Технология производства сыра

Технология сыра основана на концентрации, физико-химических и биохимических превращениях составных частей молока. Физико-химические и биохимические превращения в молоке и сырной массе протекают под действием ферментных систем молока, молокосвертывающего препарата и ферментов, продуцируемых микроорганизмами бактериальных заквасок. Массовая доля сухих веществ сыра, в зависимости от вида, колеблется от 45 до 60%, в том числе белка – от 15 до 28%, жира – от 9 до 32% и кальция от 0,53 до 1% [2].

Технология производства сыра состоит из ряда последовательно выполняемых операций, представленных на рисунке 1.

Схема технологии производства сыра

Рис. 1. Схема технологии производства сыра

В связи с непостоянством состава и свойств молока из-за разнообразия климатических зон в стране, пород и рационов кормления животных при выработке сыра возможны отклонения от рекомендуемых технологических параметров. При систематическом характере отклонений руководителям предприятий в установленном порядке разрешается корректировать рекомендуемый технологический регламент производства сыра [15].

Для выработки сыров применяется следующее сырье и основные материалы:

  ·  молоко коровье закупаемое, соответствующее требованиям, предъявляемым к молоку для сыроделия;

  ·  обезжиренное молоко и сливки, полученные из молока, соответствующего требованиям, предъявляемым к молоку для сыроделия;

  ·  пахта-сырье, полученная при производстве сладко-сливочного масла;

  ·  препараты бактериальные (закваски) и биологические, разрешенные к применению в сыроделии Министерством Здравоохранения Российской Федерации;

  ·  молокосвертывающие и другие ферментные препараты, разрешенные к применению в сыроделии Министерством Здравоохранения Российской Федерации;

  ·  соль поваренная пищевая, не ниже I сорта, молотая, нейодированная; для посолки в зерне не ниже сорта «Экстра»;

  ·  кальций хлористый технический, не ниже первого сорта, кальций;

  ·  вода питьевая.

Приемка молока, требования, предъявляемые к его качеству.

К приемке допускается молоко, доставленное в опломбированном виде в транспортных средствах, имеющих санитарный паспорт.

Приемка молока заключается в определении его количества, контроля качества и проведения сортировки.

Контролю подвергают каждая партию молока, поступающего на завод. Под партией понимают молоко, сдаваемое одновременно, одного сорта, в однородной таре, от одного хозяйства, оформленное одним сопроводительным документом.

Приемка молока включает следующие операции: проверку сопроводительных документов, осмотр тары, органолептическую оценку молока, определение температуры, отбор проб на анализы для оценки качества молока, анализы, сортировку молока, оформление необходимой документации.

При проверке сопроводительных документов определяют наличие санитарного паспорта на транспортное средство, сопроводительной накладной, и соответствие указанных в ней веса, массовой доли жира, кислотности, температуры.

При осмотре тары отмечают: исправность и чистоту тары, наличие и целостность пломб, наличие и состояние резиновых колец под крышками фляг и цистерн [16].

Сыропригодность, как комплексную характеристику молока, оценивают по органолептическим, химическим, физико-химическим, биологическим и санитарно-гигиеническим показателям.

По органолептическим показателям молоко должно иметь чистый, свойственный натуральному свежему молоку вкус и запах, нормальную консистенцию без хлопьев и комочков, цвет от белого до слабо-желтого. Не допускаются запахи нефтепродуктов, химикатов, скотного двора.

К химическим показателям относят состав молока. Выход сыра зависит от содержания в молоке казеина, так как в производстве большей части сыров используют именно этот белок молока [25].

К физико-химическим показателям молока относят плотность, кислотность, свертываемость молока сычужным ферментом. Кислотность молока при производстве сыра должна быть в пределах 16-18° Т. Плотность молока косвенно характеризует его состав и натуральность. Для производства сыра рекомендуют молоко не ниже 1028 кг/м3.

Свертываемость молока сычужным ферментом – один из косвенных показателей его сыропригодности. Способность молока свертываться под действием сычужного фермента зависит от содержания в молоке растворимых солей кальция, зрелости молока и его кислотности.

Сычужно-бродильная проба характеризует обсемененность молока газообразующими бактериями. По бродильной пробе молоко, для производства сыра должно соответствовать 1 или 2 классу.

Санитарно-гигиенические показатели включают общую бактериальную обсемененность молока, содержание непатогенных и условно-патогенных микроорганизмов, соматических клеток, примесей анормального молока, механическую загрязненность [11].

Бактериальная обсемененность молока для производства сыра характеризуется как общим, так и качественным составом микрофлоры, а именно наличием газообразующих бактерий. Содержание последних в молоке вызывает пороки при созревании сыра, такие, как раннее вспучивание (кишечная палочка) и позднее вспучивание (маслянокислые бактерии). Особенно опасны для сыров маслянокислые бактерии, споры которых не погибают при пастеризации молока. Молоко считается сыропригодным, если в 1 мл его содержится не более 500 тыс. соматических клеток [12].

При поступлении молока, подозрительного на фальсификацию, а также при систематической сдаче молока низкого качества, не отвечающего требованиям действующей нормативной документации, производят проверку качества молока на наличие ингибирующих веществ (сода, аммиак) по специальным методикам. Фальсифицированное молоко приемке не подлежит.

Молоко, полученное впервые дни после отела (молозиво) и стародойное молоко непригодно для производства сыра [11].

К молоку, закупаемому для производства сычужных сыров, по кислотности, механической загрязненности и общей бактериальной обсемененности предъявляются требования высшего и первого сортов. Содержание спор мезофильных анаэробных лактосбраживающих бактерий в молоке не должно быть более 10 в 1 см2 для сыров с низкой температурой второго нагревания и не более 2 в 1 см2 для сыров с высокой температурой второго нагревания [30].

Подготовка молока к выработке сыра.

Молоко, поступившее на переработку, подвергается очистке с применением сепаратора-молокоочистителя и охлаждению до температуры 4±2°С. В неочищенном и неохлажденном молоке интенсивно развивается посторонняя микрофлора, особенно при высокой его механической загрязненности, а при развитии патогенной микрофлоры накапливаемые токсины сохраняются и после тепловой обработки.

Резервирование молока заключается в хранении его при температуре 4±2°С не более 24 часа после дойки, очистки и охлаждения, осуществляемых на фермах совхозов, колхозов на молокоприемных пунктах и заводах. К резервированию допускается молоко с кислотностью не более 19°Т.

Резервирование молока обеспечивает ритмичность производства, позволяет осуществить доставку молока в определенное время, строго по графику, усреднить сырье по составу и свойствам, организовать правильную переработку его на заводе по единой технологии [13].

Созревание.

Свежее парное молоко для выработки сыра малопригодно, так как оно сохраняет бактерицидное свойство и имеет нежелательнее технологические показатели. В нем практически не развиваются молочнокислые бактерии. В свежем молоке соли кальция находятся преимущественно в нерастворимом состоянии и адсорбированы белковыми частицами, что снижает коагулирующую способность молока.

Созревание способствует увеличению в молоке ионизированной формы кальция, необходимой для его свертывания. В процессе созревания изменяются физико-химические и технологические свойства молока (увеличивается количество растворимых азотистых веществ, укрупняются мицеллы казеина, снижается окислительно-восстановительный потенциал). Созревание сокращает длительность свертывания молока и общую продолжительность производства сыра. Оптимальным режимом созревания молока в сыроделии является выдержка его при температуре 10±2°С в течение 14±2 часа с добавлением или без добавления закваски молочнокислых бактерий [24].

Созревание молока лучше проводить в закрытом резервуаре с рубашкой и мешалкой, при периодическом перемешивании.

За период созревания нарастание титруемой кислотности молока должно быть в пределах от 0,5 до 2,0°Т за счет образования молочной кислоты при сбраживании лактозы, что обеспечивается соответствующим изменением температуры созревания или дозы бактериальной закваски. Предельная кислотность молока после созревания – не более 20°Т.

Созреванию в сыром виде подвергают (после очистки) лучшее молоко – первого класса по редуктазной и сычужно-бродильной пробам, без добавления или с добавлением бактериальной закваски в количестве от 0,005 до 0,01%.

Соотношение зрелого и свежего молока при составлении смеси для выработки сыра устанавливают в зависимости от вида сыра и желаемой интенсивности развития молочнокислого процесса (увеличение дозы зрелого молока способствует его активизации). В среднем, на созревание направляют от 25 до 30% от общего количества перерабатываемого молока [28].

Кислотность исходного молока оказывает существенное влияние на технологический процесс производства сыра. При повышенной кислотности молока образуется излишне плотный сгусток, способствующий получению сыра с крошливой консистенцией. При пониженной кислотности молока, наоборот, образуется неплотный вялый сгусток, из которого плохо отделяется сыворотка, увеличиваются потери жира и белка.

Созревание свежего и пастеризованного молока обусловлено развитием молочнокислых бактерий, которые сбраживают молочный сахар в молочную кислоту [14].

Пастеризация.

Пастеризацию молока проводят для уничтожения технологически вредной для сыроделия и патогенной микрофлоры, вирусов и бактериофагов.

Молоко пастеризуют непосредственно перед переработкой на сыр. Хранение пастеризованного молока крайне нежелательно. В исключительных случаях допускается резервирование пастеризованного молока при температуре 4 ± 2°С не более 8 часов.

Оптимальным режимом пастеризации молока в сыроделии является нагревание до температуры 70...72°С с выдержкой 20...25 с. В случае повышенной бактериальной обсемененности молока допускается повышение температуры пастеризации до 76°С с той же выдержкой.

С повышением температуры пастеризации усиливается переход растворимого кальция в нерастворимый трехзамещенный фосфат кальция, то есть уменьшается количество ионизированного кальция, необходимого для свертывания молока, изменяется дисперсность казеина и усиливается коагуляция альбумина и глобулина.

Для точного контроля температуры обработки молока пастеризационные установки наряду с исправной автоматической системой контроля и записи должны быть оснащены жидкостными термометрами, установленными на выходе молока из секции пастеризации [21].

Нормализация молока.

Для каждого вида сыра нормативными документами предусмотрено минимальное содержание жира в сухом веществе продукта. Сыр с пониженным против нормы содержанием массовой доли жира в сухом веществе является нестандартным и реализации не подлежит.

Содержание жира в сухом веществе зрелого сыра зависит в основном от соотношения между жиром и белком в смеси молока, а также от коэффициентов их использования, от изменяющихся свойств и химического состава молока по периодам года, от соотношения казеина и альбумина в молоке и между различными фракциями казеина, от содержания поваренной соли в сырах и распада протеинов в процессе созревания.

Ориентировочную массовую долю жира в нормализованном молоке в зависимости от массовой доли жира в сухом веществе вырабатываемого сыра можно определить по таблицам, приведенным в технологических инструкциях по производству сыра [26].

Подготовка молока к свертыванию.

При пастеризации молока часть ионов кальция переходит из растворимого в нерастворимое состояние, что приводит к ухудшению сычужной свертываемости молока и получению более дряблого, непрочного сгустка.

Для устранения этого недостатка в молоко добавляют раствор хлористого кальция из расчета 10...40 г безводной соли на 100 кг перерабатываемого молока, что увеличивает количество ионизированного кальция, а, следовательно, способность молока к сычужному свертыванию и сокращению его длительности. Кроме того, хлорид кальция положительно влияет на усиление прочности сгустка, а также способствует уменьшению потерь казеина и жира (содержание последнего в сыворотке уменьшается на 20%).

Для приготовления раствора хлорида кальция используют воду с температурой 85±5°С из расчета 1,5 л на 1 кг соли, что соответствует массовой доле 40% [17].

Для подавления развития вредной газообразующей микрофлоры (бактерий группы кишечных палочек и масляно-кислых бактерий) в случае необходимости в молоко допускается вносить раствор калия или натрия азотнокислого из расчета 20±10 г на 100 кг молока.

Для приготовления раствора натрия или калия азотнокислого (селитры) используют воду с температурой 85±5°С из расчета 1 л на 150±50 г соли. Приготовленный заранее раствор селитры перед употреблением необходимо прокипятить с целью исключения внесения с ним в смесь для производства сыра посторонней микрофлоры.

Для частичной посолки зерна используют поваренную соль сорта «Экстра». Предварительно соль растворяют в горячей (более 90°С) воде.

Молокосвертывающий препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за 25±5 мин до использования. Потребное количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной (при температуре не ниже 85°С) и охлажденной до температуры 32±2°С воды из расчета 2,5 г препарата на 150±50 см3 воды и выдерживают до внесения в молоко 25±5 мин. Хранить водные растворы фермента более 1 часа не рекомендуется, так как при этом его активность снижается.

Двухступенчатое внесение не рекомендуется при переработке одного только зрелого молока [26].

Доза молокосвертывающего препарата зависит от кислотности молока, фракционного состава белков и других факторов, обуславливающих скорость образования сгустка, и изменяется в течение года. Количество вносимого препарата в большей степени влияет на продолжительность свертывания молока, чем на плотность получаемого сгустка.

При недостаточном внесении препарата или его неравномерном распределении в молоке увеличивается продолжительность свертывания и обработки зерна, повышаются потери жира и белка.

После внесения молокосвертывающего препарата молоко тщательно перемешивают в течение 6±1 мин и затем оставляют в покое до образования сгустка [14].

Свертывание молока.

После внесения в молоко раствора свертывающего фермента вначале образуются хлопья белка, а затем сплошной сгусток. Под действием сычужного фермента молоко свертывается в две стадии: на первой стадии казеин превращается в параказеин (ферментативный процесс), на второй происходит коагуляция параказеина под влиянием ионов кальция (коллоидно-химический процесс).

При выработке твердых сычужных сыров с низкой и высокой температурой второго нагревания оптимальная температура свертывания 32–35°С, продолжительность 30±5 мин (для сыров пониженной жирности 35±5 мин); рассольных сыров, брынзы и мягких сыров, соответственно, 28–32°С и 30–90 мин.

Увеличивают продолжительность свертывания в оптимальных пределах при переработке свежего молока для усиления активности молочнокислого процесса и восполнения недостаточной зрелости молока и при постановке более крупного зерна. Однако при более продолжительном свертывании молока интенсивнее развиваются молочнокислые бактерии, в результате чего повышается кислотность сырной массы в процессе ее последующей обработки.

Готовность сгустка к разрезке определяют с помощью острого конца штапеля, поверхность сычужного сгустка должна быть ровной, гладкой, с прочной тонкой пленкой, на поверхности сгустка не должно быть пены и комочков выплавившегося жира, а также трещин и полос; цвет – однородный.

Готовность сгустка также можно определить, слегка надавливая на него вблизи стенки ванны – готовый сгусток довольно легко отходит от стенки, почти не прилипая к ней [21].

Обработка сгустка.

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. Технологические операции осуществляют в следующей последовательности: разрезка сгустка и постановка сырного зерна; отбор сыворотки; вымешивание зерна; второе нагревание и вымешивание зерна.

Продолжительность этих операций строго не лимитируется – она зависит от вида сыра, свойств сгустка и сырного зерна, интенсивности развития молочнокислого процесса. Ориентировочная продолжительность этих операций указывается в инструкциях по выработке отдельных видов сыров [29].

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

Разрезку сгустка и постановку сырного зерна производят механическими ножами-мешалками. При этом необходимо обеспечить получение сырного зерна требуемых размеров при максимально возможной однородности его по этому показателю и минимальном образовании сырной пыли.

Продолжительность разрезки сгустка и постановки зерна составляет в среднем для сыров с высокой температурой второго нагревания 20±5 мин; с низкой температурой второго нагревания 15±5 мин.

Основная часть зерна после постановки должна иметь следующие размеры: 8±1 мм для сыров с низкой температурой второго нагревания; 6±1 мм для сыров с высокой температурой второго нагревания.

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%; для сыров с низкой температурой второго нагревания 25±50% 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; до 25% для сыров с низкой температурой второго нагревания [17].

Формование 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 требуемой формой, размером и массой.

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

Формование из пласта используют обычно в производстве твердых прессуемых сыров с плотной однородной структурой и хорошо развитым рисунком в виде глазков круглой или овальной формы.

Формование наливом производят после удаления до 50% сыворотки. Смесь зерна с оставшейся сывороткой подают в пресс-формы, расположенные близко одна к другой, под формы подкладывается серпянка. Сырная масса одновременно заполняет несколько форм.

Формование насыпью производят после удаления 60-65% сыворотки. Зерно с оставшейся сывороткой подают на отделитель сыворотки, после чего засыпают в групповые или индивидуальные формы. Сыры, формуемые насыпью, имеют пустотный рисунок, так как при формовании захватывается большое количество воздуха и не происходит плотного соединения зерен. Воздух запрессовывается вместе с зернами в сырную массу. Дальнейшим прессованием удалить его не удается, и сыры приобретают рыхлую, пористую структуру с обильными пустотами неправильной угловатой формы [21].

Прессование сыра.

Проводят с целью уплотнения сырной массы, удаления остатков свободной сыворотки и образования замкнутого и прочного поверхностного слоя. Прессование может осуществляться под действием собственного веса (самопрессования) и внешнего давления.

Во время формования и прессования сырной массы микробиологические процессы продолжаются, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается активная кислотность сырной массы и происходит дальнейшее ее обезвоживание. При этом температура сыра должна поддерживаться в пределах 18 – 20°С. Более низкая температура замедляет молочнокислое брожение и выделение сыворотки, что может отрицательно сказаться на качестве готового продукта. После прессования сыр должен иметь оптимальное содержание влаги и уровень активной кислотности [29].

Скорость процесса обезвоживания во время самопрессования определяется, в основном, температурой и кислотностью среды. Накапливающаяся при этом сыворотка свободно выделяется из сырной массы, поскольку поверхность ее в этот период остается незамкнутой. Поэтому достаточная продолжительность самопрессования, периодическое переворачивание сырной массы с целью обеспечения равномерного ее обезвоживания и уплотнения, а также постепенное повышение давления при последующем прессовании являются важными условиями, обеспечивающими более полное удаление из сыра сыворотки.

Продолжительность самопрессования определяется видом сыра, технологическими особенностями выработки сырной массы, оборудованием (применяемым для прессования) и может колебаться в пределах от 20 мин до нескольких часов. Самопрессующиеся сыры маркируют через 30±10 мин после начала процесса самопрессования. Мягкие сыры не маркируют. Дату их выработки указывают в карточке, прикрепляемой к стеллажам, на которых размещены сыры. При упаковке мягких сыров дату выработки проставляют на этикетке или упаковке [32].

Маркировка производится в целях обеспечения одинакового ухода за партией выработанного при одной варке сыра, соблюдения установленной продолжительности посолки, своевременного перемещения сыров в холодное и теплое помещение, а также определения возраста и качества сыров. При этом указывают дату и номер выработки.

Более быстрому и полному уплотнению продукта способствует механическое воздействие нагрузки при прессовании сыра. Обычно применяют нагрузки в пределах 5-100 кПа, что ускоряет выделение сыворотки, но не оказывает существенного влияния на конечную влажность отпрессованного сыра. Регулирование влажности сыра осуществляется воздействием на синергетические свойства сырной массы в процессе обработки сгустка и сырного зерна [20].

Прессование в зависимости от вида сыра продолжается от 2 до 14-16 часов. В процессе прессования проводят перепрессовки. Необходимость перепрессовок вызвана усадкой сырной массы в процессе прессования, а также неравномерным накладыванием ткани при завертывании сыра в салфетки, в результате чего на сырах отпечатываются следы от складок [21].

Посолка сыра.

Одним из важнейших технологических факторов, влияющим на качество готового продукта, является степень посолки сыра. Поваренная соль регулирует микробиологические, биохимические и физические процессы при созревания сыра, то есть способствует формированию его вкуса, консистенции, рисунка, корки.

Посолку в рассоле производят солью концентрацией от 18 до 22%. При принудительной циркуляции рассола концентрацию поддерживают на уровне 18 – 20%, без циркуляции 21 – 22%.Температура рассола должна быть на уровне 8 – 12°С, кислотность рассола не выше 35°Т.

Для равномерного просаливания, выступающего из рассола поверхность сыра, покрывают серпянкой или же на поверхность сыров помещают деревянную решетку, вес которой должен быть достаточным для того, чтобы погрузить сыры в рассол и предотвратить появление трещин на корке. Продолжительность посолки происходит в течение 2,5 – 3,5 суток. Вынутые из рассола бруски обсушивают в течение 2 – 3 суток при температуре 8 – 12°С и относительной влажности воздуха 90 – 95%, после чего направляют на созревание [26].

Сыры после прессования помещают в рассол, находящийся в бетонированных бассейнах, на этажерках (в контейнерах). Контейнеры перемещают в вертикальном и горизонтальном направлении с помощью тельферов. При посолке в рассоле без контейнеров сыры помещают в солильные бассейны первые сутки в 1 ряд, чтобы предотвратить деформацию сырных головок и обеспечить нормальную просаливаемость сыра, в дальнейшем в 2-3 ряда. Сыр должен быть полностью покрыт рассолом, для чего выступающую поверхность сыров покрывают серпянкой.

После окончания посолки сыры вынимают из рассола и несколько суток выдерживают в солильном отделении для обсушки [14].

Созревание.

Созревание сыра осуществляется в камерах, в которых поддерживается необходимый влажностно-температурный режим. Головки сыра размещаются на полках в стационарных стеллажах или передвижных контейнерах. В период созревания сыры подвергаются периодической мойке и обсушке. Созревают и хранятся сыры в полимерных пленках или покрытие специальными сплавами.

Вследствие распада белков накапливаются пептиды и свободные аминокислоты, которые существенно влияют на готовый продукт.

В созревания происходит выделение газов, которые частично выделяются наружу, а частично задерживаются в продукте, способствуют образованию сырного рисунка. Под рисунком понимают наличие в сыре пустот определенной формы и размера. При быстром образовании газа глазки будут мелкими, при медленном – крупными.

Уход за сыром во время созревания заключается в обеспечении требуемых температурно-влажностных и воздухообменных условий, поддержание его поверхности в надлежащем состоянии. Цель ухода за сырами в процессе созревания – ускорение образования защитной корочки, предупреждение развития плесени, сокращение усушки сыра и стимулирование ферментативных процессов.

В процесс созревания сыры следует переворачивать сначала каждую неделю, затем через 10 – 12 суток. Сыры парафинируют в возрасте от 15 до 20 суток [24].

Подготовка сыра к реализации.

Сыры, достигшие кондиционной зрелости, сортируют по датам изготовления, номерам выработок, составляя партии сыра, однородные по качеству. Качество сыра устанавливают на основании внешнего вида и органолептической оценки продукта, для чего берут пробу сыра щупом. В пробе сыра определяют также массовую долю жира, сухих веществ (влаги) и соли.

Рассортированный сыр заворачивают в оберточную бумагу и упаковывают в ящики или барабаны, которые маркируют в соответствии с требованиями стандарта. Хранят зрелые сыры при температуре 2 – 8°С и относительной влажности воздуха 85 – 87%. Перевозят сыры в авторефрижераторах или автомашинах с закрытым кузовом. Во время транспортирования температура сыров должна сохраняться в пределах 8 – 12°С, перевозка по железной дороге осуществляется в изотермических вагонах с температурой не ниже 2°С и не выше 8°С