Використання рідких сичужних ферментів

 

Технології виробництва молокозгортуючих препаратів на основі сичужного ферменту і яловичого пепсину використовуються вже багато десятиліть. Ці технології базуються на знаннях більш ніж півстолітньої давності. Широке проникнення на вітчизняний ринок зарубіжних препаратів в останні роки підкреслило нашу відсталість у біотехнології ферментів. Імпортні препарати мають високу молокозсідальної активністю і позбавлені такого недоліку, як велику кількість домішок, у тому числі і нерозчинних, що провокують появу гіркоти в сирах. Не витримавши конкуренції, зникли з ринку багато великих виробників ферментів. Решта невеликих підприємств не забезпечують потреби сироробний галузі, втом числі і унаслідок низької ефективності виробництва. Проблемою сичужних ферментів (химозин, пепсин) перестав займатися ВНДІ м'ясної промисловості. У той же час досягнення сучасної ензимології можуть забезпечити значний ресурс для модернізації технології, підвищення виходу активного ферменту і його якості, скорочення трудових, часових і енергетичних витрат.

Виходячи з інтересів сироваріння, вдосконаленням технології виробництва сичужного ферменту зайнявся ВНДІ маслоробства і сироваріння. Для підвищення ефективності виробництва, перш за все, потрібно знизити втрати активного ферменту. Найперспективніший ресурсозберігаючий шлях - виключити сушку препарату, так як втрати при сушінні можуть становити майже половину від екстрагувальної активності. Крім того, сушка сама по собі здорожує виробництво, робить його енергоємним, потребує додаткового обладнання. Рідкі молокозсідальної препарати все ширше виробляються закордоном та потрапляють на наш ринок. Такі ферментні препарати легщі в застосування(не потрібно звадувати масу сухого ферменту, та розводити його у попередньо пастеризованій воді), а також іх використовують на автоматизованих лініях. Виробництво рідких ферментів також вирішить проблему скидання багатьох тон солі у вигляді розчинів під час висушування препаратів.

 

Таблиця 6.1 - Переваги виробництва та використання рідкого молокозсідального ферменту

При виробництві	При використанні
Знижена енергоємність Скорочення виробничого циклу майже вдвічі Більш просте обладнання Зниження витрат кислот Зниження скидання відходів	Не потрібно брати наважку Не потрібна вода для розведення Суттєве зниження алергічності Зручність використання в автоматизованих лініях

 

Практиків сироварів може переймати питання застосування рідкого сичужного ферменту(РСФ, з причин більш низької активності препарату: яка варіює у межах 10-60 тис. ум. од. у 1 мл. Рідкий фермент з невисокою активність можна одразу вносити до підготовленого молока, а РСФ з високою молокозсідальною активність потрібно розводити водою. Для розрахунку дозування ферменту в залежності його активності, кислотності, сиро придатності молока та інших факторів можна використовувати кружку ВНДІМС[8]

При класичному визначенні витрат ферменту береться наважка з активністю ферменту 100 тис. ум. од/г рівна 2,5 г у якій міститься 250 тис. ум. од. Цю наважку розчиняють у 100 мл води, таким чином у 1 мл розчину міститься 2500 ум. од. В кружку вносять 10 мл. Цього розчину, що в сумі дає 25 тис. ум. од. Відмітка на шкалі кружки 2,5 відповідає використанню 2,5 г сухого ферменту на 100 кг молока.

Це співвідношення слід від корегувати для РСФ. По-перше потрібно перерахувати кількість ферменту (мл) для самої кружки ВНДІМС, по-друге, перевести показники кружки у витрати РСФ на 100 л молока.

Припустимо, що активність РСФ 15 тис. ум. од/мл. Розраховуємо таку кількість РСФ в якій міститься 250 тис. ум. од.,як і у 2,5 г сухого ферменту з активність 100 тис. ум. од., що необхідний для розчинення в 100 мл. для проби (кружки ВНДІМС):2,5*100000/15000=16,7 мл проби. Ці 16,7 мл розчиняємо у воді та доводимо до позначки 100 мл. У кружку ВНДІМС вносимо 10 мл приготовленого розчину. Відмітка на кружці 2,5 буде відповідати витратам 16,7 мл на 100 л молока.

 

Таблиця 6.2 - Кількість РСФ

Задекларована активність РСФ ум. од/мл	Кількість РСФ для розчинення в 100 мл (кружки ВНДІМС). мл	Вносять в кружку	Показники кружки ВНДІМС	Кількість РСФ для внесення в ванну 100 кг молока, мл	Кількість РСФ для внесення на 1 т молока,мл
15000	16,7	10	1	6,7	66,7
15000	16,7	10	1.25	8.3	83,3
15000	16,7	10	1,5	10,0	100,0
15000	16,7	10	1,75	11.7	116,7
15000	16.7	10	2	13.3	133,3
15000	16.7	10	2,25	15,0	150,0
15000	16.7	10	2.5	16.7	166,7
15000	16,7	10	2.75	18,3	183,3
15000	16,7	10	3	20,0	200,0

 

В Україні застосування рідких молокозсідальних ферментів не доже розповсюджено, на ринку в основному присутні сухі ферментні препарати, що потребують активації, розведення, очищення і т.д.

Необхідність переходу на рідкий сичужний фермент очевидна, адже він дає змогу не тільки полегшити процес підготовки препарату до внесення, але й дає можливість вести непереривне виробництво продукту.

Сиропридатні властивості сухого молока

Сухе молоко являє собою дрібний сухий порошок білого кольору з легким кремовим відтінком, зі смаком і запахом свіжого пастеризованого молока. Виробляється методом видалення води з знежиреного або нормалізованого, чи цільного коров'ячого молока, або молокопродуктів і призначене для безпосереднього використання в їжу і промислової переробки.У сухому молоці міститься до 35% білка, при цьому в ньому присутній повний набір замінних і незамінних для організму амінокислот, вітамін А, групи В і D, близько 50% вуглеводів (переважно лактоза), жири, мікро-і макроелементи, особливо кальцій (до 1,5%) і калій.

Сиропридатність сухого молока залежить не тільки від режимів відновлення сухого препарату, а й від режимів його виготовлення. Адже високі температури, які діють на молоко при виготовленні сухого молока чинять негативний вплив на білки молока, і вони втрачають свою нативність, стаючи при цьому не пригідними у сироварінні: денатурані β-лактоальбуміни взаємодіючи з κ-казеїном, що знаходиться на поверхні міцел кальцій казеїнатфосфатного комплексу, «закривається» від сичужного ферменту, у результаті отримуємо погану якість згустку та відділення сироватки від нього під час синерезису.

Існують спеціальні «щадні» методи сушки молока, які проводять при 70-75ОС без витримки. Це дозволяє знизити кількість денатурованих білків, та підвищити сиро придатність сухого молока. Закордоном існує «Індекс неденатурованості сироваткових білків» (WPNI) в 1 г молока(мг/г).

Цей показник характеризує температуру обробки молока та її тривалість. За низької температури обробки молока WPNI=6 мг/г, за середньо температурної обробки 1,5<WPNI<4,5 мг/г, за високої температури WPNI<1,5.

Залежність пружності молочних драглів та візуальна оцінка сухого молока, залежно від WPNI представлені у таблицях 6.3 та 6.4

 

Таблиця 6.3 - Характеристика сухого молока

WPNI (мг/г)	Пружність(Па)	Гель-точка(хв.)
6,1	74±6	18
4,5	43±4	20
2,7	10,3±3	35

 

Таблиця 6.4 - Характеристика сухого молока

WPNI	Кількість сироватки		Візуальна оцінка
	мл	%	згусток	Сироватка
2,7	131,0±2,5	66,8±1,3	дряблий, край розрізу тупий	Білувата, мутнувата
4,5	146,0±2,6	73,0±1,3	»	»
6,1	166,2±3,4	83,0±1,7	щільний, край розрізу гострий	Світло-зеленувата, прозора

 

Тож можна сказати, що використовуючи спеціальні режими виготовлення та розведення сухого молока, можна досягти відповідності високим стандартам якості продукції, та контролювати безперервність процесу виробництва на підприємстві, не залежно від пори року та інших обставин.

Режими відновлення сухого молока

Під час відновлення сухого молока відбувається набухання білків, усунення водянистого смаку, а також досягаються його необхідна в'язкість і щільність. Білки відновленого молока коагулюють повільніше, ніж у натурального, утворюється менш щільний згусток з уповільненим синерезисом. Одна з причин слабкого згустку зміна сольового складу знежиреного молока з-за температурного впливу під час технологічних операцій при виробництві сухого знежиреного молока: пастеризації, згущення і сушіння [8].

Міцели казеїну знаходиться в підвішеному стані у водній фазі молока, основні розчинені речовини - мінеральні та лактоза. Найбільший практичний інтерес представляють солі кальцію. У вигляді солей в свіжому сирому молоці знаходиться 75 - 78% кальцію, з якого 67% - міцелярного кальцій, а 33% - кальцій водної фази (розчинений кальцій). Під час дозрівання частка розчинного кальцію підвищується. Відомо, що зростання температури, рН, концентрації іонізованого кальцію, сприяє підвищенню вмісту в казеїновій міцели кальцію і фосфату (міцелярного кальцію), а потім і збільшення її розмірів. У зв'язку з цим в сухому молоці частка міцелярного кальцію вище розчинної [8].

Таким чином, для одержання сиру високої якості необхідно визначити режими процесу відновлення сухого знежиреного швидкорозчинного молока (СЗШМ), щоб воно було придатне для використання, наприклад при виробленні сирів з чеддерізацією і термомеханічної обробкою сирної маси. Отримана сирна маса повинна мати властивість витягуватись у тонкі нитки.

Для цього потрібне досягти достатнього вмісту розчинного кальцію у відновленому молоці. Масову долю розчинного кальцію можна збільшити за рахунок менших температур відновлення суміші, збільшенням кислотності, додаванням хлористого натрію, чи іншого агенту здатного до утворення високомолекулярних структур.

Технологічні розрахунки

Вихідні данні для розрахунків наведені у (табл.6.1)

 

Таблиця 6.5 - Фізико - хімічні показники молока

Масова доля жиру у молоці, %	Масова доля білку, %	Масова доля жиру у зрілому сирі, %	Кількість молока, кг
3,2	3,30	45	10000

 

Розрахунки у виробництві натурального сиру виробляються в такий спосіб. Визначається масова частка жиру в нормалізованої суміші за наступною формулою:

 

 

де:Б - масова частка білка в молоці, визначається за таблицями, в залежності від масової частки жиру в молоці,%;

Жчзс - масова частка жиру в зрілому сирі,%

К - коефіцієнт, що враховує ступінь використання жиру і казеїну, його значення приймається залежно від масової частки жиру в сирі: для 30% - 2,07; для 40% -1,87; для 45% -1,98.

Далі визначають масу вершків

 

Мсл=[Мм*(Жм-Жо)/(Жсл-Жо)]*[(100-П)/100]

 

де: Мм - маса молока

Жм - жирність молока

Жо - 0,05

Жсл - жирність вершків

П - втрати

 

Мсл=[10000*(3,2-0,05)/(30-0,05)]*[(100-0,21)/100]=1051,75*0,998=1049,65

 

Висновок

 

Сир є високо цінним харчовим продуктом, що містить велику кількість легкозасвоюваних повноцінних білків, молочного жиру, різних солей і вітамінів. Для кожного виду сиру властиві свої технологічні особливості, які в кінцевому підсумку і визначають специфіку готового продукту.

Сири з високою температурою обробки сирної маси мають свої тонкощі виробництва. Для цих сирів особливістю технологічного процесу є застосування ступеневого температурного режиму дозрівання (10-12, 17-18 і 22-25 ° С).

У закваски для таких сирів зазвичай включають мезофільні молочнокислі палички (L. Plantarum, Л. Casei), що володіють специфічним антагоністичною дією на маслянокислі бактерії, колібактерії, патогенну мікрофлору.

Температура другого нагрівання в залежності від виду сиру і здатності зерна до зневоднення коливається від 47 до 58 ° С. Тривалість другого нагрівання для сирів з високою температурою обробки сирної маси становить 25 ± 5 хв.

На процес згортання молока при виробництві сиру чинять вплив не тільки ферментні препарати, а також і умови проведення. Дотримання температурного режиму та часу згортання суттєво впливає на майбутній продукт.

Для одержання сиру високої якості необхідно знати режими процесу відновлення сухого знежиреного швидкорозчинного молока (СЗШМ), так як це дає змогу вести непереривний процес виробництва продукту.

Контроль якості сирів з високою температурою обробки сирної маси здійснюється за ДСТУ 6003: 2008[22].

 

Перелік посилань

 

1. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, физико-химические и биохимические аспекты / С.А. Гудков. // Москва ДеЛи принт. - 2004.─804с.

.   Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочних продуктов. / Диланян З. Х. Чекулаева Л.В. Шиллер Г.Г. // Агропромиздат - 1991 - 463 с.

.   Кузнецов В.В Справочник технолога молочной пропышленности. Технология и рецептуры. / Кузнецов В.В., Шилер Г.Г. // СПб: ГИОРД.─2003. - 512 с.

.   Из истории сыроделия.[Електронний ресурс]. ─ Режим доступу: < http://сыроделие.рф/?p=4502>.

.   Культури прямого внесення. Нові можливості [Електронний ресурс]. ─ Режим доступу: < http://www.milkbranch.ru/magazine/archive/>

.   Крусь Г.Н. Технология молока и молочных продуктов. / Крусь Г. Н.//Агропромиздт, 2004. - 455С.

.   Диланян З.Х. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекулаев, Г.Г. Шиллер.// Москва Агрохимиздат. ─ 1991. - 463с.

.   Гаврилов Г.Б. Режимы восстановления сухого молока / Сыроделие и маслоделие. ─ 2011. ─№2. ─ С. 34-41.

.   ДСТУ 2212:2003. Молочна промисловiсть. Виробництво молока та кисломолочних продуктiв. Термiни та визначення понять. - К.: Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2008. - 19 с.

.   ДСТУ 3147-95. Коди та кодування інформації. Штрихове кодування. Маркування об’єктів ідентифікації. Формат та розташування штрихкодових позначок EAN на тарі та пакованні товарної продукції. Загальні вимоги. - Введ 01.01.1996. - К.: Держспоживстандарт України; наук. - ред. відділ ДП «УкрНДНЦ», 1996. - 51 с.

.   ДСТУ 3583-97. Сіль кухонна. Загальні технічні умови. - К.: Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2008. - 60 с.

.   ДСТУ 3662-97. Молоко коров’яче незбиране. Вимоги при закупівлі. - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2007. -13 с.

.   ДСТУ 4273-2003. Молоко та вершки сухі. Загальні технічні умови закупівлі. - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України.2008. - 17 с.

.   ДСТУ 4420:2005. Молочна промисловість. Виробництво сиру. Введ 01.07.2006.- К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України 2006. -19 с.

.   ДСТУ 4457:2005. Ферментні препарати. Загальні технічні умови. - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2006. -19 с.

.   ДСТУ 4834:2007. Молоко та молочні продукти. Правила приймання, методи відбирання та готування проб до контролювання. - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2006. -19 с.

.   ДСТУ IDF 73А-2003. Молоко та молочні продукти. Підрахунок кількості коліформ. Метод підрахунку колоній і метод визначення найімовірнішого числа за температури 30 оС (IDF 73A:1985, IDT). - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України.2005. -19 с.

.   ДСТУ IDF 93А-2003. Молоко та молочні продукти. Визначення Salmonella (IDF 93А:1985, IDT). - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України. 2005. -21 с.

.   ДСТУ ІSО 707-2002. Молоко та молочні продукти. Настанови з відбирання проб. - К. Держспоживстандарт України; Державний комітет стандартизації метрології і сертифікації України 2003. -36 с.

.   ДСП 4.4.4-011-98. Державні санітарні правила для молокопереробних підприємств.

.   МБТиСН № 5061-89. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов (Медико-біологічні вимоги та санітарні норми якості продовольчої сировини та харчових продуктів), // Міністерством охорони здо-ров’я СРСР 01.08.89 р.

.   ДСП 4.4.4.011-98. Державні санітарні правила для молокопереробних підпрємств, затверджені Міністерством охорони здоров’я України 11.09.1998, № 4.4.4.011.

.   ДГН 6.6.1.1-130-2006. Допустимі рівні вмісту радіонуклідів 137Cs і 90Sr у продуктах харчування та питній воді, № 256 від 03.05.2006, зареєстровано в Міністерстві юстиції України 17.07.2006 р, за № 845/12719.

.   ДСТУ 6003:2008. Сири тверді. Загальні технічні умови. - К.: Держспоживстандарт України; Технологічний інститут молока та м’яса (ТІММ) УААН, Міністерство аграрної політики, 2008. - 22 с.