Основные этапы технологии производства сыра:

В общем виде процесс производства сычужных сыров можно представить следующей схемой:

· подготовка молока к переработке;

· свертывание молока;

· обработка сгустка и сырного зерна;

· формование и прессование сыра;

· посолка сыра;

· созревание сыра;

· подготовка сыра к реализации (фасование, маркировка, упаковка и транспортировка); хранение.

1.1.1 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 бактериальной закваски, 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 молоко очистителях, 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 сыро пригодные качества, значительно улучшается свертываемость молока сычужным ферментом, что обеспечивает получение сгустка необходимой прочности и упрощает его обработку.

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. Для сыров с высокой температурой второго нагревания принят режим пастеризации при 71-72°С 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 молоко свертывающих энзимов, 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.

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.

1.1.2 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.

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.

1.1.3 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.

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

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.

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 казеинозой 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.

В процессе созревания сыра под действием микроорганизмов происходят глубокие преобразования с составными частями сыра. Накапливаются вкусовые и ароматические вещества. В первые 7 дней полностью сбраживается лактоза, далее происходит распад белков до полипептидов и аминокислот. Для большинства сыров температура созревания колеблется от 16°С до 28°С. Продолжительность процесса от 2 недель до 6 месяцев.

Качество сыров зависит от используемого сырья - молока, которое должно иметь плотность не ниже 1.027 г. /см3, кислотность - 16-18° Т, содержание кальция - 125 мг, хорошо свертываться под действием сычужного фермента, образовывать плотный сгусток с хорошим отделением сыворотки, быть благоприятной средой для развития молочных бактерий. Качество сыра зависит от процесса посолки. Поваренная соль придает сыру определенный вкус, регулирует микробиологические и биохимические процессы при его созревании, способствует образованию корки продукта, влияет на консистенцию, рисунок и выход. Наиболее распространенный способ - посолка в рассоле, осуществляемая в солильных бассейнах путем погружения отдельных головок в рассол. Для посолки применяют рассол с концентрацией соли 13-18% для рассольных и мягких сыров и 22-24% - для твердых сыров. Рассол может быть сывороточным или водным. Сывороточный рассол используют для посолки рассольных сыров. Сыры солят при температуре 8-10°С в течение нескольких суток.

В современных условиях основными факторами, определяющими качество заготовляемого молока, является соблюдение гигиенических требований, микробиологических показателей молока, кормление и состояние здоровья коров, кислотно-щелочной баланс организма и отсутствие заболеваний, а также присутствие остатков антибиотиков, других ингибиторов, которые действуют на молочнокислые бактерии губительно. Сыроделие выдвигает определенные требования к молоку по многим показателям. Так, в мировой практике установлена верхняя межа содержания соматических клеток в 1 см³ пробы молока из четверти вымени коровы - 5.105 клеток, для сборного молока он ниже - 3.105 - 5.105 клеток. Явно выраженное изменение химического состава молока имеет место при содержании соматических клеток 1.106 в 1 см^3 (А.П. Нечаев 2007 г.).

Молоко от вакцинированных коров должно поставляться отдельно от сборного молока и перерабатываться на технические цели. Использование такого молока на молочные продукты вредит технологии, здоровью населения и, особенно, здоровью детей. Кроме перечисленного, продолжительность сычужного свертывания может удлиняться до 2-3 часов вместо 20-30 мин.

Главным источником обсеменения молока и выработанного из него сыра патогенными стафилококками есть больные маститом коровы. Примеси маститного молока негативно влияют на микробиологические и биохимические процессы производства сыра, в результате чего снижается выход и качество сыра. Потому снижение заболеваний коров маститом, это условия, которые способствуют увеличению производства сыропригодного молока.

В настоящее время ухудшение качества молока происходит из-за длительного хранения сырого молока в условиях приемных отделений (больше 6 часов при низкой температуре). Производственники должны учитывать, что после хранения сырого молока при 40С в течение 3 суток, удельный вес психротрофных микроорганизмов равняется 10% (в качественном молоке). Вследствие их липолетической и протеолетической активности снижается сыропригодность молока, о чем по факту мы имеем пороки в молочных продуктах. Повышение температуры выше 100°С, их количество снижается за счет конкурентной микрофлоры, а увеличение температуры выше 150°С превалируют БГКП; чем выше обсеменение охлажденного молока, тем выше относительное количество психротрофных микроорганизмов.

Липолитические процессы, вызванные психротрофными микроорганизмами, в молоке ведут к образованию свободных жирных кислот, вызывают появление прогорклого вкуса в молоке и молочных продуктах. Протеазы психротрофных бактерий являются более теплостойкими, чем липазы. Внеклеточные протеазы, которые образуются психротрофными бактериями Pseudomonas Flavobacterium, выдерживают ультравысокотемпературную обработку молока при 140°С. Протеазы психротрофных бактерий Pseudomonas сохраняют частичную активность после выдержки в течение 10 мин при 120°С. Липазы и протеазы Pseudomonas fluorescens не инактивируются при 90°С и даже выдерживают втечение 20 мин такую температуру.

Качество сырого молока следует оценивать по количеству в нем психротрофной микрофлоры. Фактор риска, касательно ухудшения качества молочных продуктов, характерезуется величиной психротрофных бактерий 104 - 105 КОЕ/см3. Сыры, выработанные из сырого молока, даже при температуре хранения 40С в течение 4 суток, характеризуется высоким содержанием свободных жирных кислот, что ухудшает органолептические показатели. Главным источником психротрофных бактерий есть грунт и вода. Присутствие их в молоке может вызывать его порчу: горький, фруктовый и нечистый вкус, тягучую консистенцию, превалирование этих бактерий в молоке указывает на недостаточную чистоту оборудования или попадание почвы и воды.

Нельзя умолчать и о присутствии нитратов и нитритов. Они могут предотвращать маслянокислое брожение, но могут вредить здоровью потребителей молока, сыра и сыворотки. При производстве сыра с высокой температурой второго нагревания (швейцарский, украинский, карпатский, новоселицкий, прикарпатский и др.), в которых используется пропионово-кислые бактерии, использование нитратов не рекомендовано потому, что названные бактерии гибнут.

Известно, что заготовляемое молоко уже содержит нитраты и нитриты в среднем 1100.10-7 г. /см3 и 2,81.10-7 г. /см3. максимальное их количество приходится на июнь - август месяцы. При производстве сыра из такого молока частично нитраты и нитриты (410.10-7 г. /см 3 и 8,2.10-7 г. /см 3, соответственно) переходят в сыворотку, которая широко используется как продукт питания и на корм молодняка, что представляет собой определенную опасность для здоровья. В сырах количество нитратов достигает 380.10-7 г. /кг.

К сожалению, сырое молоко по показателям содержания нитратов и нитритов не контролируется в условиях предприятий из-за сложности методики анализа. И, естественно, применение заквасок прямого внесения в не сыропригодное молоко недопустимо.