Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Температурные поправочные коэффициенты для различных сыров






Наименование сыра Поправочный температурный коэффициент Кt
Швейцарский Советский Голландский брусковый Костромской Армянский Лори Чанах 3, 5 3, 5 3, 7 3, 7 4, 5 2, 0 3, 0

 

Общая тенденция изменения твердости сырной массы для всех твердых натуральных сычужных сыров сохраняется одинаковой, она изображена на рис. 22. В точке (1) после прессования сырная масса имеет наименьшую величину твердости, на участке 2 (посолка сыра) происходит увеличение твердости. На участке 3 (обсушка сыра, начало созревания, процесс нарастания твердости продолжается за счет структурообразования казеиновой пространственной решетки). В дальнейшем на участке 4 величина твердости снижается за счет протеолиза белков, приводящего к частичному разрушению структуры белковых связей. Существенного влияния липолитических процессов на структурно-механические свойства сырной массы не отмечено.

Рис. 22 – Изменение интегральной твердости сыра при созревании Рис. 23 – График деформирования образца сыра

 

Структурно-механические свойства сырной массы помимо того, что они напрямую влияют на оценку консистенции зрелого сыра, влияют еще и на характер развития рисунка в сыре.

Известно, что рисунок в сырах, состоящий из глазков круглой или овальной формы есть результат взаимодействия твердой и газообразной фазы сыра. При этом немаловажную роль играет способность сырной массы деформироваться под влиянием давления газов и впоследствии сохранять следы взаимодействия в виде полостей в сыре. Количественное описание этого процесса требует знания как минимум двух деформационных характеристик. Первая из них должна содержать информацию о величине деформации под действием приложенной силы, а вторая – о величине остаточной деформации после прекращения действия силы.

На рис. 23 изображен график деформации упругопластического тела, к разряду которого относят сырную массу.

При одноосном сжатии образца, он мгновенно деформируется на величину А (мгновенно упругая деформация). После этого происходит пластическо-эластическая деформация, развивающаяся во времени. В зависимости от соотношения пластических и эластических свойств деформация может развиваться до большего или меньшего значения. После снятия нагрузки (прекращения давления) происходит мгновенно упругое восстановление (С), переходящее в эластическое восстановление. В результате эластического восстановления деформация образца сокращается. В результате цикла «нагрузка-восстановление» формируется остаточная деформация (Д). Благодаря наличию остаточной деформации и происходит образование и сохранение рисунка в сырной массе. Поэтому при анализе реологического состояния сырной массы будет отдаваться предпочтение этим характеристикам.

 

Динамику деформационных процессов образцов сыра А.А. Майоров изучал с использованием пластометра ПЛ-1. Термостатированный образец сыра подвергался одноосному сжатию при постоянной нагрузке 2, 0 н/м2 до прекращения деформирования или перехода процесса деформации в режим стационарного течения. После этого нагрузку снимали и фиксировали процесс восстановления линейных размеров образца.

 

Характеристики, полученные при этих исследованиях, являлись наиболее информативными в отношении описания динамики роста рисунка в сырной массе, поскольку позволяли в одном цикле измерений получать данные о соотношении упругих и пластических свойств сырной массы. Типичный вид получаемых кривых «деформация-восстановление» приведен на рис. 23.

 

Реологические характеристики образцов сыра исследовали на специальном реоконсистометре (рис. 36). Прибор позволял проводить измерения прочностных и пластических характеристик в режимах одноосного сжатия или растяжения. Запись результатов измерения осуществлялась двухкоординатным потенциометром типа ПДС-021М. Измерения проводились при двух фиксированных температурах 10 0С и 20 0С.

Методика измерения пределов прочности на растяжение и сжатие применялась общепринятая.

Период релаксации измеряли на реоконсистометре с записью в координатах «время-напряжение». В режиме одноосного сжатия создавали начальное напряжение (2, 0 н/м2) в образце сыра стандартного размера (диаметр 10 мм и высота 10 мм).

При фиксированной величине деформации проводили регистрацию падения напряжения в образце. На полученной реограмме измерением соответствующих отрезков определяли период времени, соответствующий падению напряжения в е раз (рис. 24).

Рис. 24 – Измерение периода релаксации сырной массы

 

Средние значения твердости и других реологических характеристик сырной массы говорят об интегральном уровне ее консистенции. Реальная картина несколько сложнее. Твердость сырной массы в корковой области значительно выше средних ее значений по всему объему. В процессе созревания сыра перепад между величинами твердости периферийной и центральных зон бруска сыра возрастает при традиционном созревании (без применения специальных мер защиты от потерь влаги). Увеличение твердости происходит вследствие потери влаги корковым и прилегающими к нему слоями.

В это же время центральные и средние слои сыра, подвергаясь действию протеолитических процессов, снижают свою твердость.

Различие в твердости, между периферийными и центральными слоями для сыров, созревающих в пленке меньше, максимальный перепад твердости для советского сыра, созревающего в пленке, на 23-26 кПа меньше, чем у традиционно созревающего сыра с использованием парафинирования.

Еще меньше различия в твердости у сыров, созревающих в герметически закрытых контейнерах (эмментальский блочный и др.) В зрелом возрасте различия в твердости по всему объему блока сыра не превышают 18-16 кПа при среднем значении 87 кПа.

На рис. 25 изображены графики изменения твердости по центральному сечению брусков советского сыра в зрелом возрасте, на рис. 1.26 – эмментальского блочного сыра, на рис. 27 – голландского брускового сыра.

На рисунках видно, что максимальной твердостью обладают угловые зоны брусков сыра и его периферийные области. Они образуют как бы каркас, обеспечивающий сохранение формы сыра. На практике стараются создать такой каркас, который обеспечивал бы защитные функции от механических повреждений, от излишней усушки сыра, создавал условия для хорошей адгезии полимерно-парафиновых сплавов.

 

Рис. 25, 26, 27 – Динамика изменения твердости сыров

 

Применение современных технологий ухода за сыром с использованием полимерных пакетов герметичных и полугерметичных контейнеров при созревании сыра, позволило получать, так называемые, бескорковые сыры. Эти сыры имеют равномерную структуру, хорошую, пластичную консистенцию, по весьма требовательным условиям хранения и транспортировки.

Проведенные исследования А.А. Майоровым показали высокую корреляцию твердости сырной массы с органолептической оценкой ее консистенции. Коэффициент корреляции 0, 80-0, 89. Это позволило разработать систему инструментальной оценки консистенции сыров различных групп.

Измерение реологических характеристик сырной массы производится либо с помощью консистометра – пробоотборника ВНИИМС, либо с помощью пенетрометра АР4/1.

Полученные результаты приводят к значениям при температуре 20 0С и соотносят с показателями, характерными для сыров различных групп.

Сырная масса, расположенная в корковой области сыров, имеет значения твердости, превышающие максимальные из приведенных в контрольной таблице. На практике это означает, что эта часть сырной массы не используется потребителем, идет в отход: для разных сыров этот показатель соответствия консистенции различен и зависит от распределения твердости сырной массы и геометрических размеров брусков сыра.

Анализируя приведенные материалы можно сделать предварительный вывод, что с точки зрения оценки зрелости и качества представляют интерес процессы выравнивания структурно-механических характеристик по монолиту сыра, а также процесс снижения твердости сырной массы во второй половине созревания.

Однако все исследователи выражают надежду, что с развитием новых инструментальных методов и специальных систем обработки получаемой при этом информации, данная задача будет решена, поскольку уже сейчас имеются реальные предпосылки для ее осуществления.

Сдвиговые свойства расплавленной сырной массы разной жирности. К структурно-механическим свойствам плавленого сыра как твердого тела относятся упругость, пластичность, твердость и пр. Твердые тела под влиянием приложенных сил изменяют свой объем и форму – деформируются до определенного предела пропорционально приложенному давлению; при снятии давления деформация исчезает. Это явление известно как упругая деформация. Для сложных структур, к которым относится и плавленый сыр, требуется ряд констант упругости.

При определенных условиях (повышение температуры, увеличение влаги и др.) плавленый сыр приобретает свойства текучести, что позволяет определять его вязкость, т.е. свойство оказывать сопротивление при перемещении одной частицы сыра относительно другой. Это свойство выражают в виде абсолютной, кинематической и относительной вязкости.

Если после снятия нагрузки деформация не исчезает полностью, она называется пластической. Остаточная деформация – изменение формы и размера тела, вызванное действием внешних сил, и не исчезающее после прекращения этого действия.

Белковые продукты, в том числе и плавленые сыры, являются высокополимерными веществами. Для них наиболее показательны структурно-механические свойства. Структурно-механические свойства плавленых сыров как твердого тела характеризуются под нагрузкой упругой и пластической деформацией.

Процессы высокоэластичной деформации протекают главным образом внутри больших молекул и связаны с изменением формы цепей, а процессы пластической деформации вызывают взаимное перемещение гигантских молекул. Соотношения между нагрузками, вызывающими упругую деформацию, определяют, в конечном счете, силу связей между отдельными цепями полимера или внутри них.

В плавленых сырах со сравнительно высоким содержаниям влаги и жира, как показали исследования, процессы пластической деформации в значительной степени преобладают над процессами упругой деформации.

Для определения структурно-механических свойств плавленых сыров исследуют их деформацию под различными нагрузками, применяя консистометр Гепплера. В полый цилиндр осторожно заливают расплавленную сырную массу так, чтобы она равномерно растекалась по объему цилиндра, не оставляя в нем воздушных пустот. Цилиндр с сыром охлаждают до 5 0С, чтобы перевести в твердое состояние жир, содержащийся в сырной массе, а затем медленно нагревают до 20 0С и при этой температуре проводят испытания. Внутрь цилиндра с помощью ведущего стержня вводят металлический шарик с измерительными стерженьками. Специальное крепление на крышке цилиндра обеспечивает совпадение симметрических осей цилиндра и шарика. Под действием нагрузки шарик вдавливался в сырную массу, вытесняя ее через концентрическую кольцевую щель между шариком и внутренними стенками цилиндра.

Между скоростью движения шарика и скоростью движения сырной массы существует следующая зависимость:

Fш = Fс,, (38)

 

где - скорость движения шарика, см/сек; - то же сырной массы, см/сек; Fш – площадь максимального поперечного сечения шарика, см2; Fс – площадь поперечного сечения кольцевой щели, см2

 

При радиусе цилиндра, равном R, и радиусе шарика – r, уравнение 38 может быть преобразовано так:

r2 = (R2 – r2), (39)

 

отсюда:

= (40)

Для исследования применяли консистометр Гепплера, с радиусом цилиндра 1, 008 см и радиусом шарика, равным 0, 799 см. Подставив значения R и r в формулу (40), получим соотношение между скоростями движения шарика и сырной массы:

= 1, 6904 (41)

Конструкция консистометра позволяет вводить шарик в исследуемую массу под нагрузкой от 0 до 2, 0 кг. Радиус шарика подобран так, чтобы площадь максимального поперечного его сечения была равна 2 см2:

FMAX = 3, 14 0, 7992 см = 2 см2, (42)

Поэтому давление р на 1 см2 сырной массы, производимое шариком равно:

р = , (43)

 

где g1 – собственная масса шарика (в кг) и направляющего стержня, равная 0, 250 кг; g – масса груза, кг; р – давление, кг/см2

 

Прибор позволяет создавать давление на 1 см2 сырной массы (напряжение сдвига) в пределах 0, 125-4, 0 кг/см2. Измеряют путь SШ, который проходит шарик за определенный период времени. Затем по формуле

ш = , (44)

где S – путь, пройденный шариком, см; t – время замера, сек

находят скорость его движения.

 

Так как при продвижении шарика через сырную массу разрушалась ее структура, измерение скорости движения шарика в каждом цилиндре производилось только 1 раз, без повторных замеров данной работы. Для этого одновременно заполнялось сырной массой шесть цилиндров, что обеспечивало определение скорости движения шарика в шести пробах одного и того же сыра.

Определение скорости течения сырной массы при нагрузках от 0, 125 до 1, 625 кг на 1 см2 приведены в табл. 34.

Таблица 34

Скорость течения сырной массы под нагрузкой

Нагрузка Р, г/см2 Скорость течения, см/сек 10-3
средняя максимальная минимальная
  6, 14 16, 90 121, 71 464, 80 507, 00 549, 30 6, 54 26, 86 433, 50 1263, 10 1592, 90 1836, 00 2, 69 5, 10 11, 25 62, 22 68, 85 75, 65

 

Скорость течения под одинаковой нагрузкой у отдельных сыров очень различна. При сравнительно больших нагрузках (1, 5 кг/см2) скорость течения мягких сыров с высоким содержанием влаги почти в 30 раз превышает скорость течения сыров твердых с малым содержанием влаги. Несмотря на различные показатели, кривые = f (Р) во всех сырах имели одинаковую S- образную форму, характерную, как отмечает Гоувинк (Польша), для гелей всех животных белков. На кривой (рис. 27) выделяются три характерные точки: f1- точка начальной текучести; f2 - точка перехода к Бингамовскому пластическому течению и f3 – точка торможения течения. На участке кривой от 0 до Р1 = 300 500 г/см2 скорость течения очень мала и плавленый сыр обладает в какой-то мере свойствами твердого тела: наряду с пластической имеет и упругую деформацию.

Рис. 28 – Кривая зависимости между

скоростью истечения растворов высокополимеров и нагрузкой

Участок Р1- Р22 =1125 г/см2) характеризует сыр как структурно-вязкое тело, скорость течения которого возрастает значительно быстрее, чем увеличивается нагрузка. На участке Р233 = 1375 г/см2) существует линейная зависимость между и Р – f1 (где f1 – точка пересечения асимптоты кривой на участке f2 – f3 с осью Р «Бингамовская точка текучести»).

Снижение угла подъема кривой выше точки Р3, вероятно, объясняется тем, что при очень большой скорости течения сыра в нем не успевают протекать релаксационные явления (ориентация белковых цепей). В связи с этим сыр при очень быстром течении будет испытывать некоторые торможения. В нем проявится (по Каргину) элементы жесткости.

Райнер и др. установили, что в большинстве случаев кривая, характеризующая зависимость между скоростью истечения растворов высокополимеров и нагрузкой имеют характерную S- образную форму. Райнер объясняет это явление уменьшением количества растворителя, удерживаемого молекулами растворенного полимера во время движения жидкости. Практическое значение имеют первые участки кривой. Для характеристики сыра как твердого тела исследовали деформацию при сравнительно небольших нагрузках, до 500 г/см2, а для определения его вязкости определяли текучесть на участке Р2 – Р3 при нагрузках 1125-1375 г/см2. Для измерения упругой и пластической деформаций проведены исследования нескольких партий плавленого сыра 30 %-ной жирности. Из брикетов плавленого сыра специальным щупом вырезали цилиндрики диаметром 11, 5 мм, сдвоенными ножами осторожно обрезали оба торцевых полотна так, чтобы цилиндрик имел высоту 10 мм с основаниями, строго перпендикулярными к боковой стенке.

В специальном приспособлении зажимали столбик сыра между неподвижным и подвижным паунсонами с поперечным сечением, равным 1 см2. Приспособление устанавливали в измерительном сосуде, погруженном для сохранения постоянной температуры в водяную баню. Замеряли высоту цилиндрика сыра, а затем посредством стержня на подвижный пуансон передавали давление груза в 250 г/см2. После минутной выдержки сыра под нагрузкой замеряли высоту столбика сыра, снимали нагрузку и снова выдерживали сыр одну минуту без нагрузки и определяли его высоту. Таким образом, получали три основные точки релаксационной кривой (рис. 29).

Рис. 29 – Релаксационная кривая плавленого сыра

Разность между h1 – h2 дала общую величину деформации сыра ( z) под нагрузкой; h3 – h2 –величину упругой деформации ( ε) и h1 – h3 – величину остаточной деформации ( f).

Данные об упругой и остаточной деформациях плавленых сыров различного состава приведены в табл. 35.

 

Таблица 35

Упругая и остаточная деформация плавленых сыров

Жира в сухом веществе сыра Абсолютное значение деформации (в мм) для сыров с отношением содержания влаги к содержанию сухих обезжиренных веществ для сыров с отношением содержания влаги к содержанию сухих обезжиренных веществ
1, 00 1, 40     1, 00     1, 40
общей   ( z) упругой   ( ε) остаточной ( f) общей   ( z) упругой   ( ε) остаточной ( f)
  0, 80 0, 94 1, 43 0, 49 0, 52 0, 73 0, 31 0, 42 0, 70 1, 96 2, 21 2, 82 1, 13 1, 19 1, 42 0, 83 1, 02 1, 40 1, 58 1, 24 1, 04 1, 36 1, 17 1, 01

 

Исследованию подвергались только сыры с низким содержанием жира и влаги, так как в плавленых сырах с большим содержанием этих компонентов (свыше 60 %) невозможно было определить упругую деформацию из-за слишком высокой нагрузки, которую может дать прибор Гепплера.

Эти данные, полученные в сравнительно небольшом диапазоне состава плавленых сыров, показывают, что с увеличением содержания влаги в сыре резко повышается общая деформация, однако отношение величины упругой деформации к остаточной уменьшается незначительно.

Структурная вязкость плавленых сыров с повышением содержания влаги резко снижается. Это особенно заметно, если учитывать не абсолютное содержание влаги, а отношение ее к сухому обезжиренному веществу (СОВ).

Пользуясь отношением η /СОВ легко построить график, характеризующий вязкость сыра при различных отношениях влаги к сухому обезжиренному веществу.

В слабой степени на вязкость оказывает влияние содержание жира в сырье. Жир увеличивает пластические свойства сырной массы. С повышением жирности сырной массы увеличивается общая деформация и уменьшается упругая деформация сыра, тогда как с повышением количества сухих обезжиренных веществ, и в частности, белка, уменьшается общая деформация и повышается упругая деформация.

На вязкость плавленого сыра влияют вид, доза солей-плавителей, зрелость исходного сырья и активная кислотность готового продукта.

Во всех случаях с повышением дозы соли вязкость увеличивается. Больше всего влияет на вязкость сыра доза цитратов, в меньшей степени – метафосфатов и еще меньше – фосфатов.

Кроме того, имеет значение зрелость исходного сырья. Наибольшая вязкость у плавленых сыров, выработанных из незрелых сыров. По мере созревания сыра, идущего в переплавку, она снижается, достигая минимального значения в плавленых сырах из натурального сыра в возрасте 60 дней, а затем вновь повышается.

Также вязкость во многом зависит от активной кислотности сыра. В зоне рН от 5 до 6 с повышением активной кислотности сыра увеличивается и его вязкость. С повышением значения рН плавленых сыров их вязкость уменьшается, для метафосфатов активная кислотность соли является основным фактором, определяющим вязкость.

Для цитратов наряду с кислотностью вязкость зависит и от других факторов, например зрелости сыра. При снижении значений рН в зрелых сырах вязкость вновь повышается, но не достигает первоначальной величины, характерной для сыров из незрелого сырья.

Вязкость плавленых сыров при одинаковом содержании влаги, жира и белка повышается с увеличением дозы соли-плавителя и активной кислотности сырной массы. Повышение зрелости сырной массы снижает вязкость плавленого сыра. Вязкость сыров выработанных с цитратами - наибольшая, с дифосфатами – наименьшая.

Таким образом, на константу вязкости плавленого сыра влияют: скорость истечения сыра, его температура, содержание влаги и жира, реакция среды, вид и доза солей-плавителей, а также зрелость исходного сырья. Показатель вязкости (η) в известной мере может дать объективные представления о консистенции плавленого сыра по сравнению с органолептической оценкой.

Вязкость плавленых сыров «Новый», «Дружба» и «Янтарь» были исследованы О.П. оровиковой и др. Эти сыры значительно отличаются друг от друга по рецептуре, химическому составу и технологии изготовления. При температуре выше 50 0С эти сыры представляют собой псевдопластичные системы, у которых в некоторых случаях проявляется реопексия, т.е. возрастание напряжения сопротивления (вязкость) во времени при постоянной скорости деформирования.

В табл. 36 приведены значения предельного напряжения сдвига и пластической вязкости расплавленной сырной массы.

Опыты проведены на вискозиметре «Реотест». Влияние температуры на сдвиговые свойства плавленных сыров определяли при температуре от 50 до 95 0С при скоростях деформации от 0, 167 до 1310 с-1. Образцы термостатировали в течение 15 минут.

Таблица 36






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.