Характеристика технології виробництва сиру кисломолочного

На крупних виробництвах для попереднього дозрівання закваски инокулюють у ванну або танк, проте  в дрібних молочних господарствах використовуються відкриті прямокутні ванни, і закваски вносять до ванни з молоком безпосередньо перед додаванням сичуга. При такому підході можливе отримання неоднорідного коагулята, окремі ділянки якого при розрізанні виявляються гранульованими і дуже щільними, інші — м'якими. Не дивлячись на те що згодом сирне зерно піддається вимішуванню в процесі другого нагрівання, в деякій частині згустку кислота утворюється дуже швидко, без «дозрівання». В результаті виходить частково крошлива, кисла на смак сирна маса, знебарвлена або з плямами. Після підфарбовування забарвлення такого сиру може виявитися блідим або нерівномірним, а при дозріванні в нім можуть утворюватися мокрі ділянки з сироваткою, що сочилася (так звані «сироваткові гнізда»).

Фарбники і  інші добавки

Перед дозріванням або  коли температура молока досягає  рівня, необхідного для сичужного згортання (29-30°С). у нього додають (відповідно до рецептури) фарбники та інші деякі хімічні препарати (нітрат натрію або хлорид кальцію). Перед додаванням у ванну фарбники слід розбавляти, крім того, вони повинні рівномірно розподілитися по всій масі молока. Хімічні препарати вносять в розчиненому вигляді в кількості, вказаній в рецептурі.

Внесення сичуга

Процедура тестування молока на здібність до сичужному згортання  значно відрізняється у різних виробників. В більшості випадків в рецептурі вказаний рівень кислотності або рН, при якому додають сичужний фермент, оскільки від цього залежить тип згустку і швидкість утворення коагулята. Використовуючи молоко постійного відомого складу і певний набір культур прямого внесення, можна точно визначити момент його готовності до згортання.

Для розрахунку необхідної кількості ферменту багато сироварів використовують тестовий кухоль Маршалла1. Кухоль є судиною ємністю 500 мл з точно виміряним отвором в підставі. Стінки кухля прямі, білі, мають шкалу з п'ятьма діленнями. Кухоль заповнюють молоком з ванни (зберігаючи його температуру) і додають в нього 1 мл ферменту. Молоко витікає з отвору в підставі, поки не згорнеться. Рівень коагуляту відповідно до ділень на стінках указує згортаючу здатність молока. По діленнях, нанесених на стінки чашки, визначається придатність молока для згортання (наприклад, ділення Х° 3). Даний метод слід застосовувати тільки досвідченим виробникам.

При іншому підході в судину, заповнену 112 мл молока з ванни, додають 3.5 мл ферменту. На поверхню молока поміщають плаваючу соломинку або шматочок деревного вугілля, а потім обертальними рухами проводять перемішування. Час з моменту додавання ферменту до закінчення обертання вимірюють в секундах. Нормальною вважається коагуляція протягом 22 з при рівні кислотності 0.21%. Молоко, яке згущується довше, ніж за 22с. не рекомендується для сичужного згортання. Цей метод також слід застосовувати досвідченим сироварам.

Вибір типу молокозгортаючого ферменту кожен виробник здійснює самостійно. Деякі чинники, які слід враховувати при прин`яти рішення, описані в розділі 11. Кількість ферменту і температура, при якій здійснюється сичужное згортання, залежать від рецептури конкретного сиру, типу ферменту і складу молока.

Коагуляція

Коагуляція (згортання) молока проходить в дві стадії. На першій стадії, яка практично не залежить від температури, відбувається розрив поліпептидного ланцюга к-казеїну між 105 і 106 амінокислотними залишками (фенилаланином і метионином). Це розщеплювання приводить до утворення пара к-казеїну і макропептиду, який дифундуватиме з міцел і згодом буде втрачений з сироваткою. Росщеплення може відбуватися при низьких температурах < 10°С, хоча на практиці ця температура зазвичай вище. Деякі методи вироблення згустку припускають використання низьких температур: наприклад, метод , при якому здійснюють сичужне згортання охолодженого концентрованого молока, а потім додають теплу воду, сприяючу коагуляції. Друга стадія (стадія коагуляції) більше залежить від температури і відбувається тільки при нагріванні у присутності вільних іонів кальцію.

Як наголошувалося вище, к-казеїн надає захисну (що стабілізує) дію на казеїнові міцели. Коли близько 90% к-казеїна перетворюється на пара к-казеїн ця дія припиняється, і за наявності достатньої кількості іонів кальцію і достатньої високої температури > 20°С параказеїнові міцели агрегують з утворенням коагулята, що включає решту молочних компонентів. Якщо коагуляція відбувається не повністю, освічений згусток не досягне достатньої щільності, відповідній рецептурі сира: при цьому частина інших компонентів молока (наприклад, жир. сироваткові білки, продукти розпаду білка) буде втрачена з сироваткою.

Нижче перераховані чинники, що впливають на щільність згустку  і повноту коагуляції Щільність згустку зростає, якщо кількість сичуга, що вноситься, збільшується з 0,006 до 0,03%, але не підвищується при подальшому його збільшенні.

Щільність згустку збільшується з підвищенням температури до 40°С, потім зменшується, а також температуру, що рекомендується для різних рецептур сира. Так, згусток, утворений при 40°С. має резинисту структуру і погано розрізає після тривалого зберігання.

Низька щільність згустку  і тривала коагуляція характерні для молока, яке перед сичужним згортанням зберігалося в охолодженому вигляді. Щільність згустку можна підвищити шляхом додавання хлориду кальцію до максимального рівня (0.07%).

На щільність згустку  може впливати відношення змісту жиру до білка. Молоко з високим вмістом жиру сприяє утворенню м'якого згустку.

Знижений рівень рН (тобто висока кислотність) сприяє підвищенню щільності згустку аж до рН 5,8: при подальшому підвищенні рН щільність починає знижуватися. У традиційному сироварінні молоко зазвичай коагулюють при рН в інтервалі 6.5-6.35; у разі використання культур прямого внесення допустимі вищі значення.

На повноту згортання  впливає ступінь покриття к-казеїну денатурованими білками або вільними жирними кислотами, що відщеплюються при протеолізі і ліполізі.

Протеоліз або взаємодія  з амінокислотами на якій-небудь стороні пептидного зв'язку к-казеїну може привести до його неповного розщеплювання і утворення м'якого згустку.

На щільність згустку  робить вплив кількість присутніх  в нім сироваткових білків.

Щільність згустку залежить також від розбавлення молока водою.

10. Деякі молокозвертаючі  ферменти свідомо утворюють м'якші. Дані чинники іноді указують в рецептурах певних видів сирів, проте дуже часто виробники перевіряють їх на власному досвіді, без якого неможлива правильна інтерпретація рецептур.

Розчин згортаючого ферменту готують, розбавляючи його чистою водою  в співвідношенні 1:10; перед внесенням до ванни підготовленого розчину молоко ретельно перемішують. Для забезпечення необхідного ефекту після додавання ферменту зазвичай досить перемішати молоко близько 5 хв. Недостатнє перемішування (а також неповне розчинення ферменту) і, як наслідок,, неповна коагуляція сприяють спливанню жиру на поверхню молока. В результаті розрізання згустку збільшується втрата жиру, який піднімається на поверхню сироватки. Дуже енергійне або дуже тривале перемішування молока (надмірне перемішування) приводить до руйнування згустку, що утворюється; такі згустки швидко віддають сироватку, не скріпляються і втрачають в сироватці жир. Вібрація від роботи важкого устаткування може пошкодити коагулят і викликати його порушення.

Для визначення точки згортання  необхідно крапнути одну дві краплі молока в чисту воду; якщо згусток «свернулся», послідує повільне осідання з'єднань, що згорнулися, і гранул у воді.

Під час другої стадії коагуляції важливо, щоб молоко залишалося нерухомим. На даній стадії параказеинові міцели коагулювали або зчіплюються, і при порушенні зв'язків більше не з'єднуються.

Щільність згустку визначається рецептурою і залежить від вигляду сира. На даній лінії коагуляції утворюється молочна кислота, внаслідок чого підвищується міцність згустку, і, крім того, відбувається ферментний розпад деяких компонентів, сприяючих його «дозріванню».

У сирний згусток переходить близько 6% хімозину, спочатку доданого в молоко. Під час другої стадії молокозгортаючій активності відбувається неспецифічний протеоліз а- і р-казеїнів, що бере участь в дозріванні сира.

Розрізання згустка (постановка зерна)

Коагулят готовий до розрізання після періоду від 25 хв. до 2 ч відповідно до рецептури. Проте деякі сировари обчислюють момент розрізання, умножаючи період згортання на 3. Наприклад, якщо період з додавання сичуга до початку згортання згустку складає 12 хв., то встановлений момент розрізання рівний 36 мін після додавання ферменту.

Єдиної думки щодо визначення моменту почала розрізання згустку, а отже, отримання потрібних параметрів, не існує .

Робилася безліч спроб визначення цієї крапки. Один з приладів дозволяє зміряти тиск або щільність, яких повинен досягти коагулят перед розрізанням, шляхом занурення в згусток пластини з електродами; інший визначаєступінь загасання коливань в коагуляті. Оскільки ці прилади визначають різні параметри, дані зіставити досить складно. Одна з проблем полягає в тому що деякі прилади можуть проводити вимірювання в молоці тільки поза сирною ванною. Таким чином, точка розрізання, яка виходить з отриманого при вимірюваннях графіка або діаграми, не обов'язково точно відображає полягання молока у ванні .

Деякі пристрої здатні, окрім  вимірювання опірності розрізанню, визначати інші структурно-механические параметри, але вони не відображають якість згустку. Неруйнуючі тести, наприклад, з використанням в’язкоэластичної реометрії (реології), не підходять для устаткування молочних заводів. Вимірювальні методи для процесу формування згустку описані в роботі.

Труднощі у визначенні точки розрізання пов'язані також з тим, що поверхневий шар коагуляту, особливо у відкритих ваннах, зазвичай холодніше за нижні шари на декілька градусів, і, отже, м'якше. Таким чином, судити про щільність згустку по властивостях його поверхні недоцільно.

Традиційний метод, використовуваний сироварами, полягає в зануренні  руки, щупа (шпателя) або стовпчика  термометра у верхній шар згустку і підведенні його, внаслідок чого згусток розпадається, утворюючи лінію зламу. Чистий розлом з краями, що не розпливаються, і зеленою сироваткою у його підстави указує на те, що згусток готовий до розрізання. М'яка нерівномірна лінія зламу з білою сироваткою свідчить про слабку міцність згустку. По сторонах зламу можна судити про якість згустку: гранульована структура указує на те, що згусток дуже щільний. Згідно одному з правил сироваріння, згусток краще розрізати раніше, після чого сирне зерно дозріватиме в теплій сироватці, що покриває його поверхню. Коли згусток досягає достатньої щільності, його розрізають сирними ножами або іншими інструментами. Після розрізання сирне зерно «затягуватиметься» (зрощувати волокнину знов освічених поверхонь сирного зерна), утворюючи оболонку (шкірку), що перешкоджає втраті жиру і інших молочних компонентів.

Розмір сирного зерна після закінчення розрізання визначають відповідно до рецептури. Згустки, які підлягають другому нагріванню при високій температурі, нарізують на дрібні частини (ставлять дрібне зерно) для полегшення теплопередачі і видалення вологи, тоді як згустки, що підлягають другому нагріванню при нижчій температурі, можна нарізувати на відносно крупні шматки (поставити крупне зерно), якщо тільки вони не дуже кислі.

Під час розрізання згустку (постановки зерна), а також в процесі подальшого другого нагрівання (теплової обробки) поверхневий шар сирного зерна зберігає властивості мембрани, що має деяке значення в період дозрівання сира.

Жирові глобули містяться  в матриці просторової казеїнової сітки частково за рахунок фізичного  включення, частково за рахунок вільного зв'язку оболонки жирової кульки і  білка. Жирові глобули, що знаходяться на поверхні зрізу, витікають (просочуються). Не дивлячись на те що частка такого жиру в сироватці складає всього 0,2-0,3%, це значення перевищує 5% загального жиру молока і призводить до зниження виходу сира. Чим дрібніше зерно, тим більше загальна площа поверхні зрізів і вище вірогідність втрат жиру, тому згусток рідко розрізають на кубики розміром менше 6 мм. Сироватка після постановки зерна містить розчинні у воді компоненти, зокрема лактозу, сироваткові білки, мінеральні речовини, пептиди і інші азотисті небілкові речовини.

Для розрізання згустків в невеликих відкритих ваннах можуть використовуватися ручні сталеві сирні ножі, відстань між лезами яких може складати 6-18 мм, ширина установки — 150-200мм, а довжина — 700-800мм. Леза розташовуються таким чином, що проводять вертикальний і горизонтальний розрізи. Іноді пристосування для подрібнення виготовляються з дроту, натягнутого на сталеві рами (так звані ліри або арфи), причому в основному використовується неіржавіюча сталь, що практично повністю замінила білу жерсть.

Механічні ножі для розрізання згустку більше за ножі для ручного використання і складаються з лез, а іноді з дроту. Важливо, щоб краї лез були достатньо гострими для рівного розрізання згустку. Крупні дротяні ножі краще розділяють згусток в порівнянні із сталевими ножами, і деякі сировари використовують попереднє розрізання дротяними ножами. Дротяні ножі можуть застосовуватися для розрізання м'яких згустків, наприклад, коагулятів сира котедж. Дрібні виробники віддають перевагу подовжній нарізці уручну в довгих прямокутних ваннах, що дозволяє запобігти дробленню м'яких згустків при первинному механічному розрізанні.

У разі використання сучасних закритих ванн згусток слід розрізати механічно. При цьому конструкція ножів не дозволяє витягувати їх з ванн, виконуючи подвійну функцію: кут нахилу леза по відношенню до згустку такий, що якщо міняється напрям обертання ножа, відбувається швидше перемішування згустку, чим його розрізання. Ножі, що обертаються, в круглих або овальних ваннах як правило не розбивають згусток об стінки ванни. Проте навіть в цьому випадку в деяких установках слід контролювати швидкість обертання в цілях мінімізації пошкоджень.

При виробництві м'яких сирів, таких як бри, куркульня або ка.ма.ибер, процедура розрізання і постановки зерна (іноді розливання) супроводжується формуванням в обручах або формах в цілях відділення сироватки без перемішування на відміну від процесу вироблення напівтвердих або твердих сирів. У міру стікання сироватки і усихання сирної маси сир зберігає форму.