Влияние повышения массовой доли белка методом микрофильтрации на синерезис сычужных сгустков

Массовая доля влаги в сыре – один из важнейших показателей для получения качественных полутвердых и твердых сыров, от которого зависит протекание биохимических реакций, формирование органолептических характеристик и структуры сыра. Получение необходимого значения этого показателя напрямую связано со способностью к синерезису молочного сгустка, получаемого в результате сычужного свертывания молока, предназначенного для изготовления сыра.

Пригодное для выработки высококачественного сыра молоко должно содержать не менее 3,2 % белка

Одним из факторов, влияющих на скорость и величину синерезиса, является массовая доля белка в молоке для выработки сыра. С точки зрения сыроделия белок – главный компонент молока. Пригодное для выработки высококачественного сыра молоко должно содержать не менее 3,2 % белка. Сгусток из молока с содержанием белка ниже этого показателя плохо отдает сыворотку во время его обработки в сыродельной ванне. Чтобы компенсировать этот недостаток приходится повышать температуру второго нагревания, что приводит к угнетению ароматообразующей микрофлоры с последующими негативными последствиями для вкуса сыра.

Было установлено, что добавление ретентата к молоку для производства сыра не влияет на массовую долю влаги

За рубежом рядом авторов проводились исследовательские работы с целью выяснения влияния повышения концентрации белка с помощью ультрафильтрации и микрофильтрации на прочность и синеретические свойства сгустка, а также качество сыра. Было установлено, что при выработке сыра Эдам из молока с массовой долей белка 3,2 % и ретентата (концентрата молока, полученного методом микрофильтрации) с массовой долей белка 4,2 % не было выявлено отличий в массовой доле влаги в обезжиренном сухом веществе.

Степень сжатия сгустка под действие синерезиса уменьшается на 5% с увеличением массовой доли белка на 1%

Результаты исследований показали, что степень сжатия сгустка под действием синерезиса уменьшается на 5 % с ростом содержания белка на 1 %. При этом коэффициент проницаемости сычужного сгустка (способность сгустка выделять сыворотку) в 2 раза ниже у геля, полученного из ретентата с массовой долей белка 4 %, по сравнению со сгустком, полученным из молока без концентрирования. Однако результаты исследований других ученых не подтвердили влияния концентрирования на сжатие сгустка.

По результатам литературного обзора, данные о влиянии массовой доли белка на синерезис являются противоречивыми и требуют уточнения

Таким образом, приведенные данные носят противоречивый характер. С одной стороны, как установлено в исследовательских статьях, не было обнаружено влияние концентрирования на степень синерезиса сгустка. С другой стороны, как установлено в других работах, зависимость между увеличением массовой доли белка в молоке и способностью сгустка к синерезису отсутствовала только после достижения определенных значений белка в молоке.

Результаты данной работы позволят определить оптимальную величину фактора концентрирования молока для использования в сыроделии

Целью работы было установить, как повышение массовой доли белка посредством микрофильтрации влияет на способность сырного зерна к синерезису. Это позволит выбрать оптимальную величину фактора концентрирования молока для использования в сыроделии с целью нормализации его по массовой доле белка.

Концентрирование проводили на микрофильтрационной установке с диаметром пор 0,1 мкм

Концентрирование нормализованной смеси с массовой долей белка 3,0 %, жира 3,0 % проводили на пилотной микрофильтрационной установке фирмы ООО «Альтаир» AL327.00.00.00.ПС, мембрана с диаметром пор 0,1 мкм.

Объектами исследований были три варианта ретентата с различной массовой долей белка в диапазоне от 3 % до 4 %.

Технологическая схема выработки сыра включала следующие этапы:

• После концентрирования ретентат подвергался тепловой обработке при температуре 72 °С в течение 15 сек и охлаждению до температуры свертывания.

• Свертывание проводили при температуре 32 °С путем добавления молокосвертывающего ферментного препарата активностью 10000 единиц. Доза МФП подбиралась из расчета продолжительности свертывания 30 мин.

• Образовавшийся сгусток разрезали на кубики со стороной 1,5 см и выдерживали в течение 30 мин.

• Далее проводили нагрев зерна с сывороткой до 37 °С в течение 5 мин и выдерживали при этой температуре в течение 60 мин. Во время выдержки зерно перемешивали с интервалом 5 мин.

• В конце обработки сырное зерно собирали в форму и выдерживали при температуре 10 °С в течение 12 ч.

• По истечении данного промежутка времени в сырной массе определяли массовую долю влаги.

Результаты исследований представлены в таблицах 1 и 2.

Варианты ретентатов обозначены Р₁,Р₂,Р₃, контролем служила нормализованная смесь, не подвергавшаяся концентрированию – Р₀. Физико-химический состав образцов представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Физико-химический состав ретентатов

Массовая доля влаги в сырной массе разных вариантов представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Массовая доля влаги в сырой массе

Результаты эксперимента показали, что минимальное содержание влаги в сырной массе (61,2 %) наблюдалось при массовой доле белка в ретентате 3,56 % (образец Р₂). Дальнейшее повышение массовой доли белка до 4,01 % (образец Р₃) не привело к увеличению массовой доля влаги в сырной массе. Наблюдаемое явление связано с закономерным снижением проницаемости сырного сгустка (сырного зерна) по мере увеличения плотности сгустка.

Концентрирование сырья до массовой доли белка 3,56% увеличивает синерезис и улучшает его обработку

Из полученных результатов можно сделать предварительные выводы о том, что применение предварительного концентрирования молока посредством микрофильтрации до массовой доли белка 3,56 % (казеина – до 3,0 %) увеличивает синерезис сырного зерна без применения повышенных температур второго нагревания и улучшает его обработку.

Источник: Сборник научных трудов к 75-летию со дня основания ВНИИМС" Научные подходы к решению актуальных вопросов в области переработки молока". – 2019. – С. 53-55.