способ получения препарата для ускорения созревания и улучшения качества мелких сычужных сыров

Формула изобретения

Способ получения препарата для ускорения созревания и улучшения качества мелких сычужных сыров, включающий ферментативный гидролиз обезжиренного молока и культивирование молочнокислых бактерий, отличающийся тем, что гидролиз обезжиренного молока осуществляют при (502)^oС в течение (82)ч комплексом ферментов, содержащим протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу в количестве соответственно 0,410,04, 0,280,03 и (0,400,04)% от объема гидролизуемого молока, а на гидролизате проводят культивирование микрофлоры бактериального препарата БП-Углич N 4 в течение (72) ч при (302)^oС, полученный жидкий препарат пастеризуют и высушивают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания.

Молоко и сыр являются средами, лимитирующими развитие молочнокислых бактерий из-за отсутствия или недостаточного содержания ряда факторов роста, среди которых важнейшими являются свободные аминокислоты и низкомолекулярные пептиды. Недостаток факторов роста оказывает неблагоприятное воздействие на развитие молочнокислых бактерий, что приводит к снижению качества сыров, не позволяет сократить срок их созревания.

Известны способы обогащения молока вышеназванными факторами роста с целью улучшения качества сыров, сокращения сроков их созревания.

Так, технология производства эстонского сыра предусматривает внесение в молоко для выработки сыра биопрепарата на основе ферментации молока пепсином, молочнокислыми палочками и стрептококками в сочетании с пропионовокислыми бактериями /1/. Применение препарата способствует повышению качества сыра и сокращению срока его созревания. Однако данный биопрепарат может быть использован лишь при производстве эстонского сыра, так как при этом в зрелом сыре формируется пряный вкус, что нехарактерно для сыров типа голландского и костромского, российского.

Известен способ производства костромского сыра с добавлением в смесь для выработки сыра так называемой гидролизованной закваски, получаемой ферментацией обезжиренного молока пепсином и молочнокислыми стрептококками /2/. Применение гидролизованной закваски способствует усилению выраженности вкуса и аромата сыра, однако вследствие невысокой биологической активности и нетехнологичности производства и применения (закваска является жидкой, не подлежит длительному хранению и транспортировке, отличается нестабильностью состава и свойств, ее производство должно быть организовано на каждом сыродельном заводе) не получило практического распространения.

Известен способ производства ярославского сыра, предусматривающий применение гидролизованной закваски для повышения его качества и ускорения созревания /3/. Так же, как и в предыдущих технических решениях, применение гидролизованной закваски способствует повышению качества сыра и ускорению его созревания, однако и этот способ в силу вышеназванных причин не имеет практического применения в промышленности.

Анализ вышеизложенных технических решений показывает, что в принципиальном плане проблема повышения качества и ускорения созревания сыров решается путем добавления в молоко факторов роста заквасочной микрофлоры, предоставляющих собой продукты фементативного гидролиза белков молока, клетки и метаболиты молочнокислых бактерий. Общим недостатком известных решений является невысокая биологическая активность препаратов, их нетехнологичность в изготовлении и применении при выработке сыров.

Целью изобретения является состав и технология производства препарата с высокой способностью к активизации развития молочнокислых бактерий в молоке и сырной массе, отличающийся стандартным составом и длительным сроком хранения без потери активности, применение которого при производстве мелких сычужных сыров обеспечивает повышение качества и сокращение срока созревания продукта.

Поставленная цель достигается гидролизом белков молока комплексом ферментов, включающим протосубтилин, фосфатазу и мезентерин, культивированием на полученном белковом гидролизате молочнокислых бактерий для накопления метаболитов, активизирующих развитие заквасочной микрофлоры в молоке и сырной массе, и высушиванием полученного биологически активного препарата.

В технологии получения биопрепарата в качестве сырья используют восстановленное обезжиренное молоко с концентрацией сухих веществ (102) или молоко натуральное обезжиренное.

На основе полученных экспериментальных данных определены условия получения гидролизата белков молока как основы биопрепарата. Для гидролиза применяют комплекс ферментных препаратов, включающий протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу. Все ферменты производятся промышленностью, обладают высокой активностью в диапазоне pH 5,5-6,5 и проявляют различную специфичность при действии на казеин. Фосфатаза обеспечивает дефосфорилирование казеинов, что в свою очередь углубляет их протеолиз и способствует получению гидролизата с высоким содержанием низкомолекулярных продуктов распада белка, обладающих большой биологической активностью (олиго- и дипептиды, аминокислоты).

При получении гидролизата в пастеризованное и охлажденное до (502) ^oC молоко вносят протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу в количестве (% от объема гидролизуемого молока) соответственно (0,410,04), (0,280,03) и (0,400,04), предварительно растворенные в минимальном объеме воды с массовой долей хлороформа (0,50,01)

Гидролиз молока проводят при (502) ^oC в течение (82) ч с последующей остановкой реакции термической обработкой. Далее осуществляют очистку гидролизата от белков и механических примесей.

В соответствии с вышеизложенными режимами был получен (выработан) гидролизат, состав которого представлен в табл. 1.

Как видно из приведенных данных, в гидролизате при общем содержании азота (4,590,38) 48,6 от общего количества приходится на пептидный азот, 38,3 на азот аминокислот и 13,1 составляет азот растворимых белков, что свидетельствует о получении гидролизата с высоким содержанием низкомолекулярных продуктов распада белков молока.

Влияние гидролизата белков молока на развитие молочнокислой заквасочной микрофлоры представлено в табл. 2.

Приведенные результаты свидетельствуют, что внесение в молоко гидролизата способствует улучшению хроноструктуры развития популяции молочнокислой заквасочной микрофлоры (активизации развития популяции) по сравнению с показателями, характерными для ее развития в молоке. В частности, сокращается продолжительность лаг-фазы в 1,7 раза, фазы ускоренного роста и лог-фазы в 1,2 раза и фазы замедленного роста в 1,5 раза. Более того, максимальная плотность популяции заквасочной микрофлоры в молоке с гидролизатом увеличивается в 1,6 раза по сравнению с уровнем, характерным для заквасочной микрофлоры в молоке, а время достижения ее максимума уменьшается соответственно на 30 что свидетельствует об интенсификации размножения микроорганизмов.

Выше отмечалось, что препараты, использующиеся для активизации развития молочнокислой заквасочной микрофлоры в молоке и сырной массе (для улучшения биологических свойств молока и сырной массы как среды для развития заквасочной микрофлоры) с целью повышения качества и ускорения созревания сыров, должны содержать не только продукты ферментативного гидролиза белков молока, но и метаболиты молочнокислых бактерий.

В этой связи с целью повышения биологической активности гидролизата изучено влияние специфических метаболитов молочнокислых бактерий на способность регулировать рост бактериальных клеток.

Установлено, что активизирующая способность гидролизованного молока возрастает, если применить культивирование микрофлоры бакпрепарата "БП-Углич-N4" в гидролизате в течение (72)ч при (302) ^oC, которое обеспечивает накопление в культуральной среде специфических метаболитов, обладающих стимулирующим действием.

Влияние гидролизата белков молока и бактериальных метаболитов на развитие молочнокислой заквасочной микрофлоры приведено в табл. 3.

Как видно из представленных данных, внесение в молоко гидролизата в сочетании с метаболитами по сравнению с гидролизатом способствует дальнейшей активизации развития популяции молочнокислой заквасочной микрофлоры. Так, сокращается продолжительность лаг-фазы и фазы ускоренного роста на 20 лог-фазы на 10 и фазы замедленного роста на 35 Более того, максимальная плотность популяции молочнокислой заквасочной микрофлоры в молоке с культуральной средой увеличивается на 20 по сравнению с показателями, характерными для заквасочной микрофлоры в молоке с гидролизатом, а время достижения ее максимума уменьшается соответственно в 1,4 раза, что свидетельствует об интенсификации размножения молочнокислых бактерий.

В соответствии с вышеизложенными режимами получения гидролизата и последующего культивирования в нем микрофлоры бакпрепарата "БП-Углич-N4" выработан препарат, который затем подвергнут высушиванию на распылительной сушилке. Полученный сухой препарат испытан в качестве активатора роста и развития молочнокислой заквасочной микрофлоры в молоке. Результаты экспериментов приведены в табл. 4.

Как видно из приведенных данных, жидкий и сухой препараты по своей способности активизировать развитие и размножение заквасочной микрофлоры в молоке практически идентичны. В то же время жидкий препарат должен быть использован сразу же после изготовления, а сухой может храниться в течение длительного времени, сохраняя свою биологическую активность.

Предлагаемая технология биологически активного препарата предусматривает последовательность операций, которые изложены ниже:

подготовка и обработка сырья для гидролиза;

получение жидкой основы препарата (гидролизата);

пастеризация и очистка гидролизата;

подготовка инокулята молочнокислых бактерий;

культивирование молочнокислых бактерий;

пастеризация жидкого препарата;

сгущение;

сушка.

Сухой препарат для активизации развития и размножения молочнокислой заквасочной микрофлоры испытан в выработках костромского сыра. Результаты, характеризующие процесс выработки и созревания сыра опытного и контрольного вариантов, представлены в табл. 5.

Представленные результаты свидетельствуют о более активном уровне молочнокислого процесса в опытных сырах. Так, в опытных сырах интенсифицируется нарастание кислотности сыворотки, сокращается продолжительность обработки сгустка и сырного зерна. В период от момента заквашивания до выхода сыра из-под пресса коэффициент степени увеличения жизнеспособной микрофлоры в опытных сырах был в 1,4 раза выше по сравнению с контрольными.

Молочнокислый процесс в опытном сыре протекает интенсивнее и на этапе созревания, о чем свидетельствуют данные по интенсивности (скорости) нарастания активной кислотности сырной массы и сбраживания лактозы.

Содержание продуктов протеолиза и динамика изменения их прироста при созревании опытных сыров показывает, что процесс их созревания завершается уже и 30-суточному возрасту. Так, в опытных сырах в период после прессования до 30 дней созревания прирост общего растворимого азота и небелкового растворимого азота в 1,2-1,3 раза превосходил его прирост в контрольных. Содержание данных фракций азота в опытных сырах 30-суточного возраста превышало его содержание в зрелых контрольных сырах более, чем на 5

В табл. 6 приведены результаты органолептической оценки 30 и 45-суточного костромского сыра опытных и контрольных выработок.

Как видно из представленных данных, опытные сыры уже к 30-дневному возрасту имели общую оценку (93,51,5) балла, характерный выраженный вкус и аромат, нежную консистенцию, развитый рисунок и полностью соответствовали требованиям государственного стандарта, предъявляемым к зрелому костромскому сыру. Контрольные сыры полной зрелости достигали к 45-суточному возрасту, когда приобретали более выраженные органолептические свойства.

Пример 1. Натуральное обезжиренное молоко кислотностью 19 ^oТ, полученное сепарированием заготовляемого молока, отвечающего требованиям ГОСТ 13264-88, в количестве 100 кг подают в ферментер с мешалкой, пастеризуют при температуре 85 ^oC в течение 10 мин и охлаждают до температуры 50 ^oC. В подготовленное молоко при постоянном перемешивании вносят 0,41 кг препарата протосубтилина Г10Х с активностью 70 ед./г, 0,28 кг препарата ренниномезентерина Г20Х с активностью 100 тыс.ед./г и 0,40 кг препарата кислой фосфатазы Г20Х, (полученного из Aspergillus adamori) с активностью 60 ед./г. Предварительно ферментные препараты растворяют в отдельной емкости, используя 1,5 л пастеризованной воды, при температуре 40 ^oC и обрабатывают в течение 45 мин, внося в емкость 7 мл хлороформа. Гидролиз ведут при температуре 50 ^oC в течение 8 ч при постоянном перемешивании. Через 8 ч гидролизат подвергают термической обработке при температуре 90 ^oC в течение 25 мин и в горячем виде сепарируют на сепараторе-сливкоотделителе. Далее гидролизат подают в ферментер с мешалкой и охлаждают до температуры 30 ^oC. Культивирование молочнокислых бактерий в гидролизате проводят в течение 7 ч при температуре 30 ^oC при периодическом перемешивании, внося 1 л рабочего инокулята бакпрепарата "БП-Углич-N4". Предварительно подготавливают рабочий инокулят бактериального препарата "БП-Углич-N4". Гидролизат после сепарирования в количестве 2 л наливают в емкость, стерилизуют при температуре 120 ^oC в течение 10 мин и охлаждают до температуры 30 ^oC. Далее в гидролизат вносят 0,02 л исходного посевного инокулята и выдерживают при температуре 30 ^oC в течение 18 ч. Исходный посевной инокулят приготавливают предварительно. В пробирку наливают 10 мл обезжиренного молока, стерилизуют а автоклаве при 120 ^oC в течение 10 мин и охлаждают до температуры 30 ^oC. В подготовленное молоко вносят одну бактериологическую петлю сухого бакпрепарата "БП-Углич-N4" и выдерживают в течение 18 ч при температуре 30 ^oC. Жидкий препарат пастеризуют при температуре 85 ^oC. Далее жидкий препарат сгущают в вакум-выпарной установке при температуре 62 ^oC до массовой доли сухих веществ 24 Сгущенный препарат сушат на распылительной сушилке при температуре воздуха на входе 130 ^oC. Получается 9,0 кг сухого препарата. Препарат фасуют и упаковывают.

Пример 2. Сухое обезжиренное молоко по ГОСТ 10970-87 в количестве 10 кг растворяют в 90 л воды при температуре 60 ^oC в ферментере с мешалкой до получения однородной массы. Молоко пастеризуют при температуре 85 ^oC в течение 10 мин и охлаждают до 50 ^oC. Дальнейшие операции по проведению гидролиза, пастеризации и очистке гидролизата, культивированию молочнокислых бактерий в гидролизате, подготовке инокулята молочнокислых бактерий, пастеризации и сгущении жидкого препарата, сушку сгущенного препарата проводят аналогично примеру 1.