XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение сыропригодности козьего молока для производства рассольного сыра «Чечил»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Цыгулева А.С. 1

---

1МОАУ "Лицей № 1"

Голубенко Т.А. 1Соболева Н.В. 2

---

1МОАУ "Лицей № 1"

2Оренбургский государственный аграрный университет

Работа в формате PDF

3.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Сыр – разновидность продукта переработки молока. Традиционно сыры производят из коровьего молока, нам они более привычны. Но история первых сыров начинается с периода одомашнивания мелких диких животных, способных выдерживать кочевой образ жизни, обеспечивая легкоусвояемой и здоровой пищей. А потому козий сыр, имеющий тысячелетнюю историю, возможно, является одним из первых молочных продуктов, известных человеку.

Является ли козье молоко потенциальным источником сыропригодного сырья и возможно ли из него без существенных изменений технологии изготавливать высококачественные сыры, а также какие свойства важны для создания благоприятной микрофлоры, которая необходима для приготовления сыра, установим в ходе исследования.

Цель: выяснить, какие свойства козьего молока делают его пригодным для сыроварения.

Задачи:

- определить, какими свойствами козье молоко, пригодное для сыроварения, должно обладать;

- изучить процесс закваски и ферментации молока;

- оценить качество образца молока по жирности, содержанию белка и плотности и пригодность для сыроварения;

- приготовить молодой сыр из пригодного молока.

Гипотеза: козье молоко, обладает определенными свойствами, делающими его пригодным для сыроварения.

Объект: козье молоко и его свойства.

Предмет: свойства сыропригодного козьего молока.

Продукт: молодой рассольный сыр «Чечил».

В ходе проведения исследования применены методы наблюдения, дедукции и индукции, измерения, эксперимента и обобщения.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЫРОПРИГОДНОСТИ КОЗЬЕГО МОЛОКА

1.1 Свойства козьего молока

Молоко – питательная жидкость, вырабатываемая молочными железами самок млекопитающих для вскармливания детенышей, которые еще не способны переваривать другую пищу [10]. Молоко входит в состав многих продуктов, а его производство стало крупной отраслью пищевой промышленности. Основными показателями молока, как продукта и объекта технологической переработки, являются его состав, органолептические, биохимические и физико-механические свойства (таблица 1).

Таблица 1 – Показатели свойств молока [9]

Физические и химические свойства молока взаимосвязаны и взаимно обуславливают качество молока. По химическому составу козье молоко близко к коровьему, но отличается от него более высоким содержанием белка, жира и кальция. В таблице 2 представлен химический состав молока козьего.

Таблица 2 – Химический состав козьего молока [9]

В соответствии с требованиями ГОСТа 32940-2014 «Молоко козье, сырое. Технические условия» сырое молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний [7]. Органолептические характеристики, а также физико-химические и микробиологические показатели должны соответствовать нормам (таблица 3).

Таблица 3 – Требования к показателям и характеристикам молока козьего в соответствии с ГОСТ 32940–2014 «Молоко козье сырое. Технические условия»

Итак, нами выяснено, что свежее молоко – это однородная жидкость белого или слабо-кремового цвета, с приятным, сладковатым вкусом, без посторонних привкусов и запахов, однородной консистенции. Наибольший удельный вес (более 86%) в молоке занимает вода, а на остальные компоненты (белки, липиды, углеводы и др.), входящие в состав сухих веществ или сухого остатка, приходится около 14%. Содержание отдельных компонентов в молоке непостоянно, изменяется в течение лактации и зависит от породы, возраста животных, рационов кормления, болезней, условий содержания, районов разведения коз, климатических условий, времени года.

1.2 Биотехнологические процессы сыроделия

Несмотря на разнообразие сыров, их видов и рецептур приготовления производство сыра включает в себя ряд основных этапов, которые являются общими для большинства типов сыра [13; 14; 19]. Технологический процесс производства сычужных сыров состоит из следующих операций: приемка молока; очистка, резервирование, созревание и пастеризация молока; подготовка молока к сычужному свертыванию; сычужное свертывание молока; разрезка сычужного сгустка, постановка и обработка сырного зерна; формование сыра;самопрессование и прессование; посолка; созревание; сортировка, упаковка, транспортировка и хранение готового продукта.

Идеальное сырье для сыра – домашнее цельное молоко. С момента дойки должно пройти 4-5 часов. В эти часы еще высок уровень ингибиторов, препятствующих развитию в молоке любых микроорганизмов, то есть молоко находится в бактерицидной фазе [18]. Кроме того, в парном молоке очень мало источников азота, а он необходим для окислительных процессов закваски. Отсюда делаем вывод, что сразу после дойки молоко несыропригодно.

Изготовление сыра есть не что иное, как управление микробиологическим процессом – процессом развития, размножения и гибели бактерий [19]. Свертывание молока в сыроделии производят при помощи молокосвертывающих ферментов животного и микробного происхождения. Действие молокосвертывающего фермента усиливает закваска, то есть сгусток получается более плотный и стабильный. Бактериальные закваски вносят в пастеризованное, охлажденное до температуры свертывания молоко. Роль закваски при изготовлении сыра состоит в преобразовании лактозы, жира, белка в молоке в соединения, из которых непосредственно складываются вкусовые, ароматические, питательные и биологические свойства сыра [13; 14; 18].

Изменение кислотности молока, а в дальнейшем и сырной массы, является основным фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы в процессе ее обработки. Мы узнали, что белки в молоке находятся в набухшем состоянии и способны удерживать воду благодаря своей электро-заряженности. При увеличении кислотности молока электро-заряженность белков снижается, и они теряют способность удерживать влагу, то есть наступает дегидратация белков. Усилить отделение сыворотки можно при помощи других факторов, например, более высокой температуры или большего измельчения сгустка.

Придание сыру определенного вкуса и регулирование микробиологических и ферментативных процессов происходит в процессе посолки и массообменных процессов [13; 19].

Придание продукту определенных органолептических свойств (вкус и запах, консистенция, рисунок) происходит в процессе созревания путем направленного и регулируемого изменения составных частей молока, перешедших в сыр. При этом в зависимости от вида сыра при его созревании изменяются все составные части молока (молочный сахар, белки, жир, соли).

Итак, изучив технологические и биохимические процессы приготовления сыра, выявили следующее. Сыропригодность молока, а именно его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, а также способность к брожению и созданию среды для деятельности молочнокислых бактерий, определяют химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока. Сыропригодность молока также обусловливает особенности биотехнологии сыров, для производства которых оно используется. Обсемененность спорами маслянокислых бактерий, и сычужная свертываемость являются важнейшими показателями сыропригодности молока.

Далее изучим свойства образца козьего молока и оценим его сыропригодность.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЫРОПРИГОДНОСТИ ОБРАЗЦА КОЗЬЕГО МОЛОКА ПУТЕМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРА «ЧЕЧИЛ»

2.1 Лабораторный анализ молока

Молочная лаборатория кафедры технологии производства и переработки продукции животноводства Оренбургского ГАУ оснащена современным лабораторным и технологическим оборудованием. Оборудование лаборатории, использованное нами в ходе эксперимента:

1. Молокомер алюминиевый шкала деления 100 г. (Приложения Фото 1)

2. Ареометр типа АМТ (Приложения Фото 2)

3. Термометр для молока электронный digi-thermo WT-2 (Приложения Фото 3)

4. Весы электронные лабораторные (Приложения Фото 4 и 5)

5. Анализатор качества молока «Лактан» (Приложения Фото 6)

6. Анализатор влажности «Эвлас - 2М» (Приложения Фото 7)

7. Дистиллятор («КЕЛЬТРАН»/«KELTRUN») (Приложения Фото 8)

7. Электроплита, кастрюля, утварь, посуда.

В лаборатории светло, температура воздуха 20-22 ^оС, имеется вытяжка, есть проточная вода, работает смыв.

Для определения сыропригодных свойств молока взят образец козьего молока, полученного от коз нигерийской карликовой породы, содержащихся в ферме «Соловушка» ИП Кислова Д.А. Оренбургский район село 9 Января. Органолептические свойства молока хорошие: молоко имеет белый цвет, однородное состояние, без примесей, чистое, запах приятный, не выраженный.

Вывод: мы имеем чистое, без специфического запаха свежее козье молоко.

Определив пригодность молока по органолептическим свойствам, приступаем к исследованию физических свойств молока, таких как плотность, жирность. Для этого используем ареометр, а затем более глубокий анализ молока проведем на аппарате «Лактан». Принцип работы ареометра опирается на общий физический закон и прибор показывает удельный вес исследуемой жидкости (Приложения Фото 9-11). По ареометру нами установлено (Приложения Фото 12-13), что плотность образца козьего молока составляет 32 °А, что выше нижнего предела по ГОСТу (27°А).

Вывод на данном этапе: молоко имеет нормальную плотность, молоко натуральное, пригодно для употребления и приготовления сыра.

Берем пробу теплого молока (Приложения Фото 14-15) и через 3 минуты работы аппарата «Лактан» на его экране выводятся параметры качества молока (Таблица 4) (Приложения Фото 16-17).

Таблица 4 – Результат биохимического анализа пробы молока коз нигерийской породы на приборе «Лактан»

Основными компонентами молока являются вода, жир, белки, лактоза (молочный сахар) и минеральные вещества (соли). Козье молоко отличается более высоким количеством белка, жира и кальция. В нашем образце содержание жира 7,5%, что соответствует высокому уровню жирности молока. В анализируемом нами образце СОМО составляет 10,21, что выше минимального значения технического регламента Таможенного союза (8,2%). Сухие вещества (СВ) характеризуют общее содержание растворенных и нерастворенных веществ молока. В стандарте данный показатель составляет 11,8%. В нашем образце сухих веществ 17,71%. Содержание белков в козьем молоке варьируется от 2,43% до 3,8% (в ГОСТе 2,8%). В исследуемом образце белков 5,09%, что находится значительно выше средних значений. Показатели плотности 32,38%, воды 0%, подтверждают значение плотности, определенное ареометром (32 ^оА). Анализатор показал высокую плотность и отсутствие воды, то есть молоко натуральное. Также в образце молока установлено содержание лактозы (5,62%), точка замерзания -0,530^оС, содержание минеральных солей 0,85%, общий белок 3,75%, калорийность молока 113,70 ккал.

Сравним полученные значения анализа молока с показателями органолептических и химико-физических требований [7] (таблица 5).

Таблица 5 – Соответствие показателей свойств образца козьего сырого молока

Итак, определив плотность, жирность молока, а также содержание в нем белка и других компонентов приходим к выводу, что образец молока, подготовленного нами для приготовления сыра, по своим свойствам отвечает установленным требованиям. А значит молоко можем использовать в качестве продукта или сырья для переработки. В то же время, не все критерии нами определены. Например, уровень кислотности был установлен только органолептическим путем, без измерения. Во-вторых, по ряду параметров, например, по соотношению жиров, белков и СОМО, фактические значения отклоняются от норм. Поэтому сыропригодность подготовленного молока определим экспериментальным путем и продолжим исследование.

2.2 Приготовление сыра «Чечил»

Сыр Чечил фигурный волокнистый рассольный вытяжной сыр армянской кухни, занимает промежуточное место между сычужными и кисломолочными сырами, иногда относят к группе сыров типа сулугуни [4]. Готовится сыр в виде плотных волокнистых по структуре толстых или тонких нитей, жгутов, кос.

Сырье и препараты, использованные нами в ходе эксперимента:

Молоко козье 10,0 л (Приложения Фото 18);

Термофильная закваска STI-12 (Приложения Фото 19);

Сычужный фермент 50 марка «Нормаль» (Приложения Фото 20).

Технологические операции проводим последовательно:

1. Нормализуем жирность молока путем сепарирования. Доводим жирность молока обратом до значения жирности 3,3%. (Приложения Фото 21-23).

2. Пастеризуем молоко доводя его температуру до 72 ^оС и оставляем для охлаждения до 40 ^оС (Приложения Фото 24-25).

3. В 50 мл воды растворяем 0,24 гр. термофильной закваски STI-12 и вносим в молоко, оставляем на 30 мин (Приложения Фото 26-28).

4. Сычужный фермент 0,17 г растворяем в 10 мл воды t^одо 32^оС для последующего внесения в молоко. Молоко подогревается до 38^оС. Снимаем молоко с плиты и вносим фермент. Перемешиваем и оставляем на 30 мин. Для формирования сгустка (Приложения Фото 29-31).

5. В молоке под действием фермента произошла коагуляция (свертывание молока) и образовался плотный сгусток (калье). Это плотная фракция молочных белков с примесью жиров, легко отделяемая от жидкой фракции (сыворотки). Сгусток разрезаем ножом на небольшие части вдоль и поперек, перемешаем шумовкой и снова подогреваем до 40^оС (второе нагревание), отстаиваем минут 5 (Приложения Фото 32-35).

6. Отделяем сырное зерно. Сырное зерно укладываем в формы (Приложения Фото 36-38), закрываем целлофановым пакетом для нарастания кислотности до PH 5,1. Проверяем PH-метром путем погружения электрода в головку сыра (Приложения Фото 39).

7. Готовим рассол: в кастрюлю наливаем 3 л воды, добавляем 750 гр. поваренной соли для получения 20%-го раствора (Приложения Фото 40).

8. В таз, где будем формовать сыр, наливаем горячую воду, доводим до температуры 80 ^оС ± 2. Головки сыра извлекаем из форм, нарезаем на пласты 1-1,5 см. (Приложения Фото 41-42). Надеваем тканевые, а затем резиновые перчатки. Сырное зерно (пласт сырной массы) опускаем в горячую сыворотку на 1 минуту затем его разминаем в эластичное, гладкое тесто. Придаем круглую форму, проделываем в нем отверстие и растягиваем в нити, встряхиваем. Снова и снова повторяем процесс: опускаем в горячую воду, вытягиваем и складываем столько раз, сколько необходимо. (Приложения Фото 43-46).

Сырная масса становится очень эластичной и тягучей, вытягиваем жгуты и нити. Жгуты можно сформировать в плетенку. Сыворотка горячая, работаем в перчатках! Опускаем готовые нити и жгуты в холодный рассол, который мы чуть ранее приготовили (Приложения Фото 47-48). А затем, через полчаса нити упаковываем. На этом этапе можно добавить специи – паприку, сухой укроп или другую зелень. Это добавит разнообразия. Готовый сыр Чечил герметично упаковываем (Приложения Фото 49-52).

Выполнив все технологические процессы нами приготовлен молодой мягкий сыр Чечил из козьего молока. Специалистами лаборатории ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ» проведен физико-химический анализ полученного сыра, показатели соотнесены с требования ГОСТа 34356-2017«Сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы. Технические условия» [8] (Таблица 6). Органолептические свойства полученного сыра высокие и отвечают требованиям ГОСТа к сыру. Содержание жира в полученном сыре определено арбитражным методом, содержание влаги установлено на приборе Эвлас - 2М, содержание белка определено по методу Кьельдаля на приборе Кельтран. По составу полученный сыр также отвечает требованиям стандарта, имеет жирность 45,8%, влажность 49,8%, доля хлористого натрия 2,2%.

Таблица 6 – Физико-химические показатели сыра Чечил

Дегустация проведена среди группы обучающихся (10 человек) и всех участников технологического процесса (всего 15 человек). Сыр получился однородный, упругий, гладкий, белого цвета с блестящей поверхностью. Сыр имеет слоистую тягучую структуру, отсутствуют пузырьки воздуха. На вкус сыр нежный, нейтральный, немного солоноватый.

Таким образом можно сделать вывод, что из козьего молока с жирностью 7,5% (нормализованное до 3,3%) с общим содержанием белка 5,09% и плотностью 1,032 кг/см³ приготовлен сыр хорошего качества, отвечающий требованиям ГОСТа, а значит молоко сыропригодно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Технологи и производители продукции из молока утверждают, что молоко для сыра должно быть самого высокого качества. Сыропригодность молока характеризуется нормальным физико-химическим, микробиологическим состоянием свежего молока, полученного от здоровых животных в условиях правильного, нормированного кормления коров и строгого соблюдения санитарно-гигиенических и ветеринарных правил при его получении.

В ходе исследования определены свойства важные для создания благоприятной микрофлоры, необходимой для приготовления сыра. Нельзя приготовить сыр из подкисшего молока, но и свежайшее молоко сразу после дойки тоже не сыропригодно. Сыропригодность молока определяют химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока, то есть его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, способность к брожению и созданию среды, необходимой для развития и деятельности полезных микроорганизмов и прежде всего молочнокислых бактерий.

Физические свойства молока оцениваются органолептическими показателями (цвет, консистенция, запах, вкус), плотностью, вязкостью, осмотическим давлением, точкой замерзания. Биохимический состав (вода, жиры, белки, углеводы) молока колеблется в зависимости от периода лактации, породы, возраста, состояния здоровья животного, условий содержания, качества кормов, типа кормления и других факторов.

Изготовление сыра есть не что иное, как управление микробиологическим процессом – процессом развития, размножения и гибели бактерий. Для образования качественного сгустка (калье) молоко должно содержать достаточное количество белков, жиров и микроэлементов. Свертывание молока в сыроделии производят при помощи молокосвертывающего фермента (сычужный порошок), действие которого усиливает закваска, а сгусток получается более плотный и стабильный.

Изучив технологические и биохимические процессы приготовления сыра, выявили следующее. Сыропригодность молока, а именно его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, а также способность к брожению и созданию среды для деятельности молочнокислых бактерий, определяют химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока. Сыропригодность молока также зависит от особенностей биотехнологии сыров, для производства которых оно используется.

Для определения сыропригодных свойств молока взят образец молока, полученного от коз нигерийской карликовой породы, содержащихся в ферме «Соловушка» ИП Кислова Д.А. село 9 Января Оренбургского района. По данным проведенного анализа органолептические, физические и биохимические свойства и показатели молока соответствуют требованиям государственного стандарта 32940–2014 «Молоко козье, сырое. Технические условия».

Выполнив все технологические и биохимические процессы нами приготовлен молодой сыр Чечил из козьего молока. Органолептические свойства сыра хорошие, что подтверждено в ходе дегустации среди 15 человек. Показатели физико-химического анализа, полученного сыра указывают на соответствие требованиям ГОСТа 34356-2017 «Сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы. Технические условия».

Таким образом можно сделать вывод, что из козьего молока с жирностью 7,5% (нормализованное до 3,3%) с общим содержанием белка 5,09%, долей сухих веществ 17,71% и плотностью 1,032 кг/см³ может быть приготовлен сыр хорошего качества, а значит молоко сыропригодно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Биология : Общие закономерности. 9 кл. : учебник / С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, И.Б. Агафонова, НГ.И. Сонин. – 4-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2017. – 301 с.

2. Борисова, А.В. Изучение пригодности молока сырого, пастеризованного и ультрапастеризованного для приготовления сыра / А.В.Борисова, К.В.Поликарпова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2020. – № 2. –С. 44-58.

3. Брюнчугин В.В. Оценка молочной продуктивности и некоторых технологических показателей молока коз зааненской, альпийской и нубийской пород/В.В. Брюнчугин, А.С. Шувариков//Зоотехния. 2012. № 6. С. 29-30

4. Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/, свободный

5. Габриелян, О.С. Химия. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян. – 19-е изд. Стереотип. – М. : Дрофа, 2012. – 270 с.

6. Химический состав пищевых продуктов: справочник / Под ред. И.М. Скурихина и М.Н. Волгаревой. – М., Агропромиздат, 1987.

7. Межгосударственный стандарт ГОСТ 32940–2014 «Молоко козье, сырое. Технические условия». – М.: Стандартинформ, 2015. – 6 с.

8. Межгосударственный стандарт ГОСТ 34356 –2017 «Сыры с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы. Технические условия» – М.: Стандартинформ, 2018. – 18 с.

9. Меркушева И. Н., Петриченко С. П., Кожухова М. А. Пищевая и биологическая ценность козьего молока // Известия вузов. Пищевая технология. 2005. №2-3. с. 44-46

10. Молочные продукты в рациональном питании : учебное пособие для вузов / Л. Н. Плохотнюк [и др.] ; под редакцией Л. Н. Плохотнюка. – Москва : Издательство Юрайт, 2021. – 61 с.

11. Москаленко Л.П. Козоводство: учебное пособие/ Л.П. Москаленко, О.В. Филинская//СПб.: Изд-во «Лань», 2012. – 272 с.

12. Мурусидзе, Д.Н. Технологии производства продукции животноводства : учебное пособие для среднего профессионального образования / Д.Н. Мурусидзе, Р.Ф. Филонов, В.Н. Легеза. – 2-е изд., испр. И доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2021. – 417 с.

13. Раманаускас, Р.И., Сыроделие: техника и технология / Р.И. Раманауска, О.Н. Мусина, А.А. Майоров – Москва: Издательство «Лань», 2020. – 508 с.

14. Самоходкин, М. К. Исследовательская работа «Секреты сыроварения» / М. К. Самоходкин, С. А. Харченко. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2019. — № 2 (22). — С. 46-51. — URL: https://moluch.ru/young/archive/22/1373/

15. Симоненко С.В. Научные аспекты переработки козьего молока и получение продуктов общего и специального назначения: автореф. дис… д-ра техн. наук.– М., 2010. – 48 с.

16. Соболева Н.В., Почапская В.В., Бакаева Л.Н. Биотехнологические методы повышения качества молока-сырья: Методические рекомендации – Оренбург, 2019 –50с.

17. Соболева Н.В., Бакаева Л.Н. Технология первичной переработки продуктов животноводства – Кинель, 2016 –120с.

18. Технология молока и молочных продуктов : учебное пособие / сост.: В.В. Крючкова : Донской ГАУ. – Персиановский : Донской ГАУ. – 2018. – 232 с.

19. Эшер Д. Искусство натурального сыроделия. – М.: Издательство: Эксмо. – 2017. – 320 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Фотоиллюстрации эксперимента (фото 1-52)

Фото 12

Фото 13