Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературных данных по вопросу «Современное состояние и направления развития ассортимента и технологии полутврдых сыров» 10
1.1 Современное состояние сыроделия России: ассортимент и нормативное обеспечение производства 10
1.2 Способы копчения и их применение в технологии продуктов питания 15
1.3 Использование копчения в производстве сыров 23
1.4 Качество и безопасность сыров 28
1.5 Растительные ингредиенты в производстве сыра и сырных продуктов 34
1.6 Заключение по главе 1. Цель и задачи исследований 38
Глава 2 Методология проведения исследований 40
2.1 Постановка экспериментальных исследований 40
2.2 Объекты и методы исследований 42
2.2.1 Методы исследований физико-химических и органолептических показателей 43
2.2.2 Биохимические методы 45
2.2.3 Микробиологические методы 47
2.2.4 Методы исследования структурно-механических свойств 48
2.2.5 Методы статистической обработки результатов исследования и построение математических моделей 49
Глава 3 Результаты экспериментальных исследований 50
3.1 Обоснование направления исследований по разработке технологии полутврдых копчных сыров 50
3.2 Выбор и определение качественных характеристик объектов исследований – полутврдых сыров 51
3.3 Исследование влияния параметров процесса копчения на динамику влагосодержания опытных сыров 53
3.4 Изучение влияния размеров и массы сыра на эффективность его копчения 58
3.5 Изучение влияния процесса копчения на структурно-механические свойства исследуемых сыров 66
3.6 Математическое моделирование совокупности экспериментальных данных по определению эффективности копчения 69
3.7 Определение безопасности и срока годности полутврдых сыров 83
3.8 Выбор вкусоароматических добавок для расширения ассортиментной линейки полутврдых копчных сыров 86
3.9 Определение пищевой, биологической и энергетической ценности полутврдых копчных сыров 90
Глава 4 Практическая реализация результатов исследований 95
4.1 Разработка технологии полутврдых копчных сыров 95
4.2 Расчт экономических показателей полутврдых копчных сыров 101
4.3 Промышленная апробация технологии новых видов сыров 105
Заключение 106
Список литературы
- Способы копчения и их применение в технологии продуктов питания
- Методы исследований физико-химических и органолептических показателей
- Выбор и определение качественных характеристик объектов исследований – полутврдых сыров
- Расчт экономических показателей полутврдых копчных сыров
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Цель государственной политики в области технологий – переход к инновационному пути развития на основе избранных приоритетов, которые формулируются научным сообществом с учётом мировых тенденций развития науки, техники, технологий. При этом главный приоритет государственной политики – жизнь и здоровье нации.
Копчение некоторых видов сыров стало традиционным, однако в зависимости от рыночного спроса количество разновидностей, подлежащих копчению, может меняться. В последние годы в России, как и во всем мире, меняются взгляды на систему питания человека – в продуктах оцениваются новые, ранее не отмечаемые характеристики: полисенсорность – привлекательный внешний вид, запоминающиеся запахи и новые вкусы; разделяемость – различные блюда для каждого члена семьи; функциональность – продукты должны выполнять не только питательную, но и профилактическую, лечебную и другие функции; экологичность – стремление к экологически чистой продукции; удобство потребления – все чаще покупают продукты, готовые к употреблению.
Учитывая вышеизложенное, учёные и специалисты разрабатывают и внедряют в производство новые виды сыров и сырных продуктов, которые не только применяются для непосредственного употребления в пищу, но и предназначены для использования в пищевых производствах на предприятиях индустрии питания и др. В отличие от зарубежных стран эта область менее освоена в России не только производителями, но и потенциальными потребителями таких видов сыра, что позволяет считать выбранное направление исследований актуальным.
Степень разработанности темы. Вопросы совершенствования и разработки новых технологий сыра и сырных продуктов отражены в научных трудах фундаментального и прикладного характера А.Г. Храмцова, Н.Н. Липатова (мл), В.Д. Харитонова, Ю.Я. Свириденко, А.В. Гудкова, И.А. Евдокимова, Г.Б. Гаврилова, Н.И. Дунченко, И.С. Хамагаевой, В.И. Ганиной, Л.В. Голубевой, М.С. Уманского, В.Ф. Семинихиной, Н.С. Королёвой, Л.А. Остроумова, Г.М. Свириденко, А.Ю. Просекова, А.А. Майорова, И.А. Смирновой, Л.М. Захаровой, И.В. Буяновой, О.Н. Буянова, М.П. Щетинина, А.М. Осинцева, Н.Б. Гавриловой и др.
Цель работы и задачи исследований. Цель работы – исследование параметров процесса копчения и разработка научно-обоснованной технологии полутвёрдых копчёных сыров.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие научные задачи:
обосновать направление исследований по разработке технологии полутвёрдых копчёных сыров. Выбрать объекты исследований для изучения процесса копчения;
исследовать влияние основных параметров процесса копчения на влагосодержание полутвёрдых сыров;
изучить степень влияния размеров образцов полутвёрдого сыра на качественные показатели копчёных сыров;
определить структурно-механические показатели полутвёрдых копчёных сыров;
провести математического моделирования комплекса экспериментальных данных для оптимизации параметров процесса копчения;
изучить хранимоспособность, безопасность и установить срок годности новых продуктов;
определить пищевую, биологическую и энергетическую ценность полутвёрдых копчёных сыров;
разработать технологию и нормативную документацию для производства полутвёрдых сыров. Провести промышленную апробацию новой технологии.
Научная новизна работы. Впервые изучено влияние основных параметров холодного копчения (температура и время выдержки) на химические, микробиологические и органолептические показатели, а также активность воды, качественное и количественное содержание фенолов в полутвёрдых сырах (Российский, Голландский, Бельфор). Определены рациональные размеры и масса сегментов сыров, направляемых на копчение. Установлены структурно-механические показатели копчёных сыров, которые свидетельствуют о повышении твёрдости в процессе копчения. Построены математические модели, получены математические зависимости, описывающие влияние параметров копчения на микробиологические, органолептические показатели и безопасность, оптимизированы основные параметры процесса копчения полутвёрдых сыров (Российский, Голландский, Бельфор). Определены пищевая, биологическая, энергетическая ценность и срок годности новых продуктов.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основании аналитического и математического анализа результатов исследований разработаны технологические параметры процесса копчения полутвёрдых сыров, стандарт предприятия для их производства (СТО 00431728-005-2013). Проведена промышленная апробация технологии в производственных условиях предприятия ОАО «Белебеевский ордена «Знак почета» молочный комбинат». Новизна технического решения технологии нового продукта отражена в заявке на изобретение «Способ производства полутвёрдого копчёного сыра». Заявка № 201214394610/070539. Уведомление ФИПС о положительном результате формальной экспертизы от 29.11.2012 г.
Методология и методы исследования. При организации и проведении исследований применялся комплекс общепринятых, стандартных и модифицированных методов исследований, в том числе физико-химических, микробиологических, биохимических, реологических, а также математические методы статистической обработки результатов исследований и построения математических моделей.
Основные положения выносимые на защиту:
качественные характеристики полутвёрдых копчёных сыров;
технологические параметры копчения полутвёрдых сыров;
технология полутвёрдых копчёных сыров.
Достоверность результатов подтверждается многократной повторностью проведённых исследований и воспроизводимостью полученных результатов, использованием общепринятых методов, приборов и математической обработкой экспериментальных данных. Качество и безопасность полутвёрдых копчёных сыров на соответствие требованиям ФЗ № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» определено в аккредитованном испытательном центре (Республика Башкорстан, г. Уфа); лаборатории научно-обра-зовательного центра ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Область исследований диссертации соответствует п.п. 1, 2, 4 паспорта научной специальности 15.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств.
Апробация результатов. Основные положения работы и результатов были предметом обсуждений и докладов на научно-технических мероприятиях различного уровня: VIII специализированном конгрессе «Молочная промышленность Сибири» (Барнаул, 2012); международной научно-практической конференции посвященной 70-летию проф. Е.Т. Тулеуова «Продовольственная безопасность Казахстана: состояние и перспективы» (Семей, 2012); втором международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2013).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе четыре статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части включающей 4 главы, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 123 страницах, содержит 38 таблиц, 15 рисунков, 153 литературных источников и приложений.
Способы копчения и их применение в технологии продуктов питания
Качество копченых изделий во многом зависит от состава дыма, которым обрабатывается продукт. Коптильный дым образуется в результате распада и окисления составных частей древесины – целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина во время неполного сгорания и представляет собой сложную дисперсионную систему типа аэрозоля. Дисперсионной средой является парогазовая смесь, состоящая из углеводородов (преимущественно метана и этилена), окиси углерода и углекислоты, кислорода, азота, водорода, органических соединений и водяных паров. Дисперсная фаза – мельчайшие капельки воды, в которых растворены органические вещества, содержащиеся в дисперсионной среде (но в иных количественных соотношениях). Образующиеся в результате неполного сгорания древесины органические соединения в виде газов и паров смешиваются с воздухом и охлаждаются по мере удаления из зоны горения. При смешивании коптильного дыма с воздухом имеется возможность изменять физико-химические свойства коптильного дыма в нужном направлении. Наиболее удобным способом является смешивание коптильного дыма с воздухом при выходе из дымогенератора.
В результате смешения коптильного дыма с воздухом, понижается температура смеси и повышается перемещение паров воды, при пресыщении паров воды в коптильном дыме больше единицы (р 1) происходит образование дисперсной фазы коптильного дыма [56, 145].
Аэрозольные частицы, имеющие шарообразную форму со средним радиусом 0,08-0,10 мк, состоят преимущественно из менее летучих соединений (они незначительно испаряются после осаждения на поверхность). Более летучие органические соединения находятся преимущественно в виде паров, часть их конденсируется при дальнейшем снижении температуры дыма на частицах из менее летучих соединений. Структура аэрозоля коптильного дыма, т.е. количество частиц, их размер, состав существенно влияет на процесс копчения, в частности, на скорость процесса копчения. Состав коптильного дыма зависит от температуры, поддерживаемой в зоне горения. Она должна быть не ниже той, при которой возможно разложение древесины за счет тепла сгорания, без притока тепла извне (несколько выше 220 С), но не выше температуры воспламенения древесины (около 350 С) [145].
По данным В.Н. Подсевалова при получении коптильного дыма, обладающего хорошими технологическими свойствами, температура в зоне горения должна быть близкой к температуре воспламенения дерева, т.е. составлять 220-250 С [101, 126]. Это также подтверждают исследования польских ученых (З. Земба, Г. Тильгнер). При температуре выше 350 С уменьшается выход полезных веществ и увеличивается выход конечных продуктов горения. Повышение температуры приводит к увеличению скорости окислительных и полимеризационных процессов. В составе дыма уменьшается количество фенолов, кислот, альдегидов, фурфурола, диацетила и увеличивается количество карбонильных соединений. Чем ниже температура, тем меньше в составе дыма окси-, моно-, дикарбоновых соединений и ацетальдегида. При этом запах дыма ухудшается, приобретая оттенок гари [148, 149].
Состав дыма зависит от способа его получения. Применение современных дымогенераторов, обеспечивающих непрерывную генерацию стабильного по составу коптильного дыма из тонкого слоя воздушно-сухого топлива при постоянной температуре процесса пиролиза, позволило создать механизированные и непрерывно действующие коптильные устройства, которые обеспечивают выпуск копченых продуктов высокого качества [71, 88, 90, 100, 142].
Общее количество полезных для копчения веществ в составе дыма (после разбавления воздухом) определяется густотой дыма. Применение объективных методов определения густоты дыма приборами, работающими на принципе использования фотоэлектрического эффекта, позволило судить о плотности дыма. В этом случае, для оценки светопропускной способности дыма применим закон Бе-ер-Ламберта, на коэффициент светопроницаемости влияет не только концентра 19 ция дисперсной фазы, но и степень ее дисперсности. Чем больше степень дисперсности при одной и той же концентрации, тем больше оптическая плотность дыма. С увеличением влажности дыма степень дисперсности уменьшается. Оценка густоты дыма фотоэлектрическими приборами, выражаемая в микроамперах, коэффициентом светопроницаемости, или калиброванными значениями оптической плотности, дает сопоставимый результат при прочих равных условиях [147].
Состав дыма зависит от породы сжигаемой древесины. По результатам многочисленных исследований, следует отметить, что хорошими технологическими свойствами обладает бук, дуб, береза (без бересты), т.е. лиственные породы деревьев. Использование хвойных пород деревьев для получения коптильного дыма не рекомендуется [147].
Состав дыма меняется в зависимости от влажности древесины. При большой влажности древесины и малом доступе воздуха коптильные вещества образуются в атмосфере перегретого пара. Дым получается с более высоким содержанием кислот, главным образом, низкомолекулярных, в том числе муравьиной и пропи-оновой. В связи с этим ухудшается аромат и вкус копченых продуктов. Вместе с тем, в дыме уменьшается содержание фенолов и увеличивается количество золы и углеродных частиц. Окраска продукта, поэтому получается более темной и неравномерной.
Методы исследований физико-химических и органолептических показателей
Определение аминокислот. Хроматографическое разделение смесей аминокислот проводится с помощью ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе ARACUS (с послеколоночной дериватизацией нингидрином). После хроматографического разделения смеси аминокислот они количественно реагируют с нингидрином при температуре от 100 до 130 С. При этом нингидрин взаимодействует с аминогруппой аминокислот с отщеплением воды, превращаясь в основание Шиффа. После декарбоксилирования карбоксильных групп аминокислот и последующего отделения остатков аминокислот образуется соответствую 45 щий аминонингидрин. Последний образует димер с нингидрином и приобретает синюю окраску (пурпур Руэмана). Интенсивность окраски пропорциональна концентрации красителя и концентрации определяемой аминокислоты. Для количественного анализа фотометрически (при 440 нм и 570 нм) сравниваются образцы с известными концентрациями (в качестве стандартов) с образцами исследуемой смесей аминокислот. С пролином происходит немного другая реакция, при которой возникает краситель с максимумом поглощения на 440 нм. Идентификация аминокислот происходит через точно определенное время удержания при хрома-тографическом разделении. Определение аминокислот осуществляется в предварительно подготовленном кислотном гидролизате. Для гидролиза образцов используют концентрированную соляную кислоту, гидролиз осуществляют под вакуумом при температуре (110±5) С в течение 12 ч. Затем полученные гидролиза-ты нейтрализуют и центрифугируют с осадителем Precipitations solution (PMA, GmbH) с использованием специальных мембран (диаметр пор 0,22 нм). Для проведения гидролиза образцов сыра использовали навески около 0,1 г. Перед взятием навески образцы тщательно измельчались и усреднялись. Для получения достоверных результатов делали по три параллельных анализа каждого образца. Результаты, представленные в отчете, являются средним арифметическим из трех параллельных измерений.
Определение общего белка. Анализ общего белка проводится по методу Дюма, основанному на измерении теплопроводности молекулярного азота, образующегося после сжигания анализируемого образца при температуре около 1000С в атмосфере кислорода и последующего восстановления всех образующихся оксидов азота при помощи восстанавливающего агента (меди), с использованием анализатора белкового азота RAPID N Cube (Elementar, Германия). При этом процесс определения полностью автоматизирован. На этапе пробоподготов-ки пробу таблетируют с использованием фольги, не содержащей азота. Навеска пробы составляет 250 мг. Для получения достоверных результатов делали по четыре параллельных анализа каждого образца. Результаты, представленные в отчете, являются средним арифметическим из четырех параллельных измерений. Определение массовой концентрации водорастворимых витаминов с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105». Метод капиллярного электрофореза для определения содержания водорастворимых витаминов основан на миграции и разделении ионных форм анализируемых компонентов под действием электрического поля вследствие их различной электрофоретиче-ской подвижности с последующей регистрацией при длине волны 200 нм.
Работу с пробами начинают только после проведения градуировки системы или после проверки стабильности градуировочной характеристики, что связано с необходимостью анализа получаемых растворов в течение первых 1,5-2,0 ч после их приготовления.
Из подготовленной (измельченной и усредненной) пробы берут одну навеску (от 0,2 до 1,0 г), помещают в плоскодонную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 25 см3 экстрагирующего раствора (0,05 М раствор тетрабората натрия, 0,1 М раствор сульфита натрия) и ставят в перемешивающее устройство при комнатной температуре на 15 мин. Часть полученной вытяжки переносят в пробирку типа Эппендорф и центрифугируют в течение 5 мин при 5000-6000 об/мин, раствор над осадком отбирают в чистую пробирку типа Эппендорф. В некоторых случаях требуется дополнительное фильтрование вытяжки через мембранный фильтр. При этом отбрасывают первые 1,0-1,5 см3 раствора.
Промывают капилляр ведущим электролитом (0,05 М раствор тетрабората натрия, 0,2М раствор борной кислоты) в течение 10-15 мин. Далее устанавливают на выходе в рабочее положение пробирку с таким же буферным раствором, а на входе – пробирку с пробой и производят ее ввод. Для каждого раствора регистрируют не менее двух электрофореграмм в тех же условиях анализа, при которых была проведена градуировка. На полученных электрофореграммах необходимо проверить правильность автоматической разметки пиков, удалить лишние пики и настроить отчет так, чтобы маркировка пиков включала имя компонента и его массовую концентрацию. В качестве результата принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.
Выбор и определение качественных характеристик объектов исследований – полутврдых сыров
Результаты математической обработки полученных результатов позволили провести оценку влияния параметров процесса копчения на микробиологические и органолептические показатели сыров с низкой температурой второго нагревания.
Разработаны математические модели, описывающие влияние массовой доли фракции фенолов и продолжительности копчения на микробиологические показатели продуктов. Представленные математические модели позволяют прогнозировать микробиологические показатели сыров при заданном режиме копчения.
Установлена оптимальная продолжительность копчения 4,0-4,5 ч, оказывающая положительное влияние на органолептические показатели сыров и клеточную концентрацию молочнокислой и пропионовокислой микрофлоры.
Определение безопасности и срока годности полутврдых сыров Современные требования к качеству копченых продуктов заключаются не только в обеспечении необходимых органолептических показателей, калорийности, усвояемости, хорошей сохраняемости, но и в обеспечении определенных санитарно-гигиенических норм.
Одним из главнейших требований к копченым изделиям является отсутствие в них канцерогенных веществ (прежде всего полициклических углеводородов типа 3,4-бензпирена) или сведение их содержания в продукте до ничтожного минимума. Безопасность копчных сыров исследована в аккредитованном испытательном центре (Республика Башкорстан, г. Уфа), результаты представлены в таблице 3.23, протокол лабораторных исследований приведен в приложении 4. Полученные данные свидетельствуют о соответствии норме безопасности и качества копченых полутврдых сыров. «Технический регламент на молоко и молочную продук цию» с изменениями Срок годности новых продуктов определяется в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.3.2.1324-03 «Продовольственное сырье и пищевые продукты» [13].
Срок годности пищевых продуктов – ограниченный период времени, в течение которого пищевые продукты должны полностью отвечать обычно предъявляемым к ним требованиям в части органолептических, физико-химических показателей, в т.ч. в части пищевой ценности, и установленным нормативными документами требованиям к допустимому содержанию химических, биологических веществ и их соединений, микроорганизмов и других биологических организмов, представляющих опасность для здоровья человека, а также соответствовать критериям функционального предназначения.
Порядок определения срока годности полутврдых копчных сыров установили в соответствии с МУК 4.2.1847-04 и методическими указаниями МУ 4.2727-99 «Гигиеническая оценка соков годности пищевых продуктов». Была установлена периодичность контроля: 1, 30, 60 и 90 сут, с учтом коэффициента резерва 1,2.
Режим хранения: сыры после копчения обсушивали, упаковывали и направляли на хранения при температуре (4±2) С и относительной влажности воздуха (87±2) %.
В соответствии с установленными сроками в сырах контролировали: органо-лептические, химические, микробиологические показатели и показатели безопасности в соответствии с требованиями ФЗ № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Органолептические показатели полутврдых копчных сыров в течение всего срока хранения были без существенных изменений (таблица 3.24).
Активная кислотность в процессе хранения несколько снижалась от 5,5-5,6 до 5,13-5,15 ед. рН, то есть в пределах, нормированных в документации (таблица 3.25). Таблица 3.24 - Органолептические показатели полутврдых копчных сыров
Вид сыра копченого Внешний вид Вкус и запах Консистенция Рисунок Цвет теста Российский Поверхность сыра чистая, ровная, без повреждений, без уплотнений В меру острый с выраженным привкусом и запахом копчения Плотная, упругая, однородная по всей массе. Глазки неправильной щелевид-ной формы От желтого до светло-коричневого. Допускается неравномерность окрашивания.
Голландский Поверхность сыра чистая, ровная, без повреждений, без уплотнений В меру острый с выраженным привкусом и запахом копчения Плотная, упругая, однородная по всей массе. Глазки мелкие, ровные От желтого до светло-коричневого. Допускается неравномерность окрашивания.
Бельфор Поверхность сыра чистая, ровная, без повреждений, без уплотнений В меру острый с выраженным привкусом и запахом копчения Плотная, упругая, однородная по всей массе. Глазки крупные по центру От желтого до светло-коричневого. Допускается неравномерность окрашивания.
Показатели безопасности копчных сыров определяли после выработки и 90-суточного хранения (данные приведены в таблице 3.23). На основании результатов проведенных исследований срок годности полутврдых копчных сыров при температуре хранения от 0 до 6 С и относительной влажности воздуха от 80 до 85 % - не более 75 сут. Выбор вкусоароматических добавок для расширения ассортиментной линейки полутвёрдых копчёных сыров Вкусоароматические добавки - это натуральные эфирные масла (в том числе олеорезины), ароматизаторы и усилители вкуса и аромата - добавляются к пищевым продуктам с целью: Таблица 3.25 - Химические и микробиологические показатели полутвёрдых копчёных сыров
Расчт экономических показателей полутврдых копчных сыров
В соответствии с рекомендациями А.А. Майорова, В.П. Табачникова и других известных учных, изучено влияние процесса копчения на структурно-механические свойства сырной массы объектов исследования [19, 68].
Твердость сыра – обобщенный реологический показатель, с помощью которого можно количественно характеризовать прочность и деформационные свойства сыра, обычно оцениваемые при дегустации (таблица 3.15).
Целью этапа работы было изучение влияния копчения на реологические характеристики натуральных полутвердых порционированных сыров. Для исследования были выбраны те же образцы сыров: Российский, Голландский и Бельфор, выработанные на ОАО «Белебеевский молочный комбинат». Опытные образцы сыров подвергались низкотемпературному копчению, контрольные образцы сыра хранились упакованными в полимерные пакеты. Исследования реологических показателей проводили в лабораториях СибНИИС (г. Барнаул).
В зрелых и готовых к реализации сырах измеряли пенетрационную твердость с помощью пенетрометра АР/4. Сыры термостатировали при температуре 20 С в течение 60 мин. Нагрузка на коническом инденторе составляла 150 г, время погружения индентора 5 сек. Всего на каждом из образцов проводили по 10 измерений. Результаты измерений приведены в таблице 3.16. Таблица 3.16 – Глубина погружения индентора в сырную массу, мм
Наибольшей твердостью обладал сыр «Бельфор копченый», его твердость приближалась к предельным значениям для сыров этого вида. Увеличение твердости для этого сыра составило почти 10 кПа (с 59,47кПа до 69,07кПа), т.е. более чем на 16 %.
Для сыра «Российский» увеличение твердости составило более 54 %. Это очевидно вызвано высокой исходной влажностью сырной массы и большими потерями влаги при копчении. Для сыра «Голландский» увеличение твердости при копчении составило 23,1 %.
Твердость всех сыров находилась в рекомендованных нормах. Наибольший разброс в показателях твердости наблюдался у сыра копченого «Российский», где величина среднего стандартного отклонения выборки составила 0,36, в то время, как некопченый сыр имел этот показатель 0,21. Иначе говоря, процесс копчения увеличил величину среднего стандартного отклонения. Это вызвано, скорее всего, характерной для сыра «Российский» структурой сырной массы, имеющей много газовых полостей неправильной формы.
У сыров «Голландский» и «Бельфор» процесс копчения снизил показатель величины среднего стандартного отклонения для первого сыра с 0,18 до 0,10, а во втором случае с 0,33 до 0,21. Этот говорит об улучшении реологических характеристик сыров, подвергнутых копчению, т.е. более равномерному распределению консистенции по объему образца сыра.
В целом, с точки зрения реологии можно считать, что процесс копчения способствует улучшению консистенции сыра, причем в наибольшей степени это проявляется в сырах, имеющих высокие исходные показатели твердости сырной массы. 3.6 Математическое моделирование совокупности экспериментальных данных по определению эффективности копчения
Под эффективностью процесса копчения, в данной исследовательской работе понимается определение оптимальных параметров, при которых в сырах обеспечивается совокупность высоких качественных характеристик: химического состава, органолептических показателей.
На основании максимального значения целевых функций выбраны оптимальные для дальнейших исследований образцы сыров. Сводные эксперимен 70 тальные данные, положенные в основу нормирования представлены в таблице 3.18. Результаты расчета целевых функций представлены в таблице 3.19 и в графическом виде на рисунках 3.7 и 3.8.
Анализ значений целевых функций совокупности экспериментальных данных, полученных при математическом моделировании представленных на рисунках 3.7 и 3.8, позволяет считать более эффективным температурный режим копчения (20-25) С, время 4,0-4,5 ч. Таблица 3.18 – Сводные экспериментальные данные по определению эффективности копчения
На втором этапе математического моделирования проводится оценка влияния параметров процесса копчения на микробиологические показатели сыров с низкой температурой второго нагревания.
Математическое моделирование проводилось с использованием прикладной программы «Eureka: The Solver», Version 1.0» и программного продукта «Table-Curve 3D», в котором реализованы методы анализа временных рядов, регрессионного, кластерного и факторного анализов, а также многомерного шкалирования.
Данный этап исследований посвящен математической оценки влияния продолжительности и температуры копчения, а также динамики накопления фракций фенолов на клеточную концентрацию молочнокислой и пропионовокислой микрофлоры (КОЕ/г).
Определена зависимость общего количество молочнокислой (или пропионовокислой) микрофлоры от продолжительности копчения, динамики накопления фракций фенолов при постоянной температуре копчения, которая имеет вид: F (х, у, z) = a+b-x+c-y+d-z+e-x-y+fx-z+g-yz+o-xVyW+vx-yz, (3.5) где f (х, у, z) - клеточная концентрация молочнокислой (или пропионовокислой) микрофлоры, lg КОЕ/г; х - продолжительность копчения, ч; у - массовая доля фракции фенолов, мг%; z - температура копчения, С. Далее рассчитывали уравнения многочленов 2 степени и их основные коэффициенты. Результаты расчетов представлены в таблице 3.20. Таблица 3.20 – Математическая модель оценки влияния параметров процесса копчения на микробиологические показатели сыров с низкой температурой второго нагревания
