних сирах. Дан! експериментальних досл!джень наведено нарис. 1.
х- 62 О4
61
60
Й 59
й
(Г
Й 58
п
о
& 57
56
5°С 10°С 15°С
12год 24год 36год
90° Т 120°Т 150°Т
температура середовища ферменгац^!, °С тpивaлicть процесу ферменгац^!, годин кислотн1сть середовища ферментаци, °Т
Рис. 1 Залежшсть масовоТ частки вологи в1д темиератури середовища фермеитацй', тривалост1 процесу фермеитацй' та титроваиоУ кислотност! середовища фермеитацй'
Граф!чне опрацювання результат!в досл!джень впливу тривалост! процесу ферментац!! на масову частку вологи сирно! маси дозволили отримати середш значения показник!в - 58,7 %, 59,4 % та 60,9 % за тривалост! процесу ферментаци 12 годин, 24 години та 36 годин вщповщно.
Змша масово! частки вологи була в межах вщ 57,1 % до 60,3 % за тривалост! процесу ферментаци 12 годин; вщ 56,8 % до 61,3 % за тривалост!
120
процесу ферментаци 24 години та вщ 58,4 % до 63,7 % за тривалост! процесу ферментаци 36 годин.
Незначний вплив на масову частку вологи в сирах мала температура середовища ферментаци (рис. 1). Найбшьшу масову частку вологи спостер1гали у сирах за температури середовища ферментаци (20 °С), середне значения яко! становило 60,4 %. Середш показники масово! частки вологи знижувалися вщповщно до 59,4 % та 59,1 % з! зниженням температури середовища ферментаци до 15 °С та 10 °С. Масова частка вологи термокислотних сир!в, процес ферментац!! яких проходив у середовищ! ферментац!! за температури 10 °С, зм!нювалась залежно в!д зм!н тривалост! процесу ферментаци та його титровано! кислотност! з 57,1 % до 62,8 %, у середовищ! ферментаци за температури 15 °С - вщ 56,8 % до 61,3 %, ау середовищ! ферментаци за 20 °С -вщ 58,8 % до 63,7 % вщповщно.
Найбшьший вплив на змшу масово! частки вологи у дослщних сирах мали титрована кислотшсть середовища ферментац!! та тривалють процесу ферментац!!. Масова частка вологи в термокислотному сир! збшьшувалася з подовженням тривалост! процесу ферментац!! та зменшенням титровано! кислотност! середовища ферментаци.
Результата проведених досл!джень дозволили визначити вплив ус!х залежних фактор!в на процес ферментаци термокислотного сиру ! формування властивостей готового продукту. Титрована кислотшсть середовища ферментаци та тривалшть процесу ферментаци е б!льш впливовими факторами, тод! як температура середовища ферментаци не чинила суттевого впливу на значения результуючих параметр!в.
Ферментащя термокислотного сиру е новим напрямком у розробц! нов!тн!х технолог!й. Пщ час ферментац!! сирно! маси термокислотний сир набувае нових властивостей за рахунок накопичення молочнокислих бактер!й. 3 одного боку, збшьшення температурних режим!в процесу ферментац!!, тривалост!, титровано! кислотност! та масово! частки вологи в сир! штенсифжуе формування його органолептичних показниюв. Проте, з шшого боку, щ фактори сприяють створенню сприятливих умов для розвитку сторонньо! мжрофлори, що викликае вади чи знижуе показники якост! та безпеки сир!в.
Таким чином, при обгрунтуванн! технолопчних параметр!в виробництва сир!в необх!дно враховувати вплив кожного фактора та !х д!апазони.
Результати досл!джень дозволили визначити масову частку вологи в сирах, яка становить вщ 57 % до 58,5 % за температури середовища ферментаци вщ 15° С до 20° С, тривалост! процесу ферментаци 24 години та титровано! кислотност! середовища ферментаци вщ 120 °Т до 150 °Т.
Дослщження впливу залежних фактор!в на вихщ готового продукту наведен! на рис. 2.
121
5°С 10°С 15°С 12год 24год Эбгод 90°Т 120°Т 150°Т
- температура середевшца ферментащ, °С
- тривалють процесу ферментащ, годин ¡.¡.¡.ц - кислотшсть середовшца ферментащ, °Т
Рис. 2 Залежшсть виходу готового продукту ввд температури середовища ферментацй, тривалосп процесу ферментацй та титрованоУ кислотноси середовища ферментацй'
Опрацювання результат досл1джень наведених на рис. 2, дозволили визначити вих1д готового продукту з урахуванням температури середовища ферментац11. Середн1й вихщ готового продукту за температури середовища ферментацй 10 °С та 15 °С становив 13,3 кг/100 кг молока та 14 кг/100 кг молока вщповщно, за температури 20 °С середнш показник виходу готового продукту збшьшився до 14,8 кг/100 кг молока. Отже, п1двищення температури середовища ферментацй дозволяе зб1льшити вихщ готового продукту на 5 %.
Анал1з проведених досл1джень показав, що сири з кращими показниками якост1 отримували за температури середовища ферментацй 15 °С, тривалост1 процесу ферментацй 24 години I титровано! кислотност! середовища ферментац!! 120 °Т. Так! технолопчш умови дозволяють покращити органолептичш показники, а саме: консистенц!ю готового продукту (рис. 3). Визначили, що на органолептичш показники готового продукту значно впливала початкова титрована кислотшсть середовища ферментацй.
о &
8 о т о н о
(н
И
15 14,5
14
Ь 13,5
0 0
13 12,5
12
122
te 3
s 2
н ä ä 1 а
0
5°С 10°С 15°С
12год 24год Збгод 90°Т 120°Т 150°Т
4
. температура середовшца ферментации °С - М - тривалють процесу ферментавд, годин I ■' ■'' * - кислотнють середовшца ферме нтацп. °Т
Рис. 3 Залежшсть органолептичних показник1в готового продукту ввд температури середовища ферментацй, тривалосп процесу ферментацй та титровано*1 кислотност середовища ферментацй
Анал1з результате дослщжень (рис. 3) показав суттевий вплив титровано! кислотност! середовища ферментацй на органолептичш показники готового продукту. Середня сила зсуву у сирнш Maci за титровано! кислотност! середовища ферментацй 90 °Т становила 1,96 Н/мм2, за титровано! кислотност! - 120 °Т становила 2,75 Н/мм2 та за титровано! кислотност! - 150 °Т становила 3,54 Н/мм2 вщповщно. Сила зсуву у сирнш Maci змшювалась пропорцшно п!двищенню титровано! кислотност! середовища ферментацй i за титровано! кислотност! середовища ферментацй 90 °Т вона зм!нювалася в!д 1,87 Н/мм2 до
2.03 Н/мм2, за титровано! кислотност! - 120 °Т вона змшювалася в!д 2,72 Н/мм2 до 2,79 Н/мм2 та за титровано! кислотност! - 150 °Т вона змшювалась вщ
3.4 Н/мм2 до 3,72 Н/мм2 вщповщно.
Висновки. Узагальнюючи результата експериментальних досл!джень та ix математичну обробку, можна зробити висновок, що рац!ональними режимами виробництва термокислотного сиру з ферментац!ею сирно! маси е: температура середовища ферментацй - 15 °С, тривал!сть процесу ферментацй вщ 24 годин до 36 годин i кислотност! середовища ферментацй 120 °Т. Визначен! технолопчш режими дозволяють отримувати термокислотний сир з високими показниками якост!.
Л1тература
1. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере. М.: ИНФРА-М, 1998.
2. Скотт Р. Производство сыра. Научные основы и технологии: пер. с англ. / Р.Скотт, Р.К.Робинсон, Р.А.Уилби; под общ. Ред. К.К.Горбатовой / 3-е изд. СПб.: Профессия, 2005. - 464 с.
123
3. Fox P.F. Cheese. Chemistry, physics and microbiology. General aspects / P.F.Fox, P.L.H.McSweeney, T.M.Cogan, T.P.Guinee. - 3rd ed. - London: Elsevier academic press, 2004. - 609 p.
4. АнтонецИ.В., Еремин H.B. Математическая обработка результатов эксперимента. Ульяновск: УлГТУ, 2004.
5. Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTICA. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Филин, 1997.
Summary U.T.Orluk, G.F.Kalmykova
Institute of Food Resources EFFECT OF FERMENTATION CURD IN THE MANUFACTURE TERMOACID CHEESE ON QUALITY FINISHED PRODUCT
The article describes the results of researches on the effect of fermentation on the output parameters of the finished product. The mathematical description of the process of fermentation. The equations obtained of the mathematical model of the process of fermentation.
The research allowed to determine the main parameters of the fermentation process: the duration of the fermentation process, titrated acidity and temperature of the fermentation agent and their effect on the quality of the finished product. The fermentation process allows one to enrich termoacid cheese lactobacilli microorganism essentially changes its nutritive and biological value.
For substantiate rational modes and characteristics agent fermentation the termoacid fermented cheeses looked their combined effect on the texture of cheese, the weight fraction of moisture, and the output of the finished product.
Key words: termoacid cheese, agent fermentation, fermentation modes, the regression equations, the temperature of the fermentation agent, moisture, texture of cheese.
Рецензент - д.с.-г.н., професор Цюарик О.Й.
124
