Тепловая обработка молока. Нормализация.

Молоко в сыроделии подвергается тепловой обработке с целью:

· уничтожение патогенной микрофлоры,

· максимально снизить количество нежелательной м/ф,

· в то же время сохранить натуральные свойства молока.

Минимальные режимы пастеризации устанавливаются с учетом свойств продукта:

· для молока и об. молока - 63 ⁰С, 30 мин. или 72 ⁰С, 15 с;

· сливок 10-20% жирности – 75 ⁰С, 15 с;

· для более жирных сливок – 80 ⁰С, 15 с.

В России пастеризацию молока для производства твердых сыров проводят при температурах от72 до 76 0С в течение 20-25 с; молоко для выработки мягких сыров в зависимости от вида сыра пастеризуют при 75-85 ⁰С с выдержкой 20-25 с.

Даже минимальные режимы пастеризации вызывают нежелательные изменения физико-химических свойств молока. Это, прежде всего, осаждение части ионов Са²⁺, играющих важнейшую роль в сычужном свертывании молока. Этот дефект устраним внесением в пастеризованное молоко хлористого кальция или фосфата кальция.

Ужесточение режима пастеризации вызывает увеличение степени денатурации сыворотчных белков, особенно бетта-лактоглобулина, который осаждается на мицеллах казеина, а так же изменение мицеллярного фосфата кальция. В результа-те этих изменений ухудшается сычужная свертываемость молока, снижается прочность сгустка и скорость синерезиса, увеличивается количество сырной пыли и содержание влаги в сыре, сыр приобретает кислый и горький вкус, крошливую консистенцию.

При производстве кисломолочных сыров часто применяют следующие режимы пастеризации:

· 85 ⁰С, 10-40 мин;

· 98 ⁰С, 0,5-2,0 мин;

· 140 ⁰С, 2-8 с.

 

Для получения сыра, стандартного по содержанию жира, смесь нормализуют. Содержание и степень использования жира в сыре зависят от отношения в смеси содержания жира к белку. Нормализацию лучше проводить с помощью сепаратора-нормализатора. НТД устанавливается % жира в сыре, ниже которого жир в сыре быть не должен.

Содержание жира задается в относительных величинах по отношению к сухому остатку. При производстве сыра во время отдельных операций содержание влаги все время снижается и абсолютная величина жира будет все время менятся, что не удобно для расчетов. Поэтому берут по отношению к сухому веществу.

Содержание жира в сыре уже не исправить, поэтому важно правильно провести нормализацию. Соотношение между жиром и белком, обеспечивающее получение стандартной продукции, называют расчетным коэффициентом нормализации (Кр).

Жсм / Бм(см) = Кр, отсюда Жсм = Бм(см) х Кр.

Расчетный коэффициент устанавливают опытным путем, делая несколько (3) контрольных выработок сыра. При проведении контрольной выработки Жсм (Жсм.ор.) принимают ориентировочным по таблице (из приложения к технологической инструкции) в зависимости от жирности молока и вида сыра.

В сыре после прессования определяют массовую долю жира (Жф), которую сравнивают с величиной – жир требуемый (Жтр), который равен:

Жтр = Жст + 1,5 %

где Жст – массовая доля жира в сухом веществе сыра по стандарту. В случае расхождения величин Жф и Жтр, определяют поправочный коэффициент:

Жтр х (100 - Жф)

Кп = Жф х (100 – Жтр)

С помощью поправочного коэффициента уточняют жирность смеси (Жсм ут.), использование которой позволяет получить стандартную продукцию.

Жсм ут = Жсм ор х Кп,

После чего определяют расчетный коэффициент:

Кр = Жсм ут / Бсм(м)

Расчетный коэффициент определяют в каждой контрольной выработке сыра, затем рассчитывают среднее значение, которое используют для дальнейшей работы при определении жира смеси

Жсм = Бсм(м) х Кр

Расчетный коэффициент уточняется по мере необходимости, но не реже одного раза в месяц.

 

4. Вакуумная обработка молока. Ультрафильтрационная обработка.

Перекисно- каталазная обработка молока.

Обработка молока СО₂ и азотом.

Цель вакуумной обработки - устранить посторонние запахи. Применяется, если качество молока недостаточно хорошее.

При вакуумировании из молока вместе с газами удаляются летучие соединения, ответственные за посторонние запахи, т.е. происходит дезодорация молока. Процесс вакуумной обработки молока сочетают с пастеризацией, использую для этого дезодораторы.

Цель ультрафильтрационной обработки - увеличение концентрации сухих веществ в исходной смеси для достижения оптимальной для каждого вида сыра массовой доли белка. Проводится после нормализации молока по жиру перед его пастеризацией. УФ осуществляется при температуре 50 + 5⁰С. Содержание сухих веществ в концентрате после УФ обработки молока должно быть 14 + 2^%, кислотность концентрата – не более 23⁰Т. Повышение кислотности обусловлено увеличением массовой доли белка.

При использовании УФ обработки молока выход сыра,

расход сычужного фермента.

Назначение перекисно-каталазной обработки молока борьба со спорами с целью подавления развития маслянокислых бактерий в сыре.

Сначала в молоко вносят при перемешивании раствор пероксида водорода, который губительно действует на маслянокислвне бактерии. Выдерживают 40 мин., первые 20 мин. постоянно перемешивая. Затем в молоко добавляют фермент каталазу при постоянном перемешивании, который разрушает Н₂О₂. Молоко проверяют на наличие пероксида водорода. Проводят перекисно-каталазную обработку после пастеризации молока.

Обработка молока СО₂ или азотом ограничивает рост психротрофов при низких температурах. Обработка молока СО₂ заключается в добавлении его в молоко. Во время тепловой обработки молока и выработки сыра добавленный СО2 из молока улетучивается и не оказывает влияния на органолептические показатели сыра. При использовании данной операции на 50% снижается потребность в сычужном ферменте.

 

 

5.Подготовка молока к свертыванию.

Способность молока свертываться под действием сычужного фермента обусловлена наличием ионов кальция в молоке. При т/о свертываемость молока. Часть солей кальция переходит в нерастворимое состояние. Для восстановления нормальной свертываемости молока добавление хлорида кальция является обязательной операцией. Хлорид кальция вносят в пастеризованное молоко от 10 до 40 г безводной соли на 100 кг молока.

Хлорид кальция вносят ввиде 40%-ного раствора.

Приготовление 40% раствора хлористого кальция: 400 г хлористого кальция растворяют в горячей (95⁰С) воде, доливая ее к соли до объема 1 л. Раствор должен отстояться.

В результате внесения хлористого кальция улучшается и ускоряется свертывание молока, улучшается структура сгустка, потери жира и белка в сыворотку при обработке, ускоряется выделение сыворотки.

Для предупреждения вспучивания сыра применяют химически чистый KNO₃ или NaNO₃ (селитра)- средство борьбы с газообразующей, вредной микрофлорой. Вносят 30 г соли на 100 кг молока. Эта операция не обязательная. В молоке они распадаются на нитриты и кислород. Нитриты обладают токсичностью, являются предшественниками канцерогенных веществ.

6. Бактериальные закваски и препараты.

Бактериальные закваски и бакпрепараты представляют собой концентрат клеток бактерий, участвующих в свертывании молока и созревании сыра.

Роль заквасок:

1. за счет изменения активной кислотности создают условия, благоприятные для сычужного свертывания, отделения сыворотки на стадии обработки сырного зерна;

2. антагонистическая – подавляют развитие БГКП и возбудителей маслянокислого брожения;

3. вместе с сычужным ферментом ведут расщепление Ж, Б, молочного сахара с образованием продуктов, которые обуславливают вкус сыра.

Основная группа микроорганизмов - мезофильные молочнокислые стрептококки - это активные кислотообразователи S. lactis и S. cremoris, ароматообразующие стрептококки, служащие для образования рисунка сыра.

В зависимости от вида сыра к этой группе добавляют другие виды микроорганизмов. Для сыров с высокой температурой 2-го нагревания – термофильные молочнокислые бактерии, пропионовокислые бактерии.

Для сыров созревающих с участием сырной слизи – микрофлора сырной слизи, в которую входят дрожжи, микрококки и неспоровые палочки Brevib. linens двух разновидностей - красная и желтая.

Есть группа сыров, для производства которых используется плесень.

Для рассольных сыров используется солеустойчивая микрофлора.

В сыроделии широко применяются сухие и жидкие бактериальные закваски, которые содержат в 1 г (см³) не более 10 млрд жизнеспособных клеток, и бактериальные препараты, в 1 г (см³) которых содержится не менее 100 млрд жизнеспособных клеток.

Производственные бактериальные закваски или активизированный бакпрепарат вносят в молоко перед свертыванием. Перед внесением закваску необходимо тщательно размешать. Доза внесения закваски от 0,5 до 3 % объема перерабатываемого молока.

Лекция № 3. §

7. Свертывание молока,

обработка сгустка и сырного зерна.

В сыроделии свертывание молока осуществляется за счет молокосвертываюшего препарата (сычужный фермент и пепсин, ферментные препараты на их основе).

Получают сычужный фермент из желудков (сычугов) телят, ягнят 1 месячного возраста. Сычужный фермент представляет собой смесь ферментов химозина и пепсина. Промышленный препарат сычужного фермента содержит 30-40 % пепсина. Используется в виде порошка, состоящего из смеси сычужного фермента и хлорида натрия (10 % порошка, остальное поваренная соль). Активность сычужного порошка д/б 100 000 усл. ед., т.е. 1 г. сычужного порошка способен свернуть 100 000 г. молока за 40 мин при t = 35⁰С. Однако в промышленности норма расхода установлена более повышенная – 2,5 г на 100 кг молока, т.к. t заквашиваемого молока часто бывает ниже 35 ⁰С и продолжительность менее 40 мин.

Перед свертыванием в смесь молока вносят бактериальную закваску, растворы хлористого кальция и калия азотнокислого, устанавливают необходимую температуру свертывания, которая зависит от вида вырабатываемого сыра и качества молока.

Молокосвертывающий препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за 20-30 мин до использования. Необходимое количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной при 85 ⁰С и охлажденной до 32-36 ⁰С воде из расчета одна ложечка на 100-200 см³ воды.

В водных растворах сила сычужного фермента падает, поэтому раствор необходимо использовать в течение 1 часа.

Гораздо лучше сохраняется сила сычужного фермента, когда его растворяют в кислой осветленной сыворотке. В такой среде сычужный фермент не только не теряет силу, а наоборот, активизируется. Обычно готовят 1%-ый раствор. Для этого на каждый грамм сычужного фермента добавляют 1-2 г поваренной соли и растворяют в осветленной кислой пастеризованной сыворотке при температуре 30-35 ⁰С; кислотность светленной сыворотки д/б в пределах 80-120 ⁰Т. Хранить раствор при низких температурах можно примерно 2 суток.

За неимением осветленной сыворотки можно сычужный фермент растворять и в неосветленной сыворотке кислотностью 80-150 ⁰Т. Однако в этом случае можно хранить раствор не более 3-4 ч.

Температура свертывания молока имеет очень важное значение для получения нормального сгустка различных видов сыров. Выбор этой температуры зависит от многих факторов: степени зрелости, кислотности, жирности молока и вида вырабатываемого сыра. Оптимальный режим действия сычужного фермента:

· рН 6,3

· t 40 - 41 ⁰С.

При более высокой температуре сгусток не удовлетворяет требованиям сыроделия, часто бывает не сплошным, а в виде отдельных хлопьев. Температуры, применяемые на практике для свертывания молока, лежат в пределах 27-35 ⁰С.

В процессе производства мягких сыров свертывание молока происходит при более низких температурах, а твердых – более высоких.

С увеличением кислотности молока следует понижать температуру свертывания от 0,5 до 1,5 ⁰С на каждый градус кислотности, а с уменьшением ее соответственно повышать температуру.

С повышением относительной жирности сыра на 10% (с 40% до 50%) необходимо повысить температуру свертываемости молока на 1-1,5 ⁰С.

При нормальной кислотности и жирности температура свертывания для твердых сыров лежит в пределах 32-35 ⁰С (кислотность до 20 ⁰Т), а для мягких сыров – около 28-30 ⁰С (кислотность 22 ⁰Т).

Продолжительность свертывания всех сычужных сыров – от 20 до 60 мин. При длительном свертывании удлиняется весь технологический процесс и большое количество жира переходит в сыворотку вследствие его отстоя во время свертывания. Лучше всего установить свертываемость от 15 до 30 мин.

Х = 30 а/с,

где Х – количество фермента для свертывания 100 кг молока, г;

а – показатель кружки ВНИИМСа;

с – желаемая продолжительность свертывания, мин.

После внесения в молоко раствора свертывающего фермента образуются вначале хлопья белка, а затем сплошной сгусток. При свертывании молока сычужным ферментом образующийся из казеина параказеин быстро коагулирует, в результате чего происходит свертывание молока. Сывороточные белки не коагулируют и переходят в основном в сыворотку.

Под действием сычужного фермента молоко свертывается в 2 стадии:

1. казеин превращается в параказеин (ферментативный процесс);

2. происходит коагуляция казеина под влиянием ионов кальция (коллоидно-химический процесс).

Процесс сычужного свертывания можно проследить с помощью метода измерения вязкости в течение всего периода свертывания молока. По данным ВНИИМСа процесс свертывания условно разделяют на 4 стадии:

I. индукционный период (ферментативная стадия и стадия скрытой коагуляции);

II. стадия массовой коагуляции;

III. стадия структурообразования и упрочнения сгустка;

IV. стадия синерезиса.

г с

вязкость

 

о к

I II III IV

время

Рис. Характер изменения вязкости сычужного сгустка.

О - внесение сычужного фермента;

К - начало явной коагуляции;

Г - гельточка;

С - начало синерезиса.

В индукционный период вязкость молока почти не изменяется, на стадии II происходит массовая агрегация частиц казеина, в результате чего вязкость резко повышается.

В гельточке все частицы казеина связываются в пространственную структуру, вязкость прекращает нарастать и криваю делает резкий перегиб.

Вязкость сгустка до точки С не изменяется, сгусток продолжает упрочняться, а после точки С начинается его разрушение и вязкость уменьшается.

Готовность сычужного сгустка определяют следующим образом. Острым ребром шпателя делают разрез сгустка, затем плоской стороной шпателя вдоль разреза приподнимают сгусток и по расколу судят о его свойствах (прочности) и готовности. Если сгусток дает раскол с нерасплывающимися острыми краями без образования хлопьев белка и с хорошо выделяющейся сывороткой светло-зеленого цвета, то он готов к разрезке. Неровный излом сгустка с мелкими кусочками белка и мутно-беловатый цвет сыворотки указывают на слабую прочность сгустка.

Цель обработки сычужного сгустка - удаление не связанной с белками влаги (сыворотки) с растворенными в ней веществами.

Чем больше сыворотки выделится из сырной массы:

· тем меньше в ней останется молочного сахара и других веществ, являющихся питательной средой для микроорганизмов,

· тем замедленнее протекают микробиологические и биохимические процессы при созревании сыра,

· тем меньше образуется молочной кислоты.

Молочная кислота играет важную роль в регулировании микробиологических процессов и образовании хороших консистенции и вкуса сыра. При выработке твердых сыров нужно удалять больше сыворотки, чем при производстве мягких. Каждый вид сыра имеет определенное содержание влаги. При производстве твердых сыров основная часть сыворотки удаляется из сырной массы в ванне во время обработки, в меньшей степени после формования и прессования.

При выработке мягких сыров сырная масса обезвоживается главным образом при формовании и самопрессовании.

При резком изменении содержания влаги может измениться процесс созревания, что повлияет на тип и качество сыра.

В результате обработки сычужного сгустка из него выделяется сыворотка, увеличивается объем молочнокислой микрофлоры и устанавливается требуемая кислотность сырной массы. В целях ускорения выделения сыворотки, интенсификации молочнокислого процесса, увеличения объема микрофлоры и повышения кислотности сырной массы сгусток дробят, обрабатывают (вымешивают) и проводят второе нагревание сырного зерна.

Дробление сгустка, постановка зерна.

Дробление – важный фактор, усиливающий выделение сыворотки, позволяющий регулировать содержание влаги в сырном зерне и готовом сыре. Продолжительность дробления 10-20 мин в зависимости от вида сыра. При выработке мягких сыров дробление заканчивается разрезанием сгустка, с последующим вымешиванием и самопрессованием.

Сгусток разрезают, используя лиру или нож, сначала вдоль, а затем поперек ванны. Получаются вертикальные столбики сечением 7-10 мм в зависимости от вида сыра.

Затем сгусток разрезают горизонтальными ножами и получают кубики размером от8 до 12 мм. Разрезка сгустка длится10-15 мин. Нежный сгусток режут медленно, чтобы не образовалась сырная пыль. Плотный сгусток режут быстрее, чтобы не допустить уплотнения его.

Постановка зерна - дальнейшее дробление сгустка с целью ускорить выделение сыворотки. Разрезанный сгусток осторожно перемешивают в течение 5 мин. Показатель хорошей постановки зерна – однородность его по величине. Зерно одинакового размера равномерно сохнет. Этим обеспечивается хорошая структура сыра.

Размер готового зерна перед формованием от 2 мм до 3 см в зависимости от вида сыра. Для сыров типа голландского – 5-6 мм; для швейцарского и советского – 3-4 мм.

Вымешивание прекращают и удаляют часть (30%) сыворотки.

Вымешивание зерна пред вторым нагреванием.

Закончив постановку зерна, продолжают вымешивание в целях дальнейшей его обсушки. Продолжительность вымешивания сырного зерна в течение 20-50 мин зависит от вида сыра (для сыров с высокой температурой 2-го нагревания оно более длительное) и хода выделения сыворотки. Зерно, хорошо подготовленное ко 2-му нагреванию, характеризуется упругостью, потерей первоначальной клейкости.

При производстве сыров костромского, голландского брускового продолжительность вымешивания до второго нагревания можно сократить и ускорить обсушку и обработку зерна. Ускоренная обработка сырной массы - 13 мин до второго нагревания, 5 мин второе нагревание.

Факторы, влияющие на продолжительность вымешивания сырного зерна:

· Кислотность сырной массы. При повышенной кислотности массы зерно обсушивается быстрее и продолжительность вымешивания до 2-го нагревания сокращается. Продолжительность вымешивания массы пониженной кислотности возрастает.

· Величина зерна. Мелкое зерно обсыхает быстрее, чем крупное. Поэтому продолжительность вымешивания мелкого зерна по сравнению с крупным сокращается.

· Температура вымешивания зерна. Температура сырной массы при вымешивании определяется температурой свертывания молока. При более высокой температуре ускоряется обсушка зерна и сокращается продолжительность вымешивания.

 

Разбавление сыворотки водой. Проводят для снижения излишней кислотности в процессе обработки сырного зерна и предотвращения его пересушивания.

В процессе обработки сырного зерна вносят от 5 до 20 % питьевой воды к количеству молока после предварительного удаления 30-40 % сыворотки. С введением воды вымывается до 15-20 % молочного сахара, снижается количество молочной кислоты в зерне, регулируется молочнокислый процесс, предотвращается пересушка зерна, обеспечивается оптимальное содержание влаги в сырной массе и готовом сыре.

Второе нагревание. Цель второго нагревания - регулирование микробиологических процессов, создание условий для развития определенных видов микроорганизмов и усиления выделения сыворотки из зерна.

По температуре второго нагревания сыры делят на две группы:

1. Сыры с низкой температурой второго нагревания (38-42⁰С), т.е. выше температуры свертывания на 6-8 ⁰С. Голландский, пошехонский, эстонский, ярославский, российский, угличский, костромской, латвийский и др.

2. Сыры с высокой температурой второго нагревания (50-60⁰С), т.е. выше температуры свертывания на 20-25⁰С. Советский, швейцарский, кубанский, алтайский, украинский и др.

Кроме того, вырабатывают мягкие сыры без второго нагревания или иногда сырную массу нагревают на 1-2⁰С выше температуры свертывания.

Продолжительность второго нагревания:

· для сыров с низкой температурой 2 нагревания –

10-20 мин.

· для сыров с высокой температурой 2 нагревания-

25-40 мин и больше.

Второе нагревание производят, непрерывно вымешивая сырное зерно.

Частичная посолка в зерне. Рекомендуется при выработке сыров типа голландского, костромского и российского.

Она способствует увеличению количества связанной влаги в сырах на 2-3% и удерживанию ее на последующих стадиях производства.

В сыворотку вносят соль «Экстра» из расчета 0,3-0,5 кг на 100 кг перерабатываемого молока. Вносят ее в виде концентрированного пастеризованного (80-85⁰С) и охлажденного до 50-60 ⁰С раствора. Предварительно перед внесением рассола из ванны удаляется до 60-65 % свободной сыворотки. Продолжительность просаливания 25-30 мин.

 

Лекция № 4 §

Обсушка зерна - вымешивание зерна после второго нагревания. Способствует дальнейшему небольшому выделению сыворотки, сырное зерно затвердевает и слегка теряет клейкость, что необходимо для нормального прессования. Вследствие натяжения поверхность зерна приобретает более округлую форму.

Продолжительность обсушки для сыров с низкой температурой 2 нагревания – 15 - 30 мин, высокой температуры – 40 - 60 мин.

Нормально обсушенное зерно упругое, при сжимании в комок склеивается, т.е. не теряет полностью клейкости. При легком встряхивании комок зерна, предварительно сжатый в руке, разламывается, а при растирании между ладонями разъединяется на зерна. При пробе на вкус слегка хрустит.