ПОДГОТОВКА МОЛОКА К ВЫРАБОТКЕ СЫРА
Резервирование и созревание молока. Механизация и автоматизация производства сыра могут быть осуществлены только при использовании одинакового по составу и свойствам сырья. Однако состав и свойства партий молока, поступающих на завод, неодинаковы. С целью получения однородного сырья на сутки работы завода молоко резервируют.
Резервирование молока заключается в его хранении при температуре от 2 до 6 °С не более 24 ч после дойки, очистки и охлаждения.
Сыр нельзя вырабатывать из парного молока и охлажденного непосредственно после дойки до (4±2)°С. После дойки молоко находится в бактерицидной фазе, в таком молоке микрофлора не развивается. Для получения сыра высокого качества необходимо, чтобы свежее молоко созрело.
На созревание оставляют до 30 % перерабатываемого молока. Созревание молока заключается в выдержке его при температуре (10± 2) °С в течение (12±2) ч с добавлением (0,1-0,3 %) или без добавления закваски молочнокислых бактерий. Во время созревания изменяются состав и свойства молока.
Особенно изменения касаются солей кальция, большая часть которых присутствует в молоке в виде фосфатов, которые обладают различной растворимостью:
Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca(H2PO4)2
Увеличение растворимости
Наибольшей растворимостью обладает дигидрофосфат кальция, меньшей – гидрофосфат кальция, плохо растворим фосфат кальция.
Растворимость солей кальция увеличивается с понижением температуры и повышением кислотности молока. При охлаждении молока коллоидный гидрофосфат кальция переходит в истинно растворимый:
(СаНРО4)n nСаНРО4
коллоидный истинный
раствор раствор
Увеличение ионов водорода в молоке способствует переходу коллоидного гидрофосфата кальция в истинно растворимый дигидрофосфат
(СаНРО4)n + nH+ nСа(Н2 РО4)
коллоидный истинный
раствор раствор
Созревание происходит при низкой температуре и длительной выдержке, при этом повышается растворимость солей кальция: при этом коллоидный фосфат кальция переходит в истинно растворимый.
Во время созревания молока развиваются молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты. Образующаяся молочная кислота содействует переходу гидрофосфатов кальция в более растворимые дигидрофосфаты. Созревание молока сопровождается повышением титруемой кислотности на (1–2) оТ и понижением рН на (0,09±0,05) ед. При снижении рН происходит частичная деминерализация мицелл казеина с образованием растворимых солей кальция в водной фазе молока. Увеличение количества свободных ионов кальция при одновременном снижении рН молока приводит к укрупнению мицелл казеина.
При созревании молока происходит ферментативный распад белков (протеолиз), в результате чего в молоке увеличивается содержание различных азотистых соединений.
Созревание сопровождается снижением окислительно-восстановитель-ного потенциала молока.
Все эти изменения состава и свойств молока при созревании положительно влияют на свертывание молока, развитие микробиологических и биохимических процессов в сыре и его качество. Значительно улучшается свертываемость молока сычужным ферментом, активнее развивается микрофлора закваски, что обеспечивает нормальную обработку сгустка. При этом ускоряется выделение сыворотки из зерна и энергичнее нарастает кислотность. Ускоряются процессы выработки и созревания сыра.
На созревание в сыром виде направляют молоко не ниже I класса по редуктазной и сычужно-бродильной пробам без добавления или с добавлением бактериальной закваски в количестве от 0,005 до 0,01 %. Предельная кислотность молока после созревания не должна превышать 20 °Т.
Молоко с повышенной бактериальной обсеменностью (второй класс по пробе на редуктазу) направляют на созревание после термизации – нагревания до температуры 65±2 ºС с выдержкой от 20 до 25 с с добавлением бактериальной закваски от 0,05 до 0,3 % от массы молока. При созревании такое молоко перед выработкой сыра обязательно пастеризуют.
При созревании пастеризованного молока обязательно используют бактериальную закваску. С этой целью молоко пастеризуют при температуре 72–74 ºС, охлаждают до 20–22 ºС, вносят 0,1–0,3 % бактериальной закваски и оставляют при указанной температуре для повышения кислотности на 1–2 ºС. Если зрелое молоко, приготовленное таким способом, не используют немедленно, то его охлаждают до 8–10 ºС и хранят. Зрелое молоко, приготовленное из пастеризованного, не требует дополнительной тепловой обработки.
При составлении смеси для выработки сыра соотношение зрелого и свежего молока устанавливают в зависимости от вида сыра и желаемой интенсивности
развития микробиологических процессов. Контроль интенсивности микробиологических процессов проводят по титруемой кислотности молока перед свертыванием и нарастанию кислотности сыворотки при обработке зерна. Так, кислотность молока перед свертыванием для сыров типа голландского должна быть 17–19 оТ, для сыров типа швейцарского – 17–20 оТ, для мягких сыров – 23–25 оТ, для рассольных сыров – 20–21 оТ, сыров типа чеддера и российского – 21–22 оТ, для брынзы – 22–23 оТ.
Нормализация молока.Для получения стандартного по составу сыры молоко нормализуют. В нормализованном молоке необходимо получить такое соотношение массовых долей жира и белка, чтобы обеспечить стандартное соотношение этих частей в готовом продукте. Регулирование соотношения в сырье проводят путем увеличения или уменьшения массовой доли жира в исходном молоке, для этого необходимо рассчитать массовую долю жира в нормализованном молоке по формуле
Жн.м = Кр Бм,
где Жнм. – требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке, %;
КР – расчетный коэффициент;
Бм – массовая доля белка в исходном молоке, %.
Расчетный коэффициент определяют опытным путем. Для этого проводят несколько выработок сыра, устанавливая ориентировочную жирность нормализованного молока при помощи таблицы, имеющейся в технологической инструкции по производству сыра. В исходном молоке определяют массовую долю белка, а в сыре после прессования – массовую долю жира в сухом веществе. Последняя должна быть на 1 или 1,5 % выше стандартной (с учетом того, что в результате посолки величина массовой доли жира в сухом веществе сыра уменьшается).
Нормализацию молока проводят в потоке с использованием сепаратора-нормализатора или путем смешения цельного молока с рассчитанной массой сливок или обезжиренного молока.
Тепловая, вакуумная и ультрафильтрационная обработка молока. Для получения высококачественного готового продукта важнейшее значение имеют отсутствие в молоке посторонней микрофлоры и газообразной фазы, что обеспечивается тепловой и вакуумной обработкой молока, а также величина массовой доли белка в молоке, что можно обеспечить путем ультрафильтрации части перерабатываемого молока.
Тепловую обработку молока проводят для уничтожения технически вредной для сыроделия и патогенной микрофлоры, вирусов и бактериофагов.
В результате тепловой обработки изменяются нативные свойства молока.
Происходит частичная денатурация казеина, растворимые гидро- и дигидрофосфаты кальция переходят в нерастворимую форму – фосфат кальция. При тепловой обработке денатурируют сывороточные белки, при этом β-лактоглобулин образует комплекс с x-казеином, в результате чего уменьшается атакуемость казеина сычужным ферментом, вследствие чего ухудшается свертывающая способность молока под действием сычужного фермента. Денатурированные сывороточные белки при свертывании молока захватываются казеиновым сгустком, вследствие чего задерживается обезвоживание, т.к. сывороточные белки обладают высокими гидратными свойствами, чем казеин, и ухудшается качество сгустка.
С целью выявления зависимости продолжительности свертывания молока от температуры пастеризации был проведен эксперимент. Молоко пастеризовали при различных температурах, охлаждали до 32 ºС и вносили сычужный фермент. Были получены следующие данные:
Температура пастеризации молока, ºС 65 72 80 85
Продолжительность свертывания, мин 57 60 120 142
Продолжительность свертывания значительно увеличивается с повышением температуры пастеризации. Поэтому в сыроделии приняты не очень высокие температуры пастеризации от 70 до 72 ºС с выдержкой от 20 до 25 с. В случае повышенной бактериальной обсемененности молока допускается повышение температуры пастеризации до 76 ºС с той же выдержкой. Молоко пастеризуют непосредственно перед переработкой на сыр. Поскольку режимы пастеризации, применяемые в сыроделии, таковы, что споровые формы микроорганизмов и часть термофильной микрофлоры не уничтожаются, то целесообразно сочетать обработку молока на сепараторе-бактериоотделителе с последующей пастеризацией. Обработка молока на сепараторе-бактериоотделителе позволяет очистить молоко от вегетативных клеток спорообразующих бактерий, термофильных микроорганизмов и спор маслянокислых бактерий. Такая очистка молока с последующей пастеризацией при температуре от 70 до 72 ºС снижает содержание общего количества бактерий на 99,9 % первоначального количества бактерий в молоке.
Для пастеризации молока используют пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, в которых молоко нагревают до температуры пастеризации, выдерживают и охлаждают до температуры свертывания.
Вакуумная обработка.Присутствие газа в молоке влияет на процесс производства сыра. Кроме того, некоторые газы и летучие соединения, находящиеся в молоке, могут обусловливать посторонние привкусы и запахи молока, а затем и готового продукта. Уменьшение объема газовой фазы в исходном молоке способствует сокращению продолжительности свертывания молока и обработки сырного зерна, что дает возможность сократить расход и качество готового продукта.
Удалить из молока мелкодисперсную газовую фазу и летучие соединения можно в процессе вакуумной обработки молока, которую сочетают с пастеризацией, используя для этого дезодораторы.
Разрежение в дезодораторе зависит от температуры поступающего молока:
Температура молока, оС 40-45 70-72 74-78
Вакуум, кПа 92-90 68-62 60-30
После вакуумной обработки следует избегать повторного попадания воздуха в молоко.
Ультрафильтрационная обработка. В производстве твердых сыров ультрафильтрацию применяют для концентрирования сухих веществ молока с целью достижения оптимальной для каждого вида сыра массовой доли белка в молочном концентрате. Ультрафильтрация осуществляется при температуре (50±5)ºС после нормализации молока по жиру перед его пастеризацией. При этом созревание молока не проводят. Массовая доля сухих веществ в концентрате, полученном при ультрафильтрационной обработке молока, должна быть (14±2) % в зависимости от вида сыра, кислотность концентрата – не более 23 оТ. Повышение кислотности обусловлено увеличением массовой доли белка при ультрафильтрации.
Использование ультрафильтрации в сыроделии повышает выход сыра за счет лучшего использования белков молока, сокращает расход молокосвертывающего препарата и бактериальной закваски, повышает качество сыра. УФ-концентраты стимулируют развитие молочнокислых бактерий, что является фактором, интенсифицирующим процесс созревания. В сырах, выработанных с применением ультрафильтрации, содержится большее количество водорастворимых азотсодержащих соединений и свободных аминокислот.