СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ДЛЯ УСКОРЕНИЯ СОЗРЕВАНИЯ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕЛКИХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ Российский патент 1997 года по МПК A23C19/32 

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 (10±2) 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 (50±2) ^oC молоко вносят протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу в количестве (% от объема гидролизуемого молока) соответственно (0,41±0,04), (0,28±0,03) и (0,40±0,04), предварительно растворенные в минимальном объеме воды с массовой долей хлороформа (0,5±0,01)
Гидролиз молока проводят при (50±2) ^oC в течение (8±2) 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 (4,59±0,38) 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 (7±2)ч при (30±2) ^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 (93,5±1,5) 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.

Использование: молочная промышленность. Сущность изобретения: проводят гидролиз белков обезжиренного молока комплексом ферментов, включающим протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу, культивирование на полученном белковом гидролизе молочнокислых бактерий бактериального препарата "БП-Углич N 4" для накопления метаболитов, активизирующих развитие заквасочной микрофлоры в молоке и сырной массе, и высушивание полученного препарата. 6 табл.

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 (50±2)^oС в течение (8±2)ч комплексом ферментов, содержащим протосубтилин, ренниномезентерин и фосфатазу в количестве соответственно 0,41±0,04, 0,28±0,03 и (0,40±0,04)% от объема гидролизуемого молока, а на гидролизате проводят культивирование микрофлоры бактериального препарата БП-Углич N 4 в течение (7±2) ч при (30±2)^oС, полученный жидкий препарат пастеризуют и высушивают.