Технология производства твердого сыра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сыр - это пищевой продукт, вырабатываемый из молока путем коагуляции белков, обработки полученного белкового сгустка и последующего созревания сырной массы. При созревании все составные части сырной массы подвергаются глубоким изменениям, в результате которых в ней накапливаются вкусовые и ароматические вещества, приобретаются свойственные данному виду сыра консистенция и рисунок.

Среди продуктов питания сыр занимает одно из первых мест по пищевой и энергетической ценности. Пищевая ценность сыра определяется высоким содержанием в нем белка, молочного жира, а также минеральных солей и витаминов в хорошо сбалансированных соотношениях и легкопереваримой форме. В 100 г сыра содержится 20…30 г белка, 32…33 г жира, около 1 г кальция, 0,8 г фосфора. В сыре содержится большое количество свободных аминокислот, в том числе все незаменимые [2].

Важной особенностью сыра как пищевого продукта является его способность к длительному хранению. Так выработанные по традиционной технологии сыры швейцарский, советский, голландский и др. могут храниться при минусовых температурах в течение нескольких месяцев.

В основе производства сыра используется ферментативно микробиологический процесс, протекание которого зависит от физико-химических свойств молока, состава микроорганизмов закваски, их способности развиваться в молоке, в сгустке и сырной массе и условий технологического процесса [1].

Раздел 1. Общая информация о сыре

1.1 История возникновения сыра

О происхождении сыра существует много легенд. Самая распространенная и правдоподобная из них - легенда и об аравийском купце Канане, жившем четыре тысячи лет назад. Однажды он отправился в далекий путь, прихватив с собой еду и молоко. День был знойный, и через какое-то время купец обессилел. Он остановился, чтобы утолить жажду, но вместо молока из сосуда потекла водянистая жидкость. На дне же обнаружился белый плотный сгусток. Канан попробовал его и остался доволен вкусом. Будучи человеком простым и бесхитростным, купец поделился своим открытием с соседями. Вскоре секрет приготовления сыра стал известен многим кочевым племенам. Со времени из Аравии сыр попал в Европу [7].

У древних греков было своё объяснение происхождения сыра, больше похожее на красивую сказку. Они считали, что людей научила делать сыр Артемида, богиня охоты и покровительница животных. И даже сами боги лакомились сыром на пирах, запивая его вином. Неудивительно, что некоторые религиозные культы древности были связаны с сыром. Жители Крита, например, приносили в жертву богам особые плоские сыры. А жрецам Афин строго-настрого запрещалось пробовать этот продукт.

Сыр был известен и ассирийцам. Величие своей царицы Семирамиды они объясняли тем, что птицы воруют сыр для неё у пастухов.

Древние римляне были уверены, что сыр благотворно влияет на пищеварение и использовали его как противоядие при отравлении.

Упоминание о сыре встречаем в поэме Гомера «Одиссея», у Виргилия. В «Естественной истории» Плиния Старшего перечислены виды сыров, привозимых в Рим. Самому древнему в мире рецепту 2000 лет. Он принадлежит персам. В нём говорится, что сыр надо готовить из молока «овечьего или коровьего, просушенного на солнце и сдобренного благовонными кореньями». Один из старинных английских рецептов содержится и в поваренной книге придворного повара короля Ричарда II.

Многие известные люди средневековья были почитателями сыра. Так, например, Микеланджело писал своему племяннику: «Я достал мартовского сыра, целых двенадцать голов. Они великолепны. Часть из них отдам друзьям, остальные - повезу домой». А французский поэт Франсуа Вийон документально завещал своему другу суфле из сыра - так для него было важно, чтобы этот ценный продукт не пропал после его смерти [9]!

Сыр «отличился» и в истории морских сражений. Как-то раз в разгар между кораблями Уругвая и Аргентины уругвайскому главнокомандующему доложили, что кончились ядра. Он уже решил капитулировать, но в последний момент узнал, что в трюме находятся зачерствевшие головки сыра. По размеру точно такие же, как пушечные ядра. Капитан, не долго думая, приказал зарядить ими орудия и дать пробный запал. Эффект превзошёл ожидания. Аргентинцы растерялись, решив, что это новое оружие. И отступили.

Словом, сыр - древнейший продукт. Вскоре за одомашниванием животных к человеку пришло умение использовать молоко для приготовления различных продуктов. Древний человек обнаружил, что если скисшее молоко отжать, остается довольно плотная масса, которую после высушивания можно хранить (позднее стали применять поселку).

Такого рода сыр и сейчас делают кое-где на Востоке и в Африке. Прежде чем употребить в пищу, его размачивают продолжительное время в воде. И в нашей стране такой сыр известен с древних времён. Народы, давным-давно населявшие некоторые районы нынешней Сибири, превращали сквашенное молоко в творожистую массу, которую коптили над костром и потребляли в пищу вместо хлеба.

Но и сыры высшего типа, изготовление которого основано на введении в молоко ферментов, были известны в древности. В истории не зафиксировано, когда человек впервые применил для свертывания молока фермент растительного или животного происхождения. Трудно предположить обстоятельства счастливого случая, позволившего обнаружить, что если в молоко либо сгусток его из желудка убитого ягнёнка или слизистую оболочку самого желудка, либо соцветия чертополоха, семена дикого шафрана, молочный сок фигового дерева или винный уксус, то молоко свернётся. Не зависимо от того, при каких обстоятельствах и когда это произошло, с применения ферментов начался новый этап развития сыроделия, появился качественно иной продукт, принцип изготовления которого дошёл до наших дней.

Появление сыра в России многие связывают с именем Петра I. Однако сыр на Руси был известен задолго до Петра. Сохранились свидетельства, что ещё в дохристианские времена славяне-язычники приносили сыр в жертву своим идолам и ели его на домашних праздниках. Известно, что в X-XI веках славяне выплачивали дань германцам сыром. Да и само слово «сыр» имеет древнее и исконно славянское происхождение. Оно произошло от слова «сырой»: на Руси не нагревали для свёртывания, оно свёртывалось естественным, «сырым» способом. Поэтому нельзя понимать слова «сыровар» и «сыроварня» буквально: никто никогда сыр на Руси не варил.

Но до Петра I сыроделие на русских землях не было популярным занятием. Побывав в Голландии, царь был потрясен заморскими сырами. И решил наладить их производство у себя, уже в промышленном масштабе. Для этого он привез с собой голландских мастеров-сыроделов [7].

Первый сыродельный завод появился в России в 1875 г. в Тверской губернии, в вотчине князя Мещерского, делами на заводе заправлял иноземный мастер. Уже в 1880 г. на Международной выставке в Лондоне сыр Честер из этой сыроварни получил высшую награду. А ученик Мещерского Грачев создал оригинальный сыр, напоминающий немецкий Бакштейн. Маломощные сыроварни возникали и в других местах, но вскоре зачахли.

Началом промышленного сыроварения в России считают 1886 год, когда Императорское Вольное Экономическое Общество основало сыроварню в селе Отроковичи Тверской губернии. Заправлял ею Н.В. Верещагин. До этого он восемь месяцев трудился на сыроварне под руководством мастера, не получая денег и, напротив, платя за обучение баснословные по тем временам суммы. Затем отправился в Швейцарию совершенствоваться. Вернувшись в Россию он стал готовить русских мастеров - сыроваров и пропагандировать сыроделие в России. К концу XIX века продукция российских сыроваров шагнула за пределы России.

Имя сыру чаще всего давалось по месту его рождения. Поэтому узнать об исторической родине сыров было довольно просто. Ярославский, Углический, Пошехонский - названия говорят сами за себя. К примеру, Пармезан родом из итальянского города Парма, Рокфор и Камамбер - из французских деревень с аналогичными названиями и т.д. Несмотря на то что не пренебрегала даже высшая знать, готовился он, как правило, в глубинке - простолюдинами.

Производители сыра не жалели сил для того, чтобы привлечь внимание к своей продукции. Они выставляли её на многочисленных конкурсах, выставках и т.д. А к знаменательным датам во многих странах изготовлялись гигантские головы сыра. Так, в 1939 году на Алтае к открытию Всесоюзной сельскохозяйственной выставки была изготовлена голова Швейцарского сыра весом 293 кг. А чуть раньше, в конце XIX века, сыроделы города Петр (Канада) изготовили для всемирной выставки в Чикаго гигантский сыр диаметром 10 м и весом 10 т. На него было истрачено 100 тыс. литров молока. Жители Перта соорудили сыру гиганту памятник [7].

1.2 Классификация сыров

В мире не существует единой классификации сырных продуктов. Есть классификации по следующим категориям: вкус, текстура, корочка, форма, консистенция, степень созревания, содержание жира, происхождение молока, котороe используется для приготовления сыра (овечье, козье, коровье).

Поэтому я предлагаю ознакомиться с основными видами классификаций [4].

По плотности и способу приготовления:

Мягкие сыры - сыры с мягкой сливочной/творожной консистенцией, произведенные без дополнительной обработки, такой, как копчение или плавление. Такие сыры могут быть как с корочкой (плесневой или естественной), либо без нее (свежие сыры). Например: свежие сыры (Рикотта, Фета, Мизитра, Моцарелла), мягкие свежие сыры с плесневой корочкой (Камамбер, Бри, Бончестер), сыры с промытой плесневой корочкой (Maroilles, Montd'Or, Romadur, Limburger, Дорогобужский), сыры из козьего молока (CrottindeChavignol, Saite-Maure, Picodon).

Полутвердые сыры - с плотной сливочной консистенцией, произведенные без дополнительной обработки, такой, как копчение или плавление, покрытые корочкой (плесневой или естественной), могут быть упакованы в воск. Отличаются от мягких сыров способом прессовки и сроком созревания.

Эти сыры являются одними из наиболее привычных для украинского потребителя. К ним относятся: Cantal, Edam, Gouda, Oltermanni, Российский, Голландский, Костромской, Угличский, Эстонский.

Из экзотических сыров к полутвердым относится подкласс «голубые сыры»: Рокфор, Стилтон, Горгонцолла, BruedeBrisse, Dorblu (с плесенью во всей массе сыра) [4].

Твердые сыры - сыры с твердой, плотной консистенцией. Среди твердых сыров принято выделять подкласс - «тёрочные» сыры, трудные в нарезке, и поэтому использующиеся как дополнение к блюдам в натёртом виде. Покрыты плотной корочкой, восковой или натуральной. Отличаются от полутвердых способом прессовки и сроком созревания.

Твердые сыры также являются наиболее распространенными и популярными в Украине.

К твердым сырам относятся: Эмменталь, Маасдам, Раклетт, Пармезан, Грано-Падано, Фризиен, Лейден, Грюйер, Пекорино, Романо.

Среди твердых сыров практически не встречаются плесневые, т.к. технология производства твердых сыров не позволяет свободно развиваться плесневым культурам внутри сыра [3].

Копченые сыры. Эти сыры относятся к типу твердых сыров (по плотности), но кардинально отличаются от них способом приготовления и вкусом.

Плавленые сыры. Эти сыры были изобретены в XX веке и не могут считаться полноценными сырами, т.к. в них присутствуют посторонние жиры растительного происхождения. По консистенции плавленые сыры близки к мягким, но отличаются от них способом приготовления (дополнительное плавление после недолгого срока созревания), и вкусом: Патефин Фор, Канкуаллот, Фромаже дю Ларзак.

Эта группа сыров отличается от прочих тем, что уже после созревания их дополнительно обрабатывают - коптят или плавят.

Как правило, при копчении сыров используется древесина бука, которая и придает этим сырам оригинальный букет.

Являясь продуктом дополнительной обработки и упакованный в фольгу или герметичные баночки, плавленый сыр имеет более долгий срок хранения и менее чувствителен к перепадам температуры, что увеличивает как сезон его продаваемости, так и районы его распространения [3].

По виду животного, из молока которого производится сыр:

 Сыры из молока коровы. Отличаются наименьшей жирностью среди сыров, произведенных из молока других животных, сладковатым акцентом и сдержанным традиционным вкусом.

Это наиболее распространенная группа сыров, которая включает в себя сыры любой твердости.

Среди мягких сыров из коровьего молока наиболее известными являются: Бабибель, БэльПаэзе, Бри, Камамбер.

Среди полутвердых сыров из коровьего молока наиболее известными являются: Брик, Канталь, Эдам.

Среди твердых сыров из коровьего молока наиболее известными являются: Чеддер, Эмменталь, Маасдам.

Сыры из молока овцы. Эти сыры - наиболее жирные среди всех, так как содержание жиров в молоке овцы - 9%. Также эти сыры богаты белками и микроэлементами. В основном, молоко овцы используется для производства твердых и экзотических сыров, хотя существуют и мягкие сыры.

В основном овечьи сыры - твердые, с плотной консистенцией (Арагон, Кастеллано). Эти сыры отличаются свежим, своеобразным вкусом. Многие из овечьих сыров относятся к подклассу экзотических.

Встречаются и мягкие, с творожной консистенцией (Рикотта, Фета). Эти сыры еще называются пастушьими или рассольными - по технологии их приготовления. Вкус таких сыров - кисло-соленый.

Наиболее известным сыром из молока овцы является Рокфор.

Сыры из молока козы. Эти сыры также довольно жирные, но менее, чем сыры из овечьего молока. Они являются вторыми по богатству микроэлементов и обладают характерным привкусом козьего молока. Фирменным знаком сыров из козьего молока является мягкая сморщенная корочка. Сыры из молока козы являются деликатесными. Эта группа включает в себя сыры любой плотности - от мягкого до твердого.

Самой многочисленной группой козьих сыров являются сыры с подсушенной корочкой, изготовленные методом медленного створаживания молока. К ним относятсяRocamadour, Chabichou, Couche-verac, Crottin de Chavignol, Maconnais, Pelardon, Picodon, Pouligny Saint Pierre, Rigotte, Tourmon St Martin. При их изготовлении искусственно добавляются грибок Geotrichum и дрожжи. В результате деятельности грибка Geotrichum на поверхности образуется слегка сморщенная корочка, являющаяся "фирменным знаком" традиционных козьих сыров [4].

Сыры из молока других животных (буйвола, лошади, верблюда). Такие сыры являются довольно редкими. Сыры из буйволиного молока являются деликатесными и очень ценятся по всему миру за счет своеобразного вкуса и полезных свойств буйволиного молока [1].

По типу молока, которое используется при производстве сыра:

Сыры из свежего молока (ограниченные партии, сыры, изготавливаемые по оригинальным рецептам и технологиям): Коттедж, Качиотта, Реблошон. Сыры из свежего молока обычно мягкие, с повышенным содержанием жира. Как правило, сыры из свежего, непастеризованного молока производятся на небольших фермах и не являются продуктом конвейерного производства.

Сыры из свежего молока богаты естественными жирами, белками и микроэлементами, содержащимися в исходном молоке.

Сыры из «снятого» обезжиренного молока (сыры с пониженным содержанием жира). Сыры из «снятого» молока - полутвердые и твердые. Их отличает более плотная, сухая консистенция и более сдержанный, строгий, чем у мягких сыров, вкус. Здесь представлены следующие сыры: Раклетт, Лейден, Шабцайгер. Содержание жира в таких сырах значительно ниже, чем в сырах из свежего молока [2].

Сыры из пастеризованного молока (большинство производимых сегодня в широком масштабе сыров): Градаст, Тосканелло. Часто при производстве сыра молоко пастеризуют - это, с одной стороны, убивает вредные бактерии и микробы, способные повлиять как на качество сыра, так и на его полезность и безопасность для здоровья. С другой стороны, пастеризация разрушает естественную флору молока, поэтому в сыр, изготавливаемый из пастеризованного молока искусственно добавляются бактериальные культуры. Таким образом, сыры из пастеризованного молока более полезны для здоровья и не теряют своих вкусовых свойств. Кроме того, сыры из пастеризованного козьего молока обладают очень своеобразным «топленым» букетом [1].

Раздел 2. Технологические схемы производства сыра

2.1 Горизонтальная декомпозиция и функциональная схемы производства твердых сыров

Горизонтальная декомпозиция производства твердых сыров представлена на рис. 2.1:

Рис. 2.1.. Горизонтальная декомпозиция технология производства сыра

Стадии, которые включает в себя каждый этап представлены в табл. 2.1:

Таблица 2.1 - Стадии производства по этапам

Этап 1	Этап 2	Этап 3	Этап 4	Этап 5
Подготовка молока	Свертывание молока	Формование	Посолка сыров	Фасование
	Обработка сычужного сгустка	Прессование	Созревание сыров

Первый этап горизонтально декомпозиции включает в себя все процедуры по подготовке молока к последующим изменениям, такие как: пастеризация, нормализация, созревания молока. На втором же этапе происходят процессы по свёртыванию молока, и обработке получаемого сгустка, получение первичного вида сыра. На третьем происходит механическая обработка, это формование и прессование, другими словами, из сычужного сгустка формируют форму конечного продукта. Четвертый этап знаменует посолку сыра, и его созревания, это приводит к изменению его органолептических показателей. Последний этап производства это оформление товарного вида.

Функциональная схема представлена на рис. 2.2:

Рис. 2.2. Функциональная схема технологии производства сыра

2.2 Описание стадий производства

Этап 1. Подготовка молока. Цель подготовки -- обеспечить необходимые для выработки сыра состав и свойства молока.

Подготовка молока к свертыванию включает следующие технологические операции: резервирование и созревание молока, его нормализация, пастеризация нормализованного молока, охлаждение до температуры свертывания, внесение хлорида кальция и сычужного фермента.

Резервирование молока. На заводах существует необходимость накопления молока, чтобы обеспечить бесперебойную работу предприятия. В связи с этим при хранении молока надо предпринимать меры по предотвращению:

размножения вредной микрофлоры до опасного уровня;

нежелательных для качества и выхода сыра изменений состава и свойств молока.

Для обеспечения выше перечисленных условий молоко подвергают очистке на центробежных молокоочистителях, чтобы удалить механические загрязнения, которые оказывают защитное действие на микроорганизмы. После очистки молоко охлаждают до температуры от 2 до 8 °С и хранят при этой температуре. Хранение молока при низких температурах сопровождается некоторым ухудшением физико-химических свойств молока из мицелл казеина выходит часть коллоидного фосфата кальция и цитратов, что ослабляет межмицеллярные связи. Это приводит к повышению устойчивости мицеллы к сычужному свертыванию, что выражается в его замедлении и получении дряблого сгустка, низкому синерезису, увеличению потерь жира и белка.

Снижения выхода и качества сыра вследствие длительного хранения молока при низких температурах можно избежать следующими способами:

предварительная пастеризация молока перед охлаждением и хранением;

термизация молока при температуре не выше 65 °С;

внесение в молоко перед хранением молочнокислых бактерий;

внесение в молоко после хранения перед свертыванием хлорида кальция;

смешение длительно хранившегося молока со свежим молоком.

Созревание молока. В случае, когда молоко поступает на предприятия сразу после его получения на фермах, его необходимо подвергать созреванию. Свежевыдоенное парное молоко имеет бактерицидные свойства и не пригодно для сыроделия, так как является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, плохо свертывается сычужным ферментом, образует дряблый, плохо отделяющий сыворотку сгусток.

Цель созревания молока -- улучшение его как среды для развития микрофлоры заквасок и молокосвертывающих ферментов.

Ведущую роль в созревании молока играет микрофлора, что и отличает созревание от резервирования. В результате развития микрофлоры кислотность молока возрастает на 1-2 °Т.

Созревание молока положительно влияет на его сыропригодные качества, значительно улучшается свертываемость молока сычужным ферментом, что обеспечивает получение сгустка необходимой прочности и упрощает его обработку [5].

Нормализация молока. Для получения стандартного продукта проводят нормализацию сырья. В сыроделии принято нормировать содержание жира в продукте по отношению не к общей массе сыра, а по отношению к массе его сухого вещества (массовая доля жира в сухом веществе сыра).

Содержание жира в сухом веществе сыра зависит от соотношения между жиром и белком, степени их использования, от соотношения между различными фракциями белков молока, степени посолки сыра и распада белковых веществ в процессе созревания.

Пастеризация молока. Главной целью пастеризации является снижение содержания в молоке патогенных и технически вредных микроорганизмов до уровня, при котором они при последующем нормальном ходе технологического процесса не могут нанести ущерба качеству готового продукта. При этом следует учитывать, что условием, ограничивающим параметры пастеризации, является максимальное сохранение состава и физико-химических свойств молока, оказывающих влияние на выход и качество сыра.

К сожалению, полностью выполнить эти требования пока не удается, так как даже минимальные режимы пастеризации вызывают изменения белковой фракции молока [2].

Для сыров с высокой температурой второго нагревания принят режим пастеризации при 71-72 °С выдержкой 20-25 с.

Внесение хлорида кальция. В результате пастеризации молока нарушается равновесие между разными формами солей кальция, вследствие чего резко снижается его способность свертываться сычужным ферментом.

Для получения под действием сычужного фермента сгустка необходимой плотности в пастеризованное молоко перед свертыванием вводят соли кальция (обычно хлорид кальция в виде 40%-ного раствора). На 100 кг нормализованной смеси вносят от 10 до 40 г кристаллического СаС12.

Бактериальные закваски. При выработке сычужных сыров молочный сгусток образуется под действием молокосвертывающихэнзимов, однако немаловажное значение имеет использование при свертывании молока микрофлоры заквасок. Микрофлора заквасок состоит из специально отобранных видов молочнокислых бактерий, которые вносят в молоко после пастеризации, уничтожающей большую часть природной микрофлоры молока.

Закваски для сыров с высокой температурой второго нагревания. В эту группу заквасок обычно включают мезофильные молочнокислые палочки (L. plantarum, L. casei), обладающие специфическим антагонистическим действием на маслянокислые бактерии, колибактериии патогенную микрофлору. При выработке сыров с высокой температурой второго нагревания, которое задерживает рост мезофильных стрептококков, непременным компонентом заквасок являются термофильные молочнокислые бактерии (Str. thermophilus, L. helveticum, L. lactis). В формировании вкуса, аромата и рисунка сыров этой группы принимают участие пропионовокислые бактерии. Их также вводят в состав заквасок этой группы.

Внесение азотнокислых солей калия и натрия. Чтобы предотвратить вспучивание сыров, выработанных из молока, подозрительного на наличие газообразующей микрофлоры, в молоко перед свертыванием разрешается вносить химически чистые азотнокислые соли калия или натрия. Азотнокислые соли, являясь нестойкими химическими соединениями, в молоке восстанавливаются, теряя кислород и превращаясь в нитриты. Кишечная палочка при наличии в среде молекул кислорода не образует углекислоту, водород и другие продукты распада молочного сахара, способствующие вспучиванию сыров [3].

На молочнокислые бактерии нитриты действуют в значительно меньшей степени, не препятствуя накоплению молочной кислоты, которая также угнетает газообразующие бактерии. В сыре нитриты разлагаются, восстанавливаясь до аммиака. Поэтому внесение азотнокислых солей калия или натрия в количествах 15…20 г на 100 кг молока не вызывает пороков в готовом продукте.

Внесение краски для сырного теста. Приятный кремово-желтый цвет молока в летний период обусловлен наличием в молочном жире красящего вещества -- каротина. В зимний период молоко практически не содержит каротина, что обусловливает его белый цвет. От цвета молока соответственно зависит и цвет сырного теста, поэтому в зимний период для придания сырному тесту приятного желтого цвета в молоко перед свертыванием часто добавляют натуральные растительные красители -- каротин или аннато в виде водных растворов [2].

Свертывание молока

Свертывание молока -- основной прием выделения молочного белка в сыроделии, обычно в сгусток выделяется казеин, остальные белки отходят в сыворотку, поэтому их принято называть сывороточными.

Свертывание молока может быть сычужным и кислотным. Соответственно по типу свертывания сыры делят на сычужные и кисломолочные.

Сычужное свертывание происходит от воздействия сычужного фермента на молоко. Сычужный фермент вносят в сыродельную ванну с охлажденным после пастеризации до 35 °С молоком, в которое предварительно добавлен хлорид кальция и необходимая для данного вида сыра закваска.

На скорость свертывания влияют:

температура свертывания;

рН среды;

концентрация солей кальция;

доза фермента и др.

Оптимум действия сычужного фермента -- 43-45 °С, пепсинов -- 40-41°С. При температуре ниже 10 °С свертывание протекает очень медленно, может даже не произойти. В сыроделии температура свертывания сычужного фермента составляет 28-35 °С, что объясняется необходимостью создания благоприятных условий не только для фермента, но и для молочнокислой микрофлоры закваски [2].

При нормальной кислотности (20 °Т) и жирности смеси температура свертывания составляет 32-35 °С, при повышенной кислотности (22 °Т, что характерно в производстве мягких сыров) -- 28-32 °С. С увеличением кислотности смеси следует понизить температуру свертывания на 0,5-1,5 °С на каждый градус кислотности. Увеличение дозы хлорида кальция от 10 до 50 г на 100 кг нормализованной смеси увеличивает активность фермента на 20-60 %. Скорость коагуляции казеина зависит от количества добавляемого сычужного фермента. Установлено, что продолжительность образования сгустка зависит от дозы фермента обратно пропорционально [5].

Обработка сычужного сгустка

Целью обработки сгустка является создание условий для микробиологических и ферментативных процессов, необходимых для выработки сыра. Это достигается частичным обезвоживанием сгустка. В полученной сырной массе должно оставаться определенное количество сыворотки с растворенными в ней молочным сахаром и солями.

В готовом сгустке продолжается молочнокислое брожение и размножение внесенных в молоко молочнокислых бактерий. По мере уплотнения структурные элементы сгустка сближаются, вследствие чего уменьшаются капиллярные пространства и освобождается находящаяся в них сыворотка.

Степень и скорость выделения сыворотки при обработке сгустка зависят от состава молока, его кислотности, режимов предварительной обработки и других факторов, из которых решающим является кислотность молока.

При обработке сырного зерна допускается проведение дополнительных технологических операций -- разбавление сыворотки водой и частичная посолка сыра в зерне.

Разрезка сгустка и постановка сырного зерна. Операцию производят механическими ножами-мешалками. При этом необходимо обеспечить получение сырного зерна требуемых размеров при максимально возможной его однородности по этому показателю.

Обработку сгустка низкой плотности ведут осторожно, в замедленном режиме. Постановку излишне плотного или быстро уплотняющегося сгустка осуществляют, по возможности, ускоренно, но без резких движений, способствующих образованию сырной пыли [3].

Режимы вымешивания должны исключать слипание и слёживание сырных зерен, так как при этом чрезвычайно затрудняется выделение сыворотки из внутренней части образовавшихся комков [5].

Продолжительность разрезки сгустка и постановки зерна составляет в среднем для сыров с высокой температурой второго нагревания -- 20 ± 5 мин.

Основная часть зерна после постановки должна иметь следующие размеры для сыров с высокой температурой второго нагревания -- 6 ± 1 мм. Чем меньше зерно, тем больше его удельная поверхность и быстрее выделяется из него сыворотка. Однако следует учитывать, что слишком мелкие зерна быстро пересушиваются, грубеют, теряют клейкость. Эта часть сырной массы при формовании концентрируется на пограничной части сырного пласта и отрицательно влияет на его замыкаемость и прочность, что в дальнейшем может привести к возникновению порока «самокол».

Кроме того, с уменьшением размеров зерна увеличивается отход в сыворотку белковых фракций.

Для нормального протекания технологического процесса имеет значение также и форма сырного зерна. Наиболее желательна округлая форма, при которой зерно менее подвержено слипанию [2].

Отбор сыворотки. В процессе постановки зерна, когда выделится достаточное количество сыворотки, вымешивание прекращают, очищают стенки ванны от оставшегося прилипшего сгустка и удаляют часть сыворотки: для сыров с высокой температурой второго нагревания -- 15 ± 5 % от первоначального количества перерабатываемого молока.

Перед вторым нагреванием допускается удаление еще некоторой части сыворотки (от первоначального количества молока): 15 ± 5 % -- для сыров с высокой температурой второго нагревания.

Допускается проводить отбор сыворотки в один прием. В этом случае его проводят через 15 ± 5 мин обязательного вымешивания после постановки зерна.

Вымешивание зерна. Зерно вымешивают до определенной степени упругости, конец вымешивания определяют по степени уплотнения зерна и нарастанию титруемой кислотности сыворотки.

Общая продолжительность процесса от начала разрезки до второго нагревания составляет в среднем для сыров с высокой температурой второго нагревания -- 60 ± 10 мин.

Зерно, хорошо подготовленное ко второму нагреванию, характеризуется упругостью, потерей первоначальной клейкости. Слегка сжатое в комок, оно не продавливается между пальцами.

При нормальном течении молочнокислого процесса при вымешивании зерна нарастание кислотности сыворотки составляет 1 ± 0,5 °Т для сыров с высокой температурой второго нагревания.

При накоплении молочной кислоты, кроме снижения электрического заряда белков, происходит потеря кальция из казеиновой мицеллы. Потеря кальция оказывает значительное влияние на консистенцию сыра. При недостаточном отщеплении кальция сыр может приобрести слишком связную твердую консистенцию, а при значительном происходит излишнее снижение вязкости сырной массы [3].

Формование и прессование сырной массы

Формование сырной массы -- это совокупность технологических операций, направленных на отделение сырного зерна от сыворотки, находящейся между зернами, и образование из него монолита (пласта), а затем индивидуальных сырных головок или блоков с требуемыми формой, размером и массой.

Применяют три основных способа формования: из пласта, насыпью, наливом.

Прессование сыра проводят с целью уплотнения сырной массы, удаления остатков свободной (межзерновой) сыворотки и образования замкнутого и прочного поверхностного слоя. Прессование осуществляется под действием собственного веса (самопрессование) и внешнего давления.

Во время формования и прессования сырной массы микробиологические процессы продолжаются, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается активная кислотность сырной массы и происходит ее дальнейшее обезвоживание. При этом температура сыра поддерживается в пределах 18-20 °С. Пониженные температуры замедляют процесс молочнокислого брожения и выделения сыворотки, что может отрицательно сказаться на качестве готового продукта.

В процессе самопрессованиянеобходимо периодически переворачивать сырные головки с целью обеспечения равномерного обезвоживания и уплотнения.

Продолжительность самопрессования определяется видом сыра, технологическими особенностями выработки сырной массы, оборудованием, применяемым для прессования, и может колебаться от 20 мин до нескольких часов.

Для некоторых видов сыров (советский, швейцарский и др.) стадия самопрессования предшествует прессованию; для других (самопрессующихся) является конечной операцией обезвоживания и уплотнения сырной массы.

Через 15 мин после начала самопрессования сыры вынимают из форм и проводят их маркировку, продолжают самопрессование. Окончание процесса самопрессования определяют по прекращению выделения сыворотки.

Прессование сыра осуществляется в формах, в туннельных прессах, баропрессах или механизированных линиях прессования. Продолжительность прессования и удельная прессующая нагрузка на сыр регламентируется в технологических инструкциях на каждый вид сыра.

Прессование сыров необходимо начинать с минимального давления, постепенно (плавно или ступенчато) повышая его до максимального. Резкое увеличение давления в начале прессования может привести к запрессовыванию сыворотки и увеличению потерь жира. При заниженном давлении в сырной массе остается повышенное содержание влаги, ухудшающее качество сыра. Важным условием, влияющим на процесс прессования, является поддержание температуры сырной массы в пределах от 16 до 20 °С.

Сыр после прессования взвешивают и направляют в солильное отделение [2].

Посолка сыров

Сыр солят для придания ему соответствующего вкуса. Посолка влияет также на структуру, консистенцию и качество продукта. Вместе с тем соль регулирует микробиологические и биохимические процессы в сыре, оказывая влияние на формирование его органолептических характеристик. Излишняя посолка резко замедляет процесс созревания сыра, сырная масса сначала увлажняется с поверхности, а затем становится сухой и хрупкой. В случае недостаточнойпосолки можно получить переброженный сыр.

Обычно солят сформованные головки сыра, применяя несколько способов посолки: размолотой солью, соляной гущей, в рассоле, комбинированными способами.

Основным способом для твердых сычужных сыров является посолка в циркуляционном растворе (рассоле). Концентрация рассола -- 18-20 %. Продолжительность посолки для сыров этой группы иногда составляет несколько суток.

При выработке швейцарского и советского сыров допускается трех-пятикратноеподсаливание -- «натирание» корки сыров в процессе созревания.

Продолжительность посолки зависит от содержания влаги в сырной массе и наличия или отсутствия предварительной посолки сыра в зерне [3].

Созревание сыров

Сыр после прессования и посолки представляет собой резинистую массу без вкуса и выраженного рисунка. Свойственные данному сыру химический состав и органолептические показатели он приобретает только в результате глубоких биохимических и физических изменений его компонентов в процессе созревания.

Созревание сыра происходит при совместном действии сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий, которые не только сбраживают молочный сахар, но и участвуют в глубоком преобразовании белков молока за счет своих ферментных систем.

Принято считать, что созревание сыров начинается с момента посолки.

При уходе за сырами с высокой температурой второго нагревания их периодически моют, проводят подсаливание корки (соляной гущей) в целях поддержания ее во влажном состоянии, не допуская образования толстой корки и развития на ней плесеней и слизи. Эти сыры, как правило, покрывают парафиновыми или полимерными сплавами или пленками только после бродильной камеры. Для равномерного наведения корки сыры этой группы переворачивают в бродильной камере примерно через каждые 5 сут., в холодной камере -- через 10. Частота переворачиваний зависит также от состояния сырного теста и влажности помещения.

Сыры на полках располагают равномерно, на расстоянии, достаточном для их нормального обдувания.

Фасование, маркировка, упаковка и транспортирование

Фасование. Для удобства потребителя на предприятиях производят фасование зрелых сыров мелкими порциями в герметически упакованные пакеты из полимерных материалов, в которых они и реализуются.

Маркировка заключается в нанесении на каждую головку сыра даты выработки (число, месяц), производственной марки, номера варки, сведений. Для некоторых видов сыров дополнительно наносят название сыра в соответствии с нормативной документацией.

Производственная марка должна состоять из следующих обозначений: массовая доля жира в сухом веществе сыра (в %); номер (наименование) предприятия-изготовителя; сокращенное наименование области (края, республики), в которой находится предприятие.

Форма, размер, количество и порядок расположения производственных марок на сыре должны соответствовать утвержденной нормативной документации на конкретный вид сыра. При упаковке сыра в пленку допускается производственную марку помещать на пленку, или же на пленку наносят красочную этикетку с обозначением наименования, содержания сыра в сухом веществе и товарного знака (для предприятий его имеющих).

Упаковка. Сыр отгружают с предприятия-изготовителя (или с предприятия, где осуществлялось созревание сыра) в упакованном виде. Зрелые сыры должны быть упакованы в дощатые ящики (по ГОСТ 13361) или деревянные барабаны (по ГОСТ 9525), если иное не предусматривается нормативной документацией на конкретный вид сыра. Для реализации сыра внутри области, края или республики РФ, в которых они выработаны, и для иногородних перевозок допускается упаковывание сыров в картонные ящики, отвечающие требованиям нормативной документации.

При перевозках сыров с заводов на оптовые базы допускается использование многооборотной тары или специальных контейнеров.

Сыры, отобранные для упаковки, взвешивают, в сопроводительной документации записывают массу тары, массу нетто, брутто и количество сыров. Одновременно эти данные указывают в книге отвесов. Перед упаковыванием сыра в деревянную тару его завертывают в оберточную бумагу, пергамент или подпергамент [5].

В каждый ящик или барабан помещают сыры одного наименования, сорта, одной даты выработки и одного номера варки. Допускается упаковывание сыров разных дат выработки в один ящик с маркировкой «сборный». Тара для упаковки сыров должна быть чистой, не имеющей посторонних запахов, влияющих на качество продукции. Влажность древесины должна быть не более 20 %, плесень на дощечках и планках не допускается. Посторонняя червоточина и смоляные кармашки допускаются только на наружной стороне тары.

Транспортирование сыров должно производиться всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки скоропортящихся грузов, действующими на соответствующем виде транспорта, а в пакетированном виде -- по ГОСТ 21929 и ГОСТ 24579 (с креплением грузовых мест по ГОСТ 21650).

Для некоторых видов сыров допускается перевозка продукта открытым автомобильным транспортом при условии обязательного укрытия ящиков брезентом или материалом, заменяющим его [2].

2.3 Аппаратурно-технологическая процесса производства сыра

Данная схема изображена на рис. 3:



Рис. 3. Аппаратурно - технологическая схема процесса производства сыра

Устройство и принцип действия линии. Молоко насосом 1 прокачивается через фильтр 2, воздухоочиститель 3 и счетчик 4 в емкости для молока 5, охлаждаясь в охладительной установке 6. Охлажденное молоко насосом 7 из емкостей для хранения молока 5 направляется на пастеризацию в пастеризационно-охладительную установку 10, на дезодорацию в дезодоратор 9 и на нормализацию в сепаратор 8.

Пастеризованное и нормализованное молоко с кислотностью не более 20 °Т направляют в аппараты для выработки сырного зерна 11, куда из пульта управления 12 вносят раствор хлорида кальция и бактериальную закваску мезофильных молочнокислых бактерий в количестве 0,5...1,0 %. Для ускорения свертывания допускается вносить биопрепарат (гидролизат) в количестве 0,05...0,5 %. Свертывание молока проводят при температуре 30...34 °С в течение 25...35 мин. Готовый сгусток разрезают в течение 15...25 мин до размеров зерен 7...9 мм, во время постановки 30...40 % сыворотки удаляют, далее зерно вымешивают, после чего доливают еще 15...20% сыворотки.

Второе нагревание осуществляют в течение 10...20 мин при температуре 38...42 °С. Для улучшения консистенции сразу же после второго нагревания проводят частичную посолку сырной массы в зерне, для чего в смесь зерна с сывороткой вносят раствор хлорида натрия из расчета 200...300 г на 100 кг молока. После второго нагревания сырную массу вымешивают до тех пор, пока зерно не приобретает достаточной упругости.

Вымешивание продолжается 10...15 мин, после чего насосом 13 сырное зерно направляется на передвижной стол 16 и загружается в формовочные аппараты 17. Насосом 15 сыворотка из сборника 14 отводится на переработку.

В формовочном аппарате 7 сырное зерно подпрессовывается в течение 15...25 мин при давлении 1,0.. .2,0 кПа, затем разрезается на бруски, соответствующие размерам форм. Самопрессование в формах проводят в течение 20...50 мин. Через 15 мин переворачивают, маркируют, накрывают крышками и снова оставляют до конца самопрессования.

С помощью конвейера 18 сыр загружают в прессы 19 и прессуют в течение 1,5.. .2,5 ч при постоянно возрастающем давлении от 10 до 50 кПа. При необходимости через 30.. .60 мин сыр перепрессовывают. Отпрессованный сыр должен иметь рН от 5,5 до 5,8. Оптимальная массовая доля влаги в сыре после прессования 43.. .45 %.

После взвешивания на весах 20 сыр подъемником 22 направляется в посолочный этажер 21 для посолки в рассоле с концентрацией хлорида натрия 20 % при температуре 8...12 °С в течение 2,5. ..3,5 сут. Рассол насосом 23 циркулирует через охладитель рассола 24.

Вынутые из рассола бруски обсушивают в течение 2...3 сут при температуре 8...12 °С и относительной влажности воздуха 90...95 %, после чего сыр электропогрузчиком 26 направляют на созревание на передвижные стеллажи 25. Первые 13...15 сут. сыр созревает при температуре 10...12 °С и относительной влажности воздуха 85...90 %, затем до одного месяца при 14...16 °С, а в дальнейшем до конца созревания его выдерживают при температуре 12...14 °С и относительной влажности 75...85 %. В комплект оборудования для ухода за сыром в период созревания (27-- 33) входит устройство для разгрузки сыров 27, а также машина для мойки сыра 28, в которой сыры моют при появлении плесени и слизи теплой водой (30...40 °С) не реже чем через 10... 12 сут.

В процессе созревания сыры следует переворачивать каждую неделю, затем через 10... 12 дн, причем их подсушивают в машине для сушки сыров 29. Сыры парафинируют в возрасте от 15 до 20 сут. в парафинере 30. В комплект оборудования для ухода за сыром входят также машина для мойки и обсушки полок 31, а также устройство для загрузки сыра на полки 32 [6].

Раздел 3. Изменение свойств пищевых веществ при технологической обработке

3.1 Параметрическая схема производства твердых сыров

Параметрическая схема технологии производства твердого сыра представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1 Параметрическая схема технологии производства твердого сыра

На данном рисунке представлена параметрическая схема производства твердого сыра, которая отображает все факторы, которые влияют на получение конечного продукта. К входящим относят управляемые (состав молока, продолжительность выдержки, посолка), неуправляемые (качество сырья, квалификация рабочей силы) и форс мажорные обстоятельства (стихия, отключение электричества, поломка оборудования). К выходным причислены органолептические свойства и сортность сыра.

Состав молока, продолжительность выдержки, посолка являются управляемыми поскольку на производстве проводится тщательный контроль за данными показателями, поскольку они обеспечивают максимальное влияние на конечный продукт. Качество сырья и квалификация рабочей силы причислено к неуправляемым факторам, поскольку во время производства сыра мы не можем контролировать качество сырья и опыт работников, либо сменой кадров.

Органолептические свойства и сортность сыра выходные факторы, поскольку на протяжение всего производства мы стремимся получить как можно более вкусный сыр,

3.2 Изменения, происходящие с белком, лактозою и жиром сыра при технологической обработке

В данной работе хотелось бы более детально рассмотреть, что же происходит с различными составляющими при производстве твердого сыра.

На стадии резервации, которая служит для непрерывности производства необходимо создать условия при которых молоко можно было хранить, для этого молоко подвергают очистке на центробежных молокоочистителях, чтобы удалить механические загрязнения, которые оказывают защитное действие на микроорганизмы. После очистки молоко охлаждают до температуры от 2 до 8 °С и хранят при этой температуре. Хранение молока при низких температурах сопровождается некоторым ухудшением физико-химических свойств молока из мицелл казеина выходит часть коллоидного фосфата кальция и цитратов, что ослабляет межмицеллярные связи. Это приводит к повышению устойчивости мицеллы к сычужному свертыванию, что выражается в его замедлении и получении дряблого сгустка, низкому синерезису, увеличению потерь жира и белка [5].

В самом начале технологического процесса проводят нормализацию молока это доведение жирности молока до стандартной смешиванием его с молоком иной жирности, обезжиренным молоком, сливками или сепарированием молока.

Пастеризацию проводят в целях уничтожения болезнетворных микроорганизмов и снижения общего количества микроорганизмов. Бактерицидное действие пастеризации определяется эффективностью подавления возбудителей туберкулеза, бруцеллеза, ящура, обладающих высокой тепловой устойчивостью, а также не менее термоустойчивой кишечной палочки.

Пастеризация влияет не только на микроорганизмы, содержащиеся в молоке, но и на его свойства и состав. Так, при повышении температуры молока уменьшается его вязкость, происходит денатурация альбумина и глобулина, а в молоке с повышенной кислотностью выпадает в осадок казеин.

Денатурация белка - это разрушение третичной и вторичной структуры белка. Денатурацию можно вызвать нагреванием до 60-800С (в нашем случае 71 - 720С), этот процесс происходит на поверхности раздела фаз, в кислых либо щелочных средах.

При пастеризации дисперсность жира повышается, изменяется состав оболочек - нарушенные нативные оболочки шариков жира быстро восстанавливаются за счет адсорбции сывороточных белков и казеина молочной плазмы. Поэтому степень дестабилизации жира при пастеризации незначительна. Однако, в результате денатурации белковых компонентов оболочек шарики жира теряют способность склеиваться и отстой сливок замедляется [2].

Стадия свертывания молока, которая считается одной из основных, по сколку в зависимости от сгустка который хотят выделить, будет зависеть и качество конечно продукта, проходит по двум стадиям. На первой стадии - ферментативной - казеин превращается в параказеин; на второй коагуляционной из параказеина образуется сгусток.

Параказеин вследствие увеличения количества свободных гидроксильных групп фосфорной кислоты проявляет повышенную чувствительность к ионам кальция. Кальций как двухвалентный элемент соединяется одновременно с двумя группами --ОН, образуя кальциевые мостики между молекулами параказеина. Так на коагуляционной стадии под влиянием кальция происходит агрегирование частиц параказеина с образованием структурной сетки параказеина сычужного сгустка. Параказеин по сравнению с казеином обладает пониженной гидрофильностью и малой растворимостью в присутствии кальциевых солей. Образование сгустка в молоке происходит через 20 мин после внесения раствора сычужного фермента. Затем приступают к обработке сгустка [2].

После стадии свертывания, наступает стадия обработки сгустка, которая служит для создания условий для микробиологических и ферментативных процессов это достигается выделением твердой (коагулированной) фазы, путем удаление сыворотки. Но в полученной сырной массе должно оставаться определенное количество сыворотки с растворенными в ней молочным сахаром и солями [5].

В готовом сгустке продолжается молочнокислое брожение и размножение внесенных в молоко молочнокислых бактерий. По мере уплотнения структурные элементы сгустка сближаются, вследствие чего уменьшаются капиллярные пространства и освобождается находящаяся в них сыворотка.

Изменение кислотности молока, а в дальнейшем сырной массы является основным фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы в процессе ее обработки. Как известно, белки в молоке находятся в набухшем состоянии и способны удерживать воду благодаря своей электрозаряженности. При увеличении кислотности молока или добавлении кислоты электрозаряженность белков снижается и они теряют способность удерживать влагу, т. е. наступает дегидратация белков. Поэтому при прочих равных условиях чем выше кислотность сырной массы, тем она обезвоживается интенсивнее. Этим объясняется то, что сгусток из зрелого молока легче отдает сыворотку, чем сгусток из незрелого (свежего). Молочнокислое. брожение, начавшееся в молоке до заквашивания, продолжается довольно интенсивно в течение свертывания, а также во время обработки сырной массы. Объясняется это тем, что как свертывание, так и обработка сырной массы протекают при температурах, благоприятных для развития молочнокислых бактерий [8].

На следующей стадии происходит формование и прессование сырной массы, этот технологический процесс направлен на окончательное отделение сырной массы от сыворотки, и образование одной сплошной структуры. Во время формования и прессования сырной массы микробиологические процессы продолжаются, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается активная кислотность сырной массы и происходит ее дальнейшее обезвоживание. На данной стадии более не происходит никаких превращений с веществом.

По окончание предыдущих технологических операций, наступает стадия созревания сыра, поскольку сыр еще не имеет ни вкуса, ни запаха, а так же имеет резинистую массу. Созревание сыра происходит при совместном действии сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий, которые не только сбраживают молочный сахар, но и участвуют в глубоком преобразовании белков молока за счет своих ферментных систем.

Биохимические превращения веществ сырной массы происходят под воздействием экзо- и эндоферментов различных групп микроорганизмов и в меньшей мере - ферментов сычужного порошка и перерабатываемого молока. В процессе созревания наиболее глубоким изменениям подвергаются молочный сахар, белки и жиры, менее значительным- минеральные вещества и витамины.