Сирі з високою температурою обробки

Вступ

Розпочалась історія сиру (за однією з легенд) на сході, тоді один аравійський купець взяв із собою в дорогу їжі та молока, але після спекотного для він побачив, що молоко в пляшці зіпсувалось, а на поверхні утворився білий осад. Скуштувавши його чоловік був здивований, адже продукт мав зовсім інший, приємний смак. Сир завжди був званим гостем на кожному столі, є записи в яких розповідається про продукт схожий на сир у Стародавньому Єгипті, Римі та Вавилоні. Кочові племена степів теж створожували молоко, для збереження продукту при пошуках нових незаселених земель, а коли вони зберігали молоко у шлунках корів та овець, то помітили, що сир мав зовсім інші смакові якості та зберігався довше.

Виготовлення сиру цілком залежало від географічного положення людей, та кліматичних умов. Так з’явились сири характерні для певної області чи держави: степний, голландський, чеддер, рокфорд, костромський, латвійський, пармезан і т.д.

Розквіт сироваріння припадає на епоху середньовіччя, де його вподобають монахи, та роблять серйозний внесок у розвиток технології сиру. Саме з тих пір вино і сир стають нерозлучні. Хоча на певний проміжок часу, у епоху Ренесансу сир стали вважати шкідливим для здоров’я, та це хибне твердження швидко зникло, і популярність сиру зросла. Тоді люди ще не знали про дію мікроорганізмів, ферментів кислот та температури на складні протеолітичні, ліполітичні та інші процеси, що відбуваються з молоком під час визрівання. Та зараз завдяки досягненням науки та техніки, більшість питань навколо сиру розв’язані, і це дає змогу виробляти сири будь-де та будь-коли; ми можемо отримувати молоко з вже заданими фізико-хімічними показниками, здійснювати обробку вихідної чи проміжної сировини отримуючи нові сорти.

1. Загальна характеристика сиру

Сир — це харчовий продукт, виготовлений з сиро придатного молока з використанням ферментів та молочнокислих бактерій.

Харчова цінність сиру визначається високим вмістом у ньому білка, молочного жиру, а також мінеральних солей і вітамінів в добре збалансованих співвідношеннях і легкозасвоюваній формі. У 100 г сиру міститься 20−30 г білка, 32−33 г жиру, близько 1 г кальцію, 0.8 г фосфору. У сирі міститься велика кількість вільних амінокислот, у тому числі всі незамінні. Важливою особливістю сиру як харчового продукту є його здатність до тривалого зберігання. Так вироблені за традиційною технологією сири швейцарський, радянський, голландський і ін. можуть зберігатися при мінусових температурах протягом декількох місяців. В основі виробництва сиру використовується ферментативно-мікробіологічний процес, перебіг якого залежить від фізико-хімічних властивостей молока, складу мікроорганізмів закваски, їх здатності розвиватися в молоці, в згустку і сирній масі, та умов технологічного процесу.

Якість сиру залежить в першу чергу від якості молока, з якого його виробляють. Вид сиру формується виключно під впливом ферментних систем мікроорганізмів, молочнокислих, пропіоновокислих і лужнотворюючих бактерій сирного слизу і мікроскопічних грибів.

Сир можна класифікувати за трьома показниками.

Перший-вміст води в знежиреному сирі. За цим показником сири поділяються на:

дуже тверді (вміст води в знежиреному сирі менше 51%)

тверді (49−56%),

напівтверді (54−63%),

напівм'які (61−69%),

м’які сири (більш ніж 67%).

По другому показнику-вміст жиру в сухій речовині сири поділяються на:

високожирні (більше 60%),

повножирної (45−60%),

напівжирні (25−45%),

низкожирной (10−25%) і знежирені (менше 10%).

Третім показником є характер дозрівання, за яким розрізняють:

Дозріваючі:

переважаючі з поверхні;

переважаючі зсередини;

дозрівають з цвіллю:

переважно на поверхні;

переважно всередині;

без дозрівання, або не дозріваючі.

Також одна із схем класифікації представляє усі сири у такому вигляді:

Тверді сири:

Група швейцарського сиру, Група голландського сиру, Група смоленського сиру, Група чеддера.

М’які сири:

Група делікатесних сирів, Група рок форда, Група маденського сиру, Група зарецького сиру, Молочно — кислі сири.

М’які розсільні:

Група бринзи, Група чанах, Група сулу гуні,

Сир чечіл.

Перероблені:

Гордені сири, Бурдючні сири, Плавлені сири, Вершкові сири, Сири в керамічній тарі.

Існує і інша класифікація яку розробив З. Х. Дилонян [2], що поділяє сири беручі за основу якісний склад мікрофлори сиру під впливом якої він і набуває тієї чи іншої консистенції, фізико — хімічних показників та органолептики. За цією класифікацією сири поділяються на три групи: сичужні сири, молочнокислі сири та перероблені.

Сичужні сири.

Тверді сири.

Cири з високою температурою сирної маси.

Пресовані сири.

Самопресовані сири з чедеризацією та плавленням сирн. маси.

Сири з низькою температурою обробки сирної маси.

Пресовані сири.

Пресовані сири з повною або частковою чедеризацією сирної маси до формування.

Самопресовані сири з копченням сирої маси.

Безкоркові сири.

Самопресовані сири з дозріванням у розсольному середовищі.

Сири з чедеризацією сирної маси до формування.

Самопресовані сири що вживаються у свіжому вигляді.

Напівтверді сири (самопресуючі).

М’які сири.

Сири, що дозрівають під впливом сирного слизу молочнокислих та лужноутворюючих бактерій.

Сири, що дозрівають під впливом сирним слизом молочнокислих та лужноутворюючих бактерій та мікроскопічних грибів.

Сири, що дозрівають під впливом молочнокислих бактерій та мікроскопічних грибів.

Кисломолочні сири.

Свіжі сири.

Витримані сири.

Перероблені сири.

Плавлені.

Бурдючні, горшечні, у полімерній плівці.

Існує багато принципів класифікації сиру, які пропонують вітчизняні та заграничні вченні, у силу того, що важко одночасно відобразити широкий спектр параметрів та видів сиру, у силу різноманіття асортименту.

2. Характеристика та аналіз технології виробництва твердих сирів

Принципова технологічна схема виробництва сирів (Рис. 2.1) включає в себе наступні етапи.

Підготовка молочної суміші: визначення сиропридатності молока, нормалізація за жирністю, введення дозрілого молока для створення певної кислотності, введення CaCl2 та азотистого калію.

Внесення закваски: активація та внесення у підготовлену молочну суміш спеціальних заквасок, з певними бактеріями.

Зсідання молока, розрізання згустку, постановка сирного зерна: процес вимішування який продовжується від моменту відділення сироватки, до другого нагрівання.

Друге нагрівання: в залежності від мікробіологічний процесів, що будуть відбуватися при дозріванні може бути низькою 38−42ОС і високою 48−58ОС, під час цього періоду збільшується склеюючи здатність сирної маси, тому її увесь час перемішують, щоб уникнути утворення грудочок сирного зерна.

Формування сирної маси: наливанням або з пласта.

Самопресування сиру: під дією власної ваги відбувається ущільнення внутрішніх шарів сиру.

Пресування: під дією спеціальних пресів, продовжується ущільнення структури сиру та відділення вологи.

Посол сиру: занурення у розсіл або обробка сухою сіллю, що суттєво впливає на колір, смак та консистенцію сиру, а також на процес визрівання сирного тіста, також збільшує строки зберігання продукту. Для соління використовують сіль дрібного помелу, не нижче першого ґатунку.

Рисунок 2.1 — Принципова технологічна схема виробництва сиру Визрівання: процес, що супроводжується суттєвими фізико-хімічними та мікробіологічними змінами сиру, до набуття ним певних стадій готовності до реалізації.

Пакування та маркування сиру (сир можуть упаковувати у поліетиленові оболонки, або парафін, чи інші пакувальні матеріали)

2.1 Характеристика основної сировини

Основою для виробництва сиру є молоко від якості якого і залежать показники того чи іншого виду сиру. Тому на етапі прийомки молока слід приділити увагу на його сиро придатність. У молоці розрізняють істинні компоненти (ті що виділяються під час секреції молока), та не істинні (що потрапили у молоко із їжею або через повітря) які представлені антибіотиками, антисептиками, важкими металами, ізотопами радіонуклідів, пестицидами та іншими отруйними і небажаними домішками[3]. До складу молока входять ферменти: амілаза, пероксидаза, ліпаза, фосфатаза, ксантиноксидаза, та гормони: пролактин, окситоцин, андрогени, естрогени та ін.

У молоці 87−90% всієї маси займає вода, а на інші компоненти приходиться лише 10−13% (сухий залишок). Хімічний склад молока не є постійним, і залежить від сезону, харчування, місцевості, породи тварини, віку й місця утримування.

Вода молока. Молоко є диспергуючим середовищем і розчинником органічних та неорганічних речовин. Більшість води знаходиться у вільному стані (83−87%), менша частина у зв’язаному (3−3,5%).

Сухі речовини молока представлені білками, ліпідами, вуглеводами, мінеральними речовинами, ферментами, вітамінами та ін. Білки молока складають приблизно 2,6−3,6%. Їхня кількість та склад і фізико — хімічні властивості різноманітні (табл. 2.1).

Таблиця 2.1 — Характеристика молочного білку

Примітка: До білків слід також віднести ферменти та деякі гормони, а також білкові оболонки жирових кульок Біологічні функції майже всіх білків молока добре вивчені, вони добре розщеплюються протеїназами організму людини навіть у нативному стані, тоді як зазвичай глобулярні білки набувають такої властивості тільки після денатурації. Казеїни є гарним джерелом магнію фосфору та кальцію, які знаходяться у співвідношеннях близьких для повного засвоєння організмом. Білки сироватки мають не менше значення. Імуноглобуліни є пасивними носіями імунітету, лактоферин та лізоцим є ферментами, та носять захисну функцію.

Ліпіди. Ліпіди молока в основному складаються з тригліцеридів (молочного жиру) і жироподібних речовин (фосфоліпідів, стреридів і ін.), що входять до складу оболонок. Молочний жир є енергетично цінним компонентом молока, крім того, він обумовлює певний смак і консистенцію молочних продуктів (сиру).

Молочний жир. Вміст жиру в молоці (молочного жиру) коливається від 2,7 до 4,5% (для молока корів). Основні компоненти жиру молока — ацилгліцериди (гліцериди), складають до маси жиру близько 98,5%. Вміст супроводжуючих жирам речовин (омилюваних і неомилюваних ліпідів або природних домішок) в ньому не великий і звичайно дорівнює менше 2%. Вони входять до складу ліпопротеїдних оболонок кульок жиру і частково пов’язані з білками молочної плазми.

Вуглеводи. Основним вуглеводом молока є лактоза. Моносахариди (глюкоза і галактоза) присутні в ньому в меншій кількості, олігосахариди — у вигляді слідів. Після видалення з молока жиру і білка залишається молочна сироватка, яка представляє собою істинний розчин лактози, а також водорозчинних вітамінів і мінеральних солей (в молоці частина лактози зв’язана з іншими вуглеводами і білками). Вміст лактози в молоці досить постійно і складає 4,5…5,2%. Він залежить від індивідуальних особливостей та фізіологічного стану тварин. Так, при зараженні корів маститом різко знижується концентрація лактози в молоці. Лактоза знаходиться головним чином у вигляді двох гідратних б і в-форм. Форми лактози розрізняються просторовим розташуванням ОН-груп по відношенню до першого атома вуглецю глюкози. в-Лактоза солодше б-лактози, володіє більшою розчинністю, кристалізується з розчинів при? температурі вище 93,5 °С. Із фізичних властивостей лактози найбільш важливими є розчинність і здатність до кристалізації. У пересичених розчинах молока лактоза легко кристалізується, утворюючи характерні кристали завдовжки 10…20 мкм, і більш великі (100… 150 нм) у сироватці. При температурі нижче 93,5 ° С вона виділяється з однією молекулою кристалізаційної води в б-гідратній формі; при температурі вище 93,5 'С в безводній ?в-формі. Ферментативний гідроліз і глибокий розпад (бродіння) лактози проходять в молоці і сирній масі під впливом ферментів молочнокислих бактерій. Основним продуктом зброджування лактози є молочна кислота. Молочнокисле бродіння лактози — основний процес при виробництві сирів.

Макроелементи. Основними макроелементами є кальцій, фосфор, магній, калій, натрій і хлор. Вони знаходяться в молоці в більшості у вигляді солей фосфорної і лимонної кислот. Кальцій, магній і фосфор — це найбільш важливі макроелементи молока, які знаходяться в ньому в легкозасвоюваній формі і в добре збалансованих співвідношеннях. Вони мають виключно важливе фізіологічне і біохімічне значення для тварин і людини, особливо для новонароджених. Їх сполуки також грають велику роль в процесах переробки молока. Вміст кальцію коливається від 100 до 140 мг на 100 см³ молока. Воно залежить від раціонів годівлі, породи тварин, стадії лактації та пори року. Близько 22% всього кальцію міцно пов’язане з казеїном, остання кількість (78%) складають солі: фосфати — у вигляді Са3(Р04)2, СаНР04, Са (Н2Р04)2 і інших більш складних солей; цитрати — у вигляді? Саз (С6Н507)2, Са (С6Н607). Кальцій присутній в молоці в основному в колоїдній формі (30% - у вигляді колоїдного фосфату кальцію і близько 40% - у вигляді казеїнат-кальцій фосфатного комплексу). На частку істинного розчину приходиться близько 30% всього кальцію, з якого тільки 7… 10% іонізовано, що становить 7… 11,5 мг/см3. Співвідношення цих форм кальцію відіграє важливу роль у підтриманні певної міри дисперсності, гідратації білкових частинок, проходженні сичужного згортання, а також їх стабілізації при тепловій обробці. Нормальною концентрацією кальцію вважається величина рівна 120 мг/см3, якщо вона зменшується до 80 мг/см3, молоко стає «сичужнов'ялим» (при його концентрації понад 160 мг/см3 молоко легко згортається при підвищенні температури). Оптимальним вмістом кальцію в молоці для сироваріння вважається 125… 130 мг/см3. Кількість магнію в молоці становить 12… 14 мг%. Склад солей магнію аналогічний складу солей кальцію, але на частку солей, що знаходяться у вигляді істинного розчину, припадає 65… 70% магнію. Решта магнію входить до складу колоїдного фосфату магнію, а також пов’язана з казеїном. Солі калію і натрію містяться у вигляді істинного розчину — у вигляді добре дисоціюючих хлоридів, фосфатів і цитратів. Вони мають більше фізіологічне значення — створюють нормальний осмотичний тиск крові та молока, а також входять до складу буферних систем.

Мікроелементи. До мікроелементів, складовим в сумі 0,1% всіх? мінеральних речовин, належать: залізо (Ре), мідь (Сі), цинк (2п), марганець (Мп), кобальт (Со), йод (I), молібден (Мо), фтор (Р), алюміній (А1), кремній (Si), селен (Se), олово (Sn), хром (Сг), свинець (РЬ) тощо. Мікроелементи молока умовно можна поділити на «природні», тобто надійшли в молоко з клітин молочної залози корови, і «внесені», тобто потрапили в молоко з поверхні тари і обладнання. 3] Більшість мікроелементів мають величезне фізіологічне значення для новонародженого теляти і обумовлюють в значній мірі харчову і біологічну цінність молока для людини. Вони забезпечують побудову та активність життєво важливих ферментів, вітамінів і гормонів. Молочнокислі бактерії, що входять до складу бактеріальних заквасок, чутливі до вмісту деяких мікроелементів в молоці (Fe, Мn, Co та ін). Однак забруднення молока міддю, залізом, оловом, цинком і особливо свинцем, ртуттю, кадмієм та миш’яком становить загрозу для здоров’я людини. Тому їх вміст у молоці обмежений гранично допустимими рівнями.

Ферменти. В молоці є нативні (істинні) ферменти, потрапляють в нього з секреторних клітин молочної залози або безпосередньо переходять з крові. Із молока, отриманого від здорових тварин при нормальних умовах їх утримання, виділено понад 20 нативних ферментів різних класів (оксидоредуктаз, трансфераз, гідролаз, ліаз і ін.). Крім нативних ферментів в молоці містяться численні мікробні ферменти, синтезовані мікрофлорою, що потрапляє в молоко з повітря і інших джерел у процесі отримання, зберігання і транспортування, а також у складі бактеріальних заквасок[3]. Ферменти, що зустрічаються в молоці і молочних продуктах, мають велике практичне значення. Так, деякі ферменти можуть викликати глибокі зміни складових частин молока під час зберігання з появою різних вад смаку і запаху. Розпад ліпідів, білків, зброджування вуглеводів при виробництві сирів відбувається під дією цілого ряду ліполітичних, протеолітичних, окисно-відновних та інших ферментів.

Вітаміни. У молоці містяться практично всі вітаміни, необхідні для нормального розвитку новонародженого в перші тижні і подальшої його життєдіяльності. Більшість вітамінів надходить в організм тварини з кормом і синтезується мікрофлорою. Вміст вітамінів у сирому молоці залежить від кормових раціонів, пори року, фізіологічного стану, породи та індивідуальних особливостей тварини. При цьому залежність вмісту вітамінів від складу кормів більшою мірою характерна для жиророзчинних вітамінів, ніж для водорозчинних. Останні можуть синтезуватися мікрофлорою рубця корови. Вміст деяких вітамінів в молоці змінюється при його транспортуванні, зберіганні і тепловій обробці.

В сирах виявляється велика частина присутніх у молоці жиророзчинних вітамінів і значна кількість водорозчинних вітамінів (останні у великій кількості залишаються в сироватці).

На (рис. 2.2) зображена технологічна схема підготовки молока до виробництва сиру.

Рисунок 2.2

2.2 Технологія виробництва твердих сирів з високою температурою обробки сирної маси

У групу сирів з високою температурою обробки сирної маси входять: радянський, швейцарський, швейцарський блоковий, алтайський, кубанський, український, карпатський, бійський, гірський, московський, бурштиновий та інші. Основними чинниками, що визначають видові ознаки сирів цієї групи, є наступні:

* застосування бактеріальних заквасок, що складаються з мезофільних (для окремих видів) і термофільних молочнокислих стрептококів і молочнокислих паличок;

* застосування чистих культур пропіоновокислих бактерій і активне? пропіоновокисле бродіння при дозріванні сирів;

* температура другого нагрівання 47… 58 ° С в залежності від виду сиру? і здатності зерна до зневоднення;

* знижена після пресування вологість сиру (38… 42%);

* певний рівень рН (активної кислотності) сирної маси на кожному етапі дозрівання:

— 5,50… 5,80 — в сирі після пресування,

— 5,30… 5,35 — в тридобовий,

— 5,50… 5,70 — в зрілому.

* знижений вміст в сирах кухонної солі (1,2… 1,8%);

* застосування в процесі дозрівання декількох температурних режимів:10… 12 °C; 17… 18 °C; 22… 25 оС.

Загальна технологія виробництва сирів із високою температурою обробки сирної маси представлена на технологічній схемі, що наведена нижче (Рис. 2.3) яка характеризує узагальнений регламент технологічних параметрів виробництва.

Рисунок 2.3 — Принципова технологічна схема виробництва сирів з високою температурою сирної маси Таблиця 2.2 — Технологічні параметри виробництва сиру

Загальні технологічні параметри виробництва сирів з високою температурою обробки сирної маси представлені в (табл.2.2)

При виявленні небажаної для сироваріння мікрофлори в молоці застосовують кілька способів боротьби з нею. При зараженні молока газоутворюючими мікробами (бактеріями групи кишкової палички) хороші результати виходять при внесенні до нього хімічно чистої калієвої або натрієвої селітри (нітрату калію або натрію), яка попереджає спучування сиру, що викликається кишковими паличками. Сутність дії селітри полягає в тому, що кишкові палички (належать до факультативних анаеробів) при наявності в середовищі молекулярного кисню О2 викликають повне окиснення молочного цукру до діоксиду вуглецю і води, а за відсутності кисню вони розщеплюють деякі вуглеводи та інші сполуки. При цьому утворюються молочна, янтарна і оцтова кислоти, а також етиловий спирт, діоксид вуглецю і водень. Селітру додають у вигляді розчину перед заквашуванням молока в кількості до 30 г на 100 кг молока. Розчин селітри перед вживанням необхідно прокип’ятити, для виключення попадання в молоко сторонньої мікрофлори. Для визначення необхідності внесення селітри рекомендується паралельно з бродильною пробою проводити пробу на наявність в молоці маслянокислих бактерій, які дуже небезпечні для сироваріння, особливо при виробленні великих сирів, так як викликають спучування і можуть призвести до утворення рваного згустку зі значними виділенням сироватки. При наявності шкідливої мікрофлори, а іноді і в профілактичних цілях, в суміш перед згортанням вносять водний розчин нітрату калію або натрію. З профілактичними цілями при виробництві сирів з високою температурою другого нагрівання також використовують закваски зі штамами Lactobacillus plantarum, що надають антагоністичну дію на збудників маслянокислого бродіння в сирі.

Основні технологічні операції вироблення сирів з високою температурою сирної маси, їх мета і сутність викладені в (табл. 2.3)

Таблиця.2.3 — Аналіз процесу виготовлення сиру

3. Підготовка молока до вироблення сиру

3.1 Резервування молока

Резервування молока полягає в зберіганні його при температурі від 2 до 6 ° С не більше 24 годин після доїння, очищення і охолодження. Для цієї мети в місцях резервування повинні бути встановлені резервуари, сепаратори — молоко очищувачі, охолоджувачі. Резервування молока забезпечує ритмічність виробництва, дозволяє здійснювати доставку молока в певний час, організувати правильну переробку його на заводі.

Дозрівання молока Оптимальним режимом дозрівання молока для сироваріння є витримка його при температурі 10 ± 2 ОС протягом 12 ± 2 годин. У процесі дозрівання змінюються фізико-хімічні та технологічні властивості молока (збільшується кількість розчинних азотистих речовин, знижується окислювально-відновний потенціал і т.д.). Все це робить позитивний вплив на сичужне згортання молока, розвиток мікробіологічних і біохімічних процесів і його якість.

Теплова обробка молока Від механічних домішок молоко очищають у відцентрових молокоочистниках. Найбільший ефект в сепараторах спостерігається при обробці підігрітого до 35−40 °С молока. Теплову обробку молока проводять для знищення технічно шкідливої для сироваріння і патогенної мікрофлори, вірусів і бактеріофагів, а також для очищення його соматичних клітин. Оптимальним режимом пастеризації молока в сироваріння є нагрівання його до температури від 90 до 92 °C з витримкою від 20 до 25 ° С. Молоко пастеризують безпосередньо перед переробкою на сир.

Нормалізація молока Для отримання стандартних по масовій частці жиру сирів, молоко необхідно нормалізувати, тобто встановити в молочній суміші для вироблення сиру певну масову частку жиру. Нормалізацію молока проводять у потоці за допомогою сепаратора-нормалізатора. Після заповнення сировиготовлювачів в молоці ще раз перевіряють масову частку жиру і остаточно регулюють її, додаючи пастеризоване знежирене молоко або вершки.

3.2 Підготовка молока до згортання

Внесення в молоко хлористого кальцію При пастеризації молока частина солей кальцію переходить з розчинного в нерозчинний стан. Це супроводжується погіршенням сичужний згортання молока і отриманням більш в’ялого, нетривкого згустку. Для усунення цих недоліків у молоко додають розчин хлористого кальцію з розрахунку від 10 до 40 г безводної солі на 100 кг молока. Для приготування розчину хлористого кальцію використовують воду з температурою 85 ± 5 °C з розрахунку 1,5 м³ на 1 кг солі. Перед застосуванням розчину дають відстоятися, після чого він повинен бути прозорим і безбарвним. Використовувати хлористий кальцій у вигляді сухої солі або свіжо виготовленого не відстояв розчину, забороняється. Зберігають готовий розчин у закритому скляному, керамічному або з нержавіючої сталі посуді. Суху сіль хлористого кальцію через її велику волого поглинаючу здатність зберігають на заводі в герметично закритій тарі.

Внесення в молоко калію або натрію азотнокислого Для придушення розвитку шкідливої газоутворюючих мікрофлори (бактерій групи кишкових паличок і маслянокислих бактерій) у разі необхідності в молоко допускається вносити розчин калію або натрію азотнокислого з розрахунку 20 ± 10 г солі на 100 кг молока. Для приготування розчину калію або натрію азотнокислого використовують воду з температурою 85 ± 5 ° С з розрахунку 1 дм³ на 150 ± 50 г солі. Допускається внесення в молоко калію або натрію азотнокислого у вигляді сухої солі. Для цього потрібне кількість солі поміщають в двох-тришаровий марлевий мішечок, який прив’язують до мішалці або на патрубок під струмінь подається молока.

Застосування бактеріальних заквасок Необхідним елементом виробництва сирів є молочнокислі бактерії, що вносяться в молоко для вироблення сиру у вигляді спеціально підібраних і підготовлених комбінацій. Молочнокислі бактерії виконують в сирі наступні функції:

перетворять основні компоненти молока (лактозу, жир) в сполуки, що обумовлюють смакові і ароматичні властивості сиру, його поживну та біологічну цінність;

активізують дію молокозсідальних ферментів і стимулюють синерезис сичугового згустку;

беруть участь у формуванні малюнка сиру та його консистенції; створюють несприятливі умови для розвитку сторонньої мікрофлори Для згортання молока використовують мезофільні молочнокислі палички (L. plantarum, L. casei), що мають специфічну антогоністичну дію на маслянокислі бактерії, колібактерії патогенну мікрофлору. При виробництва сирів з високою температурою другого нагрівання, необхідним компонентом заквасок є молочнокислі бактерії (Str. thermophilus, L. helveticum, L. lactis). У формуванні смаку та аромату, малюнку сиру цієї групи приймають участь пропіоновокислі бактерії. Їх також додають до скалу заквасок цієї групи. Бактеріальні закваски до використання зберігають у холодильнику (в морозильній камері або під морозильною камерою), не допускаючи різких перепадів температури. Термін придатності сухих заквасок при температурі не вище 5 ° С — від 3 до 4 місяців.

Згортання молока Кількість молокозсідального препарату, необхідного для згортання молока, має бути мінімальним, але забезпечувати отримання згустку в заданий час (30−35 хв). Якщо показання приладу для сичужної проби молока свідчить про зниження здатності молока до згортання, то потрібно збільшити в допустимих межах дозу хлористого кальцію і бактеріальної закваски, підвищити температуру згортання, збільшити дозу молокозсідальної препарату при цьому не рекомендується. Молокозгортуючий препарат вносять у молоко у вигляді розчину, приготованого за 25 хв до використання. Потрібну кількість ферментного препарату розчиняють в пастеризованої і охолодженою до температури 34 ° С воді з розрахунку 2,5 г препарату на 100 мл воли. Суміш готують на згортання 100 л натурального молока. Після внесення молокозсідального препарату молоко ретельно перемішують протягом 6 хв. і потім залишають у спокої до утворення згустку. Тривалість згортання молока при виробленні твердих сичужних сирів повинна становити 30 хв. Готовність згустку визначають загальноприйнятим способом на злам. Він повинен давати на зламі досить гострі краї з виділенням прозорої сироватки зеленувато-жовтого кольору. Надто ніжний або занадто щільний згусток однаково не бажані для різання. У тому і іншому випадку утруднюється постановка однорідного за розмірами зерна, при цьому утворюється багато сирної пилу (дуже дрібних частинок згустку), що знижує вихід сиру і негативно відбивається на його якості.

3.3 Розрізання згустку і постановка зерна

Мета обробки сичугового згустку (різка. дроблення, друге нагрівання, обсушування) — видалити зайву сироватку з сирної маси, досягти оптимальної вологості та оптимальної активної кислотності. Готовий згусток ріжуть спеціальними ножами на кубики розміром (8−10) мм або ріжуть і дроблять на зерно до розмірів (7 ± 1) мм. Титрована кислотність сироватки після розрізання повинна бути в межах від 13 ° Т до 14 ° Т. Розрізку згустку і постановку зерна проводять протягом 15−20 хв. Різку згустку і постановку зерна виробляють повільно обережно, не допускаючи утворення дрібних частинок білка, так починається сирної пилу. Після постановки зерна видаляють 20−30% сироватки і приступають до вимішування (15 хв).

Відбір сироватки.

У процесі постановки зерна, коли виділиться достатня кількість сироватки, вимішування припиняють, очищають стінки ванни від залишився приліпший згустку і видаляють частину сироватки: для сирів з високою температурою другого нагрівання — 15 ± 5% від початкового кількості перероблюваної молока. Перед другим нагріванням допускається видалення ще деякої частини сироватки (від початкового кількості молока): 15 ± 5% - для сирів з високою температурою другого нагрівання. Допускається проводити відбір сироватки в один прийом. У цьому випадку його проводять через 15 ± 5 хв обов’язкового вимішування після постановки зерна.

Вимішування зерна.

Зерно вимішують до певної міри пружності, кінець вимішування визначають за ступенем ущільнення зерна і наростання титрованої кислотності сироватки. Загальна тривалість процесу від початку розрізання до другого нагрівання складає в середньому для сирів з високою температурою другого нагрівання — 60 ± 10 хв. Зерно, добре підготовлене до другого нагрівання, характеризується пружністю, втратою первісної клейкості. Злегка стисле в грудку, вона продавлюється між пальцями. При нормальному перебігу молочнокислого процесу при вимішування зерна наростання кислотності сироватки становить 1 ± 0,5 ° Т для сирів з високою температурою другого нагрівання. При накопиченні молочної кислоти, окрім зниження електричного заряду білків, відбувається втрата кальцію з казеїнових міцел. Втрата кальцію надає значний вплив на консистенцію сиру. При недостатньому відщепленні кальцію сир може придбати занадто зв’язну тверду консистенцію, а при значному відбувається зайве зниження в’язкості сирної маси.

Друге нагрівання.

Друге нагрівання проводиться з метою подальшого зневоднення сирного зерна. Температура і тривалість другого нагрівання роблять значний вплив на мікробіологічні та біохімічні процеси в сирі, а отже, на формування органолептичних показників готового продукту. Для окремих видів сирів установлениі наступні температури другого нагрівання, ° С:

для радянського — 52−55;

гірського — 48−52;

алтайського — 50−54;

бійського — 50−52.

Тривалість другого нагрівання для сирів з високою температурою другого нагрівання становить 25 ± 5 хв. Під час другого нагрівання не рекомендується проводити відбір сироватки. Після другого нагрівання продовжують вимішування сирного зерна до готовності. В кінці вимішування зерно повинно бути пружним і в міру клейким. При цьому кислотність сироватки в кінці вимішування для сирів з високою температурою обробки сирої маси не повинна перевищувати 14 ° Т. Готове сирне зерно при стисненні в руці має склеюватися в моноліт, який при розтиранні між долонями розпадається на окремі зерна. Для попередження зайвого розвитку молочнокислого процесу в сирі на початку другого нагрівання в суміш зерна з сироваткою вносять 3−15% питної води. В процесі обробки, другого нагрівання і обсушування зерна 2−3 рази визначають кислотність сироватки, яка повинна збільшитися за цей час на 1 -2,5 ° Т. Частковий підсіл в зерні проводять під час другого нагрівання або відразу після закінчення другого нагрівання, для чого в суміш зерна з сироваткою вносять поварену сіль «Екстра» з розрахунку 300−400 г на 100 кг молока.

3.4 Формування сирної маси

Формування сиру — це сукупність технологічних операцій, спрямованих на відділення сирного зерна від сироватки і утворення з нього монолітних індивідуальних сирних головок або блоків з необхідної формою, розміром і масою. Застосовують в основному три основі способи формування сиру: з пласту, насипом, наливом. Після 20 хв. витримки з сіллю зерно насосом (з сирних ванн) подають на вібраційне сито (лоток) для видалення сироватки. З бункера вібратора зерно надходить безпосередньо у встановлені на транспорті сирні форми, попередньо вистелені вологою чистою серп’янкою або міткалем. У формах зерно ущільнюють, серп’янку розправляють, натягують, кінці її акуратно поміщають на поверхні сиру. Форми з ущільненим зерном переміщують до пресів. Вібраційне сито повинно знаходитися в пресувального приміщенні близько пресів, а сирне зерно подають до них насосом. Застосування насосів і вібратора забезпечує проточність виробництва. При цьому прискориться відділення сироватки від терну без пониження його температури і без затримки розвитку молочнокислого процесу. Формування сирного зерна насипом сприяє утворенню характерного для цього виду сиру пустотного, нерівномірного, незграбного і щілистого малюнка. Порожнечі, що залишилися між зернами, після видалення сироватки заповнюються повітрям, а в подальшому газом, що викликає утворення вічок різних розмірів і форми.

Пресування сирної маси Після формування зазвичай сири пресують, або відбувається їх самопресування під вагою верхніх шарів. Пресування і самопресування необхідно для подальшого закріплення форми сиру, щільного з'єднання зерен в суцільний моноліт, для видалення механічно захопленої сироватки та створення щільної замкнутої поверхні. Наповнені зерном форми залишають на протязі 30−60 хвилин для самопресування маси. Після закінчення даного часу сир ставлять під прес. Тиск протягом першої години пресування має становити 10кПа. Після закінчення години сир перепресовують, віджимаючи серп’янку, і маркують цифрами, поміщаючи їх в центрі верхнього полотна сиру (дата вироблення), потім у форму поміщають металевий диск і знову ставлять під прес. Так як тиск діє в основному на нижні шари, то верхні шари залишаються мало ущільненими. Тому сири необхідно перепрессовувати і перевертати. Тривалість пресування сиру становить від 2 до 7 годин при поступовому підвищенні тиску від 10кПа до 35 кПа. Тривалість процесу самопресування і пресування сиру визначається, перш за все, досягненням активної кислотності в сирі після пресування в межах від 5,2 — 5,3 рН. Відпресований сир повинен мати добре замкнуту поверхню. Оптимальна масова частка вологи в сирі після пресування 44−45%.

3.5 Посол сиру

Мета посолу сиру надання йому відповідного смаку і збереження продукту від швидкого перезрівання і псування. Сіль є до деякої міри регулятором розвитку молочнокислих, пропіоновокислих та інших бактерій, що беруть участь у дозріванні сирів. Частковий посол сирної маси в процесі другого нагрівання підвищує гідрофільність зерна і вміст вологи в сирній масі на 2−3%, яка утримується на наступних стадіях обробки. Посол сиру в насиченому розсолі призводить до втрат вологи в сирах з низькою температурою другого нагрівання і усушка становить до 4−5% до первісного вазі сиру. Сіль впливає на розвиток бактерій в сирній масі і може вплинути на процес дозрівання сиру. Відпресований сир поміщають в розсіл концентрацією від 18 до 24% і до осаджують на протязі (2−4) діб, щоб вміст солі в зрілому сирі становило 1,5 ± 0,5%. Температура розсолу (8−12) °С. Додатковий посол в ропі сприятливо впливає на ущільнення поверхневого шару і сприяє якнайшвидшому утворенню скоринки сиру, а також знижує температуру сирної маси, що оберігає сир від деформації при його подальшій витримці в сиро сховищі на дозріванні. Сир розміщують в басейнах на спеціальних етажерках. При відсутності посолочних етажер сир розміщують в басейнах в 1−2 ряди і через добу перевертають. Верхнє полотно сиру, виступаюче з розсолу, накривають вологою тканиною, щоб запобігти появі тріщин на кірці. У процесі посолу сиру і подальшого догляду за ними в сиро сховищі не можна допускати пошкодження кірки сирів, так як при появі навіть незначних тріщин та інших пошкоджень починає розвиватися підкіркова цвіль, а отже, зниження якості сиру. Перед зануренням в розсіл, необхідно ретельно оглянути поверхню сиру і при виявленні незамкнутих пір (недопресування), порушення цілісності, при наявності тріщин та інших пошкоджень загорнути сир в серветку і знову помістити під прес на 2−3години. При необхідності для кращої пресування сиру рекомендується поверхню його нагрівати, занурюючи його на 2−3хв у воду з температурою 75−80 °С. Повний посол сирної маси розсолом у ванні в зерні здійснюється за наступною схемою. Перед посолом видаляють з ванни сироватку, залишаючи їй близько 40% від загального обсягу ванни. Сіль вносять у вигляді концентрованого попередньо пастеризованого до 85−90 ° С і охолодженого розсолу з розрахунку 1−1,2 кг на центнер суміші та забезпечення утримання солі в зрілому сирі в межах (1.5 ± 0.5)%. В подальшому після посолу сир обсушують 2−3 доби в сиро сховищі при температурі 8−12 ° С і відносній вологості повітря від 90% до 95%. Щоб не допустити деформації, його періодично перевертають. Після обсушування сир упаковують в плівку і перемішають для дозрівання в камери з температурою 10−15 ° С відносною вологістю повітря 85−90%. Дозрівання протікає 30 діб з дня виготовлення. При підсолі сиру сіль накопичується спочатку тільки в периферійних шарах сиру і поступово проникає в центр. Концентрацію і якість розсолу необхідно ретельно контролювати. Для визначення концентрації достатньо знайти щільність розсолу за допомогою ареометра. У міру використання розсолу його кислотність підвищується внаслідок виділення з сиру сироватки. Одночасно він збагачується молочним цукром, солями і в невеликій мірі білками. Підвищена кислотність розсолу негативно діє на утворення кірки (вона стає менш міцною), тому необхідно час від часу знижувати кислотність розсолу, додаючи крейда чи вапно. Концентрація розсолу починає зменшуватися з моменту занурення в нього свіжих сирів, це пояснюється тим, що під впливом різниці концентрацій солі в розсолі і сирної вологи, з свіжих сирів виділяється велика кількість сироватки, яка знижує концентрацію розсолу, особливо верхніх шарів. Температура солильних приміщень і самого розсолу повинна бути в межах 8−12 С. відносна вологість повітря 92−96%.

3.6 Дозрівання сиру

Сутність дозрівання сиру полягає в тому, що в період витримки його сирна маса під дією сичужного ферменту, ферментів, виділених молочнокислими бактеріями, піддається глибоким біохімічним перетворенням, яке обумовлює появу в сирі специфічного смаку та аромату, структури, кольору, малюнка. При дозріванні сиру змінюються колоїдно-хімічні та фізичні властивості складових частин сирної маси: білка, жиру, вуглеводів, мінеральних солей і т. д. Найбільшим змінам піддаються білки, молочний цукор і лимонна кислота. У процесі дозрівання частина нерозчинного білка свіжого сиру під впливом бактеріальних ферментів розщеплюється на пептони, пептиди, амінокислоти та інші розчинні речовини, що додають смак сиру. Смак і запах сиру обумовлюється розпадом білків (казеїну), молочного цукру та інших складових частин (молочнокислого кальцію, лимонної кислоти тощо) і накопиченням в сирній масі розчинних і летких речовин — амінокислот, жирних кислот, пропіонової, молочної, оцтової кислоти, аміаку, ефіру та інших речовин. Після посолу сир переміщають у відділення сиро сховища з температурою 8−12 ° С, відносною вологістю повітря 90−95%, де він обсушується від двох до трьох діб. У цей час ретельно стежать за тим, щоб у приміщенні не було протягів або посиленої вентиляції, щоб не допустити зайвого обсихання поверхневого шару сиру і появи на його шкірці дрібних тріщин, що призводять в подальшому до розвитку підкіркової плісняви. У камерах обсушування сиру не можна допускати обсіменіння спорами цвілі, що веде до розвитку цвілі на поверхні сиру і в підкірковому шарі. У приміщеннях повинен бути чотириразовий обмін повітря з механічною та біологічною фільтрації, що запобігає розвитку цвілі. Температуру у них необхідно підтримувати тільки подаючи в камери за допомогою кондиціонерів попередньо осушене повітря.

Охолодження сиро сховищ за допомогою батарей не бажано, бо при цьому підвищується вологість повітря, що негативно впливає на якість сиру. У міру появи на сирах цвілі або слизу їх миють у теплій воді при температурі 35 ° С. Через 2−3 доби сир упаковують у полімерну плівку. Перед упаковкою сир ретельно обмивають суспензією сорбінової кислоти. В охолоджений, відстояний розсіл додають сорбінову кислоту з розрахунку 80 г на 1л розсолу. При дозріванні сирів в плівці значно знижуються витрати праці по догляду і скорочуються втрати продукту. Тому сир, який підлягає дозріванню в полімерних плівках рекомендується виробляти із зниженою на 2,0% масовою часткою вологи після пресування в порівнянні з сирами, що дозрівають без плівки. Сир, що підлягає упаковці, повинен мати суху, чисту поверхню без цвілі і слизу та без будь-яких пошкоджень. Для запобігання конденсації вологи на поверхні сирів температура в пакувальному приміщенні не повинна перевищувати температуру в камерах дозрівання сиру. Якщо упаковку проводять при кімнатній температурі, то сири попередньо витримують в пакувальному приміщенні на протязі (2 ± 0,5) годин, упаковку сиру в пакети з полімерної плівки проводять на спеціальних вакуум-пакувальних машинах різних конструкцій відповідно до інструкції з їх експлуатації. При упаковці сиру під вакуумом, з пакету повинно бути повністю видалено повітря і забезпечена його герметизація шляхом термозварювання або затиснення металевих кліпс. При використанні пакетів з повіденової плівки після упаковки сиру проводять термообробку плівки — упакований сир занурюють у гарячу воду з температурою 80−85 ° С. Під впливом високої температури плівка дає усадку і щільно прилягає до поверхні сиру. Для приведення термообробки пакетів з сиром рекомендується використовувати спеціальні пристрої або пристосування, що виключають можливість пошкодження пакета. Упаковка вважається задовільною, якщо плівка щільно облягає сир, між нею і поверхнею сиру не утворюється видимого повітряного простору та при легкому натисканні під кутом 30 до поверхні сиру плівка не рухається. Не допускається перевірка якості упаковки шляхом відтягування плівки від поверхні сиру щоб уникнути розриву пакету. Упакований в полімерну плівку сир дозріває в камері з температурою (10−15) °С, і відносною вологістю повітря (85−90)% протягом 30 діб з дня вироблення. Під час дозрівання упакованих сирів стежать за тим, щоб вчасно виявити порушення герметизації пакетів, що супроводжується розвитком на сирах поверхневої мікрофлори. Такі сири відразу ж повинні бути піддані мийки, тепловій обробці і після обсушування їх повторно упаковують в плівку.

3.7 Зберігання сирів

Зберігання сирів здійснюється при температурі від -4 до 0 ° С і відносній вологості повітря 85−90% або при температурі від 0−8 ° С і відносній вологості повітря 80−85%. Якість сиру перевіряється не рідше, ніж один раз на 30 діб. За результатами цих перевірок виносять рішення про можливість подальшого зберігання сирів без зниження їх бальної оцінки. Сири повинні зберігатися на стелажах або упакованими в тару, покладену штабелями на рейках. Між складеними штабелями залишають прохід шириною 0,5 м, причому торці тари з маркуванням на них повинні бути звернені до проходу. Зберігання сиру спільно з рибою, копченостями, фруктами, овочами та іншими харчовими продуктами зі специфічним запахом в одній камері не допускається. Терміни зберігання і придатності сиру слід відраховувати від дати видачі посвідчення про якість. Сир зберігається три місяці при температурі (0−8) ° С і чотири з половиною місяці і при температурі (-4−0) ° С Сортування Сири, які досягли кондиційної зрілості (термін дозрівання обчислюється з дня вироблення), перед відправкою з заводу попередньо розсортовують по датам виробітку, номерам варок і оцінюють за якістю. Сортування зрілого сиру виробляють за зовнішнім виглядом, за результатами простукування і органолептичної оцінки проби сиру, взятої щупом. Сортування, огляд та оцінку якості сиру проводить технолог підприємства, що відправляє сир. Органолептична оцінка сиру проводиться при температурі продукту (18 +2) ° С у відповідності з вимогами нормативної документації на даний вид сиру Маркування На кожній головці або бруску сиру повинні бути зазначені: дата вироблення (число, місяць), номер варіння сиру (цифри розташовуються в центрі верхнього полотна головки або бруска сиру) шляхом опресування в тісто сиру казеїнових або пластмасових цифр або відбитка металевих цифр, дозволених до застосування органами Держсанепідемнагляду. На одну з торцевих сторін тари з сиром незмивною фарбою за допомогою трафарету або шляхом наклеювання етикетки наносять маркування з позначеннями:

найменування сиру, найменування підприємства-виробника, складу сиру;

масової частки жиру в сухій речовині у відсотках;

номери варіння і дати вироблення;

маси нетто;

маси брутто;

кількість пакувальних одиниць в ящику;

умов зберігання;

терміну придатності;

інформації про сертифікацію;

позначення цих технічних умов, харчової та енергетичної цінності продукту;

маніпуляційний знак «Берегти від нагрівання»

3.8 Упаковка

Сир відвантажують з підприємства-виробника в пакувальному вигляді. Зрілі сири повинні бути упаковані в дощаті ящики. Для реалізації сиру всередині області, краю або республіки, в яких вони вироблені, і для іногородніх перевезень допускається пакування сирів в картонні ящики, що відповідають вимогам нормативної документації. Сири, відібрані для упаковки, зважують, в супровідній документації записують масу тари, масу нетто, брутто і кількість сирів. Перед пакуванням сиру в дерев’яну тару його загортають в обгортковий папір, пергамент. У кожний ящик поміщають сири одного найменування, сорту, однієї дати вироблення і одного номера варіння. Допускається пакування сирів різних дат вироблення в один ящик з маркуванням «збірний». Тара для упаковки сирів повинна бути чистою, що не має сторонніх запахів, впливають па якість продукції. Вологість деревини повинна бути не більше 20%, цвіль на дощечках і планках не допускається. Стороння червоточина і смоляні кишеньки допускаються тільки на зовнішній стороні тари.

Маса нетто та допустимі відхили для пакувальної одиниці зазначені у (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 — Маса нетто та допустимі відхили для пакувальної одиниці

4. Моделювання технологічної схеми виробництва сирів з високою температурою обробки сирної маси

Параметричне моделювання (параметризація) — моделювання (проектування) з використанням параметрів елементів моделі і співвідношень між цими параметрами. Параметризація дозволяє за короткий час «програти» (за допомогою зміни параметрів або геометричних співвідношень) різні конструктивні схеми і уникнути принципових помилок.

Чорний ящик — термін, що використовується в точних науках (зокрема, системотехніці, кібернетиці та фізики) для позначення системи, механізм роботи якої дуже складний, невідомий або неважливий в рамках даної задачі. Такі системи зазвичай мають певний «вхід» для введення інформації і «вихід» для відображення результатів роботи. Стан виходів зазвичай функціонально залежить від стану входів і т.д.

Чорний ящик процесу згортання молока (рис. 4.1) дає можливість охарактеризувати дану технологічну операцію з боку впливу певних параметрів на цеп процес.

Така параметрична модель показує: