Тетра Пак. Технология производства молока

Подождите немного. Документ загружается.

пастеризации на сепаратор (4) для предварительного концентрирования жира до содержания приблизительно

75%. (Температура при предварительном концентрировании и далее до пластинчатого теплообменника (11)

поддерживается на уровне приблизительно 60С.) "Легкую" фазу собирают в танк для промежуточного

хранения (6) в ожидании дальнейшей обработки, в то время как "тяжелую" фазу, обычно называемую пахтой,

можно направить через сепаратор (5) для выделения жировой фракции, которая затем будет перемешана с

поступающими сливками (3). Обезжиренное молоко поступает обратно в пластинчатый теплообменник (2) для

теплообмена и затем в танк для хранения. После промежуточного хранения в танке (6) концентрат сливок

подается на гомогенизатор (7) для инверсии фазы, после чего он проходит этап заключительного

концентрирования (9). Так как гомогенизатор работает с несколько более высокой производительностью, чем

сепаратор на этапе заключительного концентрирования, образовавшийся излишек продукта, не захваченный

сепаратором, повторно перекачивается в танк для промежуточного хранения (6). Часть механической энергии,

используемой в процессе гомогенизации, преобразуется в тепло; во избежание нарушения температурного

режима установки это дополнительное тепло удаляется в охладителе (8).

Наконец продукт, содержащий 99,5% жира, предварительно нагревают в пластинчатом теплообменнике

(11) до 95–98С и направляют в вакуумную камеру (12) для достижения влажности не более 0,1%, после чего

масло охлаждают (11) до температуры 35–40С – обычной температуры упаковки.

Таким образом, ключевыми компонентами установки для получения ОМЖ, работающей на сливках,

являются сепараторы для концентрирования жира и гомогенизаторы для инверсии фазы.

Производство ОМЖ из масла

ОМЖ часто производят из масла, особенно из масла, которое не предполагается использовать в течение

приемлемого периода времени. Опытным путем было обнаружено, что имеется некоторая трудность в

получении абсолютно светлого жидкого жира после этапа заключительного концентрирования, когда исходным

материалом является свежеприготовленное масло; жир будет испорчен легким помутнением.

Этого не происходит с маслом, которое хранилось две недели или более.

Причина этого явления до конца непонятна, но известно, что требуется некоторое время (недели) после

сбивания перед полным формированием "тела" масла. Также было отмечено: при нагревании образцов

разделить составные части эмульсии свежего масла намного труднее, чем выдержанного, и что оно также не

выглядит таким светлым.

Обычно в качестве сырья используют свежие сливки, несоленое масло, но можно использовать и

сквашенные сливки или соленое масло.

Стандартная установка для производства ОМЖ из масла. Масло на установку подают из ящиков (по 25

кг), в которых оно некоторое время хранилось. Сырьем может также быть замороженное масло, хранящееся при

температуре –25С.

После перемешивания в ящиках масло расплавляют путем косвенного нагрева в оборудовании

различного типа. Перед началом этапа заключительного концентрирования температура расплавленного масла

должна достичь 60С. Плавление под воздействием прямого нагрева (впрыском пара) приводит, как правило, к

формированию нового типа эмульсии с мелкими воздушными пузырьками, образующими дисперсную фазу,

которую трудно отделить. При последующем концентрировании данная фаза вместе с жидким жиром вызывает

помутнение. После плавления и нагрева горячий продукт перекачивают в танк для выдержки (2), где его можно

выдерживать в течение некоторого промежутка времени (20–30 минут), главным образом для обеспечения

полного расплавления, а также для агрегирования белков.

Из танка для выдержки продукт перекачивают в концентратор для заключительного концентрирования

(3), после которого легкая фаза, содержащая 99,5% жира, поступает в пластинчатый теплообменник (5) для

нагрева до 90–95С, а далее в вакуумный сосуд (6) и, наконец, назад, в пластинчатый теплообменник (5) для

охлаждения до температуры упаковки 35–40С.

Тяжелую фазу можно перекачать в танк для пахты или в танк для сбора отходов, в зависимости от того,

"чистая" она или содержит нейтрализатор. Если масло поступает непосредственно из маслоизготовителя

непрерывного действия, возникает та же опасность получения мутного жира, как и в упомянутом случае

производства свежего масла. Однако при герметичной конструкции концентратора на этапе заключительного

концентрирования можно регулировать уровень продукта внутри машины, чтобы получить фазу светлого

жидкого жира с содержанием жира 99,5% в несколько меньшем объеме и тяжелую фазу с относительно

высоким содержанием жира, приблизительно 7% в несколько большем объеме. Тяжелую фазу следует затем

сепарировать повторно, и полученные при повторном циклесливки должны быть перемешаны со сливками,

подаваемыми на маслоизготовитель непрерывного действия.

Рафинирование ОМЖ

ОМЖ можно рафинировать для различных целей. Способы рафинирования:

• Фильтрование (промывание)

• Нейтрализация

• Фракционирование

• Снижение уровня холестерина.

Фильтрование (промывание)

Фильтрование включает в себя промывание жидкого жира водой с целью получения чистого,

блестящего, прозрачного продукта. На этом этапе в жидкий жир, выходящий из сепаратора заключительного

концентрирования, добавляют 20–30% воды. Температура воды должна быть равна температуре жидкого жира.

После кратковременной выдержки воду отделяют еще раз, удаляя вместе с ней водорастворимые вещества (в

основном белок).

Нейтрализация

Нейтрализацию проводят для снижения уровня свободных жирных кислот (СЖК), присутствующих в

жидком жире. Высокие уровни СЖК вызывают появление посторонних запахов, жидкого жира и продуктов, в

производстве которых он используется.

Щелочь (NaOH), концентрация которой 8–10%, добавляют в жидкий жир в количестве,

соответствующем уровню СЖК. После выдержки приблизительно в течение 10 секунд добавляют воду в той же

пропорции, что и при фильтровании, а затем омыленные СЖК сепарируют вместе с водной фазой. Важно,

чтобы жидкий жир и щелочь были хорошо перемешаны, но это следует выполнять осторожно во избежание

повторной эмульгации жира.

Устройство для этапа нейтрализации. Раствор щелочи в баке (1) с концентрацией 8–10% и при

температуре, равной температуре, при которой жидкий жир покидает этап заключительного концентрирования,

дозируется (2) в поток указанного жидкого жира. После тщательного перемешивания (3) поток проходит

секцию выдержки (4) в течение 10 секунд, затем в поток (5) дозируют горячую воду – около 20% от расхода,

направляющегося на второй сепаратор (6) через блок перемешивания (7).

Фракционирование

Фракционирование – это процесс, в ходе которого жидкий жир сепарируют на жиры с высокой и

низкой точками плавления. Эти фракции обладают различающимися свойствами, и их можно использовать в

производстве разных продуктов.

Имеется несколько методов фракционирования жира, но наиболее часто используемым является метод,

не требующий добавок. Процесс можно кратко описать следующим образом:

ОМЖ, часто после фильтрования для получения максимально возможной степени чистоты "сырья",

расплавляют, а затем медленно охлаждают до расчетной температуры, при которой кристаллизуется

определенная фракция, в то время как фракции с более низкими точками плавления остаются в жидком

состоянии. Кристаллы собирают с помощью специальных фильтров. Затем фильтрат охлаждают до более

низкой температуры, при которой кристаллизуются другие фракции, которые собирают, и т. д.

Одним из способов рафинирования при производстве молочного жира или обезвоженного молочного

жира может являться нейтрализация свободных жирных кислот (СЖК).

Снижение уровня холестерина

Снижение уровня холестерина – это процесс, при котором холестерин удаляют из ОМЖ.

Часто используемым методом является перемешивание масла с модифицированным крахмалом, бета-

циклодекстрином (БЦД). Молекула БЦД окружает холестерин, образуется осадок, который можно отделить

центрифугированием.

Упаковка

ОМЖ упаковывают в тару различного размера. Для домашнего хозяйства и ресторанов применяют тару

от 1 до 19,5 кг, а в промышленности используются барабаны вместимостью минимум 185 кг.

Обычно сначала в тару вводят инертный газ – азот (N2). Так как азот тяжелее воздуха, он опускается на

дно. Затем тара заполняется ОМЖ – он тяжелее, чем N2 – ОМЖ оказывается внизу, а газообразный N2 создает

"воздухонепроницаемое покрытие", предотвращающее обусловленное соприкосновениемс воздухом окисление

ОМЖ.

Сыр

Традиции и основы сыроделия

• Сыроделие было знакомо многим народам, еше с древних времен

• Сыр – это молочный концентрат, твердые вещества которого включают в основном белок,

казеин и жир. Оставшаяся жидкость называется сывороткой

• Как правило, при производстве твердых и некоторых полутвердых сыров казеин и жиры,

содержащиеся в молоке, концентрируются примерно в 10 раз

• Строгого определения сыра как такового нет, т. к. существует много его разновидностей

• По содержанию влаги сыры делят на три группы: твердые (с низким содержанием влаги), полутвердые

и мягкие Общепринятая классификация сыров дана в Стандарте № А6 ФАО/ВОЗ

• Каждая группа различается по ряду характеристик, таких как структура (плотность, консистенция),

запах и внешний вид, которые зависят от выбора закваски и применяемой технологии • Плавленый сыр является

термообработанным продуктом, произведенным на основе различных видов сыра разного возраста в

соответствии со Стандартом № А8(b) ФАО/ВОЗ

• Сывороточный сыр является видом сыра, который в основном изготавливают в Норвегии и Швеции и

определяют в соответствии со Стандартом № А7 ФАО/ВОЗ следующим образом: сывороточные сыры – это

продукты, которые получают путем концентрирования сыворотки и ее формирования с добавлением или без

добавления молока и молочного жира

• Сливочный сыр – это мягкий несозревший сыр, кратко описанный в Стандарте С 31 ФАО/ВОЗ как

продукт, обладающий мягким сливочным или кисловатым ароматом, характерным для молочных продуктов,

сквашенным закваской, включающей ароматобразующие микроорганизмы и продуцирующей молочную

кислоту.

Терминология классификации сыров

(Источник: Кодекс питания, ФАО/ВОЗ, Стандарт А6)

Сыр – это свежий или выдержанный твердый или полутвердый продукт, в котором соотношение

сывороточные белки – казеин не выше, чем в молоке. Существуют два способа получения сыра:

а Путем коагуляции (полной или частичной) следующего сырья: молока, обезжиренного молока,

частично обезжиренного молока, сливок, подсырных сливок или пахты при воздействии сычужного фермента

или других подходящих свертывающих агентов или при частичном удалении сыворотки после такой

коагуляции

b Путем применения технологии, включающей коагуляцию молока и/или продуктов, полученных из

молока, по которой производится конечный продукт, имеющий такие же физические, химические и

органолептические характеристики, какие имеет продукт, попадающий под классификацию сыров.

Определения

1 Созревший или зрелый сыр – это сыр, который не готов к потреблению сразу после изготовления, а

должен выдерживаться при определенных условиях (время, температура и т.д.), при которых должны произойти

необходимые биохимические и физические изменения, характеризующие сыр

2 Плесневой созревший или плесневой зрелый сыр – это выдержанный сыр, в котором созревание

достигалось в основном за счет характерного развития плесени внутри и/или на поверхности сыра

3 Несозревший, незрелый или свежий сыр – это сыр, который готов к употреблению сразу после

изготовления.

Классификация сыров

Классификация, показанная в таблице 14.1, применяется ко всем сырам, относящимся к этому

стандарту. Однако данная классификация не исключает указаний более специфических требований в стандартах

для отдельных видов сыра. Самым большим из когда–либо сделанных сыров был сыр Чеддер весом 15 190 кг.

Он был изготовлен в январе 1964 года фирмой Wisconsin Foundation для всемирной выставки Word Expo в Нью–

Йорке. На его производство потребовалось 43 часа.

В 1974 году русские нашли сыр в зоне вечной мерзлоты в сибирской тундре. Ему было по меньшей

мере 2000 лет, и он бесспорно был деликатесным продуктом.

Производство сыра – общие процессы для твердых и

полутвердых сыров

Производство сыра включает в себя ряд основных этапов, которые являются общими для большинства

типов сыра. Существуют также другие способы обработки, которые специфичны для определенных видов.

Сыропригодное молоко предварительно обрабатывается,возможно, предварительно выдерживается

после добавления бактериальной культуры, используемой для данного типа сыра, и смешивается с сычужным

ферментом. Воздействие энзимов сычужного фермента приводит к коагуляции молока до состояния твердого

геля, называемого коагулятом. Его разрезают специальным режущим инструментом на мелкие кубики

требуемого размера – прежде всего чтобы способствовать выделению сыворотки. Во время перерыва процесса

обработки сгустка бактерии растут и образуют молочную кислоту. Сырное зерно подвергается механической

обработке

Таблица 14.1

Классификация сыров

УСЛОВИЕ I УСЛОВИЕ II УСЛОВИЕ III

Если MFFB* Первая фраза в Если FDB** Вторая фраза в Обозначение по основным составляет, %

обозначении будет составляет, % обозначении будет характеристикам созревания

< 41 Сверхтвердый >60 Высокожирный 1 Созревший или зрелый

49 – 56 Твердый 45 – 60 Жирный а) в основном поверхность

54 – 63 Полутвердый 25 – 45 Средней жирности б) в основном внутренняя часть

61 – 69 Полумягкий 10 – 25 Нежирный 2 Созревший или зрелый при участии плесени

>67 Мягкий <10 Обезжиренный а) в основном поверхность

б) в основном внутренняя часть

3 Несозревший или незрелый***

* MFFB – процентное содержание влаги от обезжиренной основы, т. е.

** FDB – процентное содержание жира от сухой основы, т. е.

*** Молоко, предназначающееся для этого типа сыра, должно быть пастеризовано

Примеры:

Вид Происхождение FDB MFFB Условие I

Пармезан Италия 35+ ≈40% Сверхтвердый

Грана Италия 35+ ≈41% Сверхтвердый

Эмменталь Швейцария 45+ ≈52% Твердый

Грюйер Франция 45+ ≈52,5% Твердый

Чеддер Великобритания 50+ ≈5% Твердый/Полутвердый

Гауда Нидерланды 45+ ≈57% Полутвердый

Тильзитер Германия 45+ ≈57% Полутвердый

Хаварти Дания 45+ ≈59% Полутвердый

Голубой сыр Дания, Франция, Полутвердый/Полумягкий

Швеция и др. 50+ ≈61%

Бри Франция 45+ ≈68% Полумягкий

Домашний сыр США >10 <69 Мягкий

Вес влаги в сыре

Общий вес сыра – вес жира в сыре

x 100

Содержание жира в сыре

Общий вес сыра – вес жира в сыре

x 100

с помощью перемешивающего устройства, в то же самое время оно нагревается по заданной программе.

Общий эффект этих трех операций – рост микроорганизмов,механическая обработка и термообработка

– заключается в синерезисе, т. е. отделении сыворотки от сырного зерна. Сырную массу помещают в сырные

формы, сделанные из металла, дерева или пластика, которые определяют форму готового сыра.

Сыр прессуется под тяжестью своего веса, а чаще под давлением на форму. Обработка сгустка и

прессование определяют характеристики сыра.

На графике технологического процесса показаны также посолка и хранение. Наконец, сыры покрывают,

обертывают или упаковывают.

Предварительная обработка молока

Пригодность молока для производства сыра зависит в основном от условий на молочной ферме. Кроме

строгого соблюдения основных санитарных требований, необходимо также обеспечить, чтобы молоко больных

коров или животных, прошедших лечение антибиотиками, не использовалось в сыроделии или производстве

каких-либо других молочных продуктов. Кормление животных плохо приготовленным кормом может сильно

ухудшить качество некоторых сыров.

Сыропригодное молоко

Нормализация по содержанию жира

• Содержание жиров по отношению к СОМО (казеин)= ж/СОМО (казеин)

Пастеризация

• 70–72C/15–20 с (не всегда используется)

• Охлаждение примерно до 30C – температура сычужного свертывания

Выбор

Механическое уменьшение количества бактерий:

• Бактофугирование

• Микрофильтрация

От молока к сыру

В сырной ванне

• Cырное молоко

• Добавки:

– Хлористый кальций

– Селитра, если разрешается законом

– Бактериальная закваска, соответствующая типу сыра

– Сычужный фермент

Сгусток

• Разрезание на зерна

• Подогрев, второе нагревание, прямо или косвенно в зависимости от вида сыра

• Сбор сгустка для предварительного прессования и/или окончательного формования/прессования, и

если требуется

• Посолка рассолом или для сыра Чеддер

• Чеддеризация, измельчение, посолка, формование и прессование Формованный, прессованный,

посоленный сыр на созревание при комнатной температуре в течение определенного времени

Сбор молока

При классическом способе получения молока, т. е. поставке всего молока, необходимого для

суточногопроизводства, во флягах на молочную ферму в течение нескольких утренних часов, молоко

обрабатывалось почти сразу же после взвешивания. Затем одновременно с сепарированием и пастеризацией

осуществлялась нормализация по содержанию жира, и после регенеративного охлаждения до температуры

сычужного свертывания молоко перекачивалось в сыродельные ванны.

Все более и более распространенной становится практика сбора молока с ферм в течение двух или даже

трех дней. Это означает, что особенно жесткие требования должны предъявляться к тому, как производители

обрабатывают молоко, а также к водителям цистерн, которые должны иметь полномочия отказывать в приемке

молока, если оно даже слегка имеет привкус или/и ухудшенный запах. Мастит – это распространенная болезнь,

которая вызывает у коров боль, а также сильно влияет на состав молока; фермеры должны забраковывать такое

молоко или, по крайней мере, не посылать его на молочный завод.

Термообработка и механическое уменьшение

количества бактерий

Термизация

Когда ввели сбор молока через день, изготовители сыра, использовавшие такое молоко, заметили, что

качество сыра часто ухудшалось. В частности, такая тенденция была замечена, когда молоко нужно было

хранить до следующего дня после его получения, даже если его охлаждали до 4 С при подаче из

автомолцистерны в танк для хранения. Так как рабочие недели ограничены до шести или даже пяти дней,

можно прогнозировать более длительное хранение. Хранение молока при пониженной температуре вызывает

изменение присутствующих в нем белков и солей, что приводит к ухудшению сыропригодности молока. Было

показано, что через 24 часа хранения при 5 С примерно 25% кальция выпадает в осадок в виде фосфата. Это

снижение, однако, временное; после пастеризации молока кальций опять растворяется и коагулятивные

свойства молока практически полностью восстанавливаются.

-казеин во время хранения при пониженных температурах тоже расщепляется и отделяется от мицелл

казеина, что в дальнейшем отрицательно сказывается на сыропригодности молока. Однако такое изменение

тоже почти полностью восстанавливается во время пастеризации.

Другим и столь же важным феноменом является то, что микрофлора, попадающая в молоко при

повторном бактериальном обсеменении – особенно Pseudomonas spp – приспосабливается к низкой температуре,

при которой ее ферменты, протеиназы и липазы, расщепляют белок и жиры соответственно.

В результате такого воздействия появляется “горький” привкус, возникающий при расщеплении -

казеина, который покидает казеиновые мицеллы во время хранения при низкой температуре.

Протеолитические и липолитические ферменты, образованные Pseudomonas, могут также совместно

проникать сквозь мембраны жировых шариков.

Это совместное взаимодействие ведет к высвобождению жирных кислот, особенно низших, путем

воздействия липазы, в результате чего молоко приобретает прогорклый привкус.

Молоко от больных коров или животных, которых лечили антибиотиками, нельзя использовать в

производстве сыра или каких–либо других молочных продуктов.

Поэтому, если молоко, которому уже, по меньшей мере, 24–48 часов, не может быть обработано в

течение 12 часов после доставки на молочный завод, рекомендуется охладить его примерно до 4С или лучше

термизировать его.

Термизация означает умеренную термообработку при 65С в течение 15 с, затем охлаждение до 4С, но

и после данной обработки молоко все еще дает положительную реакцию на присутствие фосфотазы. Эта

технология была в основном введена с целью остановить рост психротрофной микрофлоры при хранении

молока более 12–48 часов после его доставки на завод. Как было указано в главе 1, “критический возраст”

сырого молока, хранящегося при температуре 4С, обычно составляет от 48 до 72 часов после доения.

Пастеризация

До начала процесса изготовления сыра молоко обычно предварительно обрабатывается с целью его

оптимизации для производства.

Молоко, предназначенное для приготовления сыра, который созревает более одного месяца,

необязательно пастеризовать, но обычно его пастеризуют. Из таблицы 14.1 можно видеть, что молоко,

предназначенное для незрелых сыров (свежие сыры), должно пастеризоваться. Это подразумевает, что молоко

для изготовления тех видов сыра, которым требуется период созревания, по меньшей мере, один месяц, не

нуждается в пастеризации.

Однако сыворотка, предназначенная для фуража, должна пастеризоваться для предотвращения

возможности распространения болезни крупного рогатого скота. Тем не менее, если молоко, предназначенное

для изготовления сыра, пастеризовано, то нет необходимости пастеризовать сыворотку отдельно.

Молоко, предназначенное первоначально для производства Эмментальского сыра, Пармезана, Грана и

других сверхтвердых сыров, не должно подогреваться до более чем 40С во избежание изменения вкуса аромата

и отделения сыворотки. Молоко для этих типов сыра обычно поступает с отобранных молочных ферм, где часто

проводят ветеринарную инспекцию поголовья. И хотя считается, что сыр, изготовленный из

непастеризованного молока, имеет лучший вкус и аромат, многие производители (за исключением

изготовителей сверхтвердых типов) пастеризуют молоко, т.к. его качество повышается не настолько, чтобы

имело смысл рисковать и обходиться без пастеризации.

Пастеризация должна быть значительной, чтобы убить бактерии, способные повлиять на качество сыра

– например, Coliforms, которые могут легко вызвать вспучивание и нежелательный привкус. Широко

применяется высокотемпературная кратковременная пастеризация HTST при 72–73С в течение 15–20 секунд.

Однако спорообразующие микроорганизмы переживают пастеризацию в состоянии спор и могут вызвать

серьезные проблемы во время процесса созревания. Примером может быть Clostridium tyrobutyricum, которые

образуют масляную кислоту и большие объемы водородного газа путем сбраживания молочной кислоты. Этот

газ полностью разрушает структуру сыра, не говоря уже о том, что маслянаякислота придает неприятный вкус

сыру.

Более интенсивная тепловая обработка может уменьшить этот риск, но может и серьезно ухудшить

общую сыропригодность молока. Поэтому для уменьшения количества термостойких бактерий используются

другие средства. Традиционно в молоко, предназначенное для сыроделия, до производства добавляли

определенные химикаты, чтобы избежать “вспучивания” и образования неприятного запаха, обусловленного

термостойкими, спорообразующими бактериями (в основном Clostridium tyrobutyricum). Чаще всего

используется нитрат натрия (NaNO3), хотя при изготовлении сыра Эмменталь также используется перекись

водорода (H2O2). Однако если использование химических добавок широко критиковалось, механические

средства уменьшения числа нежелательных микроорганизмов были одобрены, особенно в странах, где

запрещается применять химические ингибиторы.

Уменьшение количества бактерий механическим

путем

Бактофугирование

Как уже говорилось в главе 6.2, бактофугирование – это процесс, в котором используется специально

разработанная герметичная центрифуга Bactofuge(r), предназначенная для отделения бактерий из молока и

особенно спор, образованных некоторыми видами бактерий. Чаще всего применяется обычная HTST-

пастеризация (с кратковременной выдержкой при высокой температуре) при 72–73С в течение 15–20 секунд.

Бактофугирование оказалось эффективным способом сокращения количества спор в молоке, т. к. их

удельный вес выше, чем у молока. Бактофугирование обычно разделяет молоко на фракцию, которая более или

менее свободна от бактерий, и концентрат (бактофугат), который содержит как споры, так и бактерии в целом и

составляет до 3% от потока, поступающего в бактофугу.

Бактофугирование всегда является частью предварительной обработки молока. В тех случаях, когда

необходимо достичь высокого качества молока, предназначенного для производства сыра, бактофуга

устанавливается последовательно с центробежным сепаратором, до или после него.

Бактофуга устанавливается до сепаратора в случае предъявления повышенных требований к качеству

сливок, дополнительно образующихсяпри непрерывной нормализации молока в потоке.

При этом качество сливок будет улучшено, т. к. количество спор аэробных спорообразующих

микроорганизмов, таких как Bacillus cereus, будет уменьшено.

Для бактофугирования часто выбирают ту же температуру, что и для сепарирования, т. е. 55–65С, или

60–63С.

Существуют два типа бактофуги:

• Двухфазная бактофуга

• Однофазная бактофуга.

Двухфазная бактофуга имеет два выходных патрубка сверху:

– один для непрерывной выгрузки тяжелой фазы (бактофугата) через cпециальный верхний диск,

– другой для фазы с уменьшенным содержанием микроорганизмов.

Однофазная бактофуга имеет только один выход в верхней части центрифуги для молока с

уменьшенным количеством бактерий; бактофугат собирается в шламовом пространстве барабана и

разгружается с заранее заданными интервалами через отверстия в барабане.

Наличие двух типов позволяет выбирать различные комбинации оборудования для оптимизации

бактериологического состояния молока, используемого как для сыроделия, так и для других целей.

В этом контексте можно также упомянуть, что сыворотка, если она предназначается для производства

концентрата сывороточного белка в качестве ингредиента в молочных смесях для грудных детей, после

улавливания мелких частиц и жира должна быть подвергнута бактофугированию.

Альтернативные технологии

Существует около десяти возможных вариантов компоновки установки для бактофугирования; здесь

приводятся три примера:

1 Двухфазная бактофуга с непрерывным выбросом бактофугата

2 Однофазная бактофуга с периодическим сбросом бактофугата

3 Двойное бактофугирование с двумя однофазными бактофугами.

Установка герметична, доступ воздуха в систему отсутствует; образующийся непрерывно поток

концентрата микроорганизмов (бактофугат), не содержащий воздуха, является тяжелой фазой.

1. Двухфазная установка Bactofuge с непрерывной выгрузкой бактофугата

Эта технология работает при условиях герметичности и производит непрерывный поток концентрата

(бактофугата) бактерий в виде тяжелой фазы, не содержащей воздуха. Эта фаза, составляющая до 3% от

подаваемогопотока (регулируемого внешним лопастно-роторным насосом с регулируемой подачей), часто

стерилизуется и перемешивается с основным потоком. Принцип работы стерилизатора – впрыскивание

продукта в пар. Стерилизатор – настойного типа, а температура стерилизации – приблизительно 130С в течение

нескольких секунд – достаточна для инактивации спор микроорганизмов рода Clostridia. Горячий бактофугат,

выходящий из стерилизатора, перемешивается примерно с половиной объема молока, прошедшего

бактофугирование, чтобы снизить температуру до того, как он снова попадает в остальной поток, прошедший

бактофугирование. После смешивания молоко направляется в пастеризатор для пастеризации при температуре

72С в течение 15 секунд, затем следует регенеративное и окончательное охлаждение до температуры

сычужного свертывания.

Бактофуга с непрерывной выгрузкой бактофугата используется в тех случаях, когда

– возможно подмешивание стерилизованного бактофугата,

– существует альтернативное использование бактофугата в продукте, тепловая обработка которого

достаточно сильна, чтобы обеспечить инактивацию микроорганизмов.

Номинальная часовая производительность составляет 15 000 и 25 000 л (в зависимости от размера

центрифуги), при которой достигается как минимум уменьшение анаэробных спор на 98%.

2. Однофазная бактофуга с периодической выгрузкой бактофугата

Чтобы достичь упомянутого выше эффекта уменьшения количества бактерий, также рекомендуется

номинальная производительность 15 000 и 25 000 л/ч.

Бактофугат из однофазной бактофуги периодически сбрасывается через отверстия в корпусе барабана с

заранее заданными интервалами 15–20 минут, что означает, что бактофугат будет довольно концентрированным

и, таким образом, небольшим по объему, 0,15–0,2% от потока. Перед введением в молоко бактофугат должен

быть подвергнут стерилизации. Перед подачей в стерилизатор концентрат разбавляется бактофугированным

молоком примерно в количестве 1,8% от расхода, чтобы получить достаточный объем для должной

стерилизации. Начало и окончание работы насоса (6) разгрузки связано с режимом работы разгрузочной

системы бактофуги.

После стерилизатора горячий бактофугат охлаждается путем смешивания с бактофугированным

молоком примерно в количестве 50% от основного расхода.

Там, где законом не разрешается повторно использовать бактофугат, он должен быть слит в дренаж или

собран в баке для продукции, направляемой на установку для дезактивации.

3. Двойное бактофугирование с двумя однофазными бактофугами в одной технологической линии

Бактофугирование молока один раз не всегда достаточно – в частности, при высоком содержании спор в

молоке. Двойное бактофугирование приводит к снижению спор микроорганизмов рода Clostrida более чем на

99%.

Все вышеупомянутое относительно обработки бактофугата, также справедливо и здесь. Двойное

бактофугирование является достаточным в большинстве случаев при изготовлении сыра, отпадает

необходимость добавления химикатов, ингибирующих развитие бактерий. Тем не менее в те периоды, когда

ожидается весьма высокое содержание спорообразующих микроорганизмов, для надежности может быть

использовано небольшое количество химикатов (2,5–5 г на 100 л молока), если это разрешено законом.

Если механическая обработка не применяется для снижения содержания спор, в молоко обычно

добавляют около 15–20 г нитрата натрия на 100 л для ингибирования бактериального роста. Если молоко с

высоким содержанием спор бактофугировали, один раз допускается вносить нитрат натрия в количестве 2,5–5 г/

100 мл молока.

Микрофильтрация

Достаточно давно было известно, что мембранный фильтр с размером пор приблизительно 0,2 микрона

может отфильтровывать бактерии из водного раствора. При микрофильтрации молока проблема состоит в том,

что большинство жировых шариков и некоторые белки имеют такой же размер, как и бактерии, или даже

больше. В результате, когда используют мембраны с такими мелкими порами, фильтр очень быстро

загрязняется. Поэтому через фильтр пропускают обезжиренное молоко, а сливки, необходимые для

нормализации молока по содержанию жира, стерилизуются обычно вместе с концентратом бактерий,

полученным путем одновременной микрофильтрации. Принцип микрофильтрации описан в главе 6.4

“Мембранные фильтры”. На практике мембраны с размером пор 0,8–1,4 микрона выбирают для понижения

концентрации белка. Кроме того, белок формирует динамическую мембрану, которая способствует

удерживанию микроорганизмов. Установка для микрофильтрации включает в себя аппарат непрямой

стерилизации для совместной стерилизации необходимого для нормализации по содержанию жира количества

сливок и ретентата от фильтрационного аппарата.

Установка для обработки молока с микрофильтрацией. Установка микрофильтрации снабжена двумя

контурами, работающими параллельно. Каждый контур может обрабатывать до 5000 л/ч обезжиренного молока;

это означает, что установка имеет общую производительность 10 000 л/ч. Таким образом, производительность

можно увеличивать путем добавления контуров.

Сырое молоко, попадающее на установку, предварительно подогревается до температуры, необходимой

для сепарирования, обычно до 60–63С, при которой оно разделяется на обезжиренное молоко и сливки. Заранее

определенное количество сливок, необходимое для получения заданного содержания жира в молоке,

предназначенном для изготовления сыра, направляется устройством для нормализации на стерилизационную

установку.

Обработка молока, которая включает двухконтурный микрофильтр и стерилизацию концентрата

бактерий вместе со сливками, необходимыми для нормализации молока, предназначенного для изготовления

сыра.

Тем временем обезжиренное молоко перекачивается в отдельную охладительную секцию установки

стерилизации для охлаждения до 50С, нормальной температуры микрофильтрации, а затем направляется на

фильтрационную установку.

Поток молока разделяется на два равных потока, каждый из которых попадает в петлю, где он

разделяется на концентрат, содержащий бактерии (ретентат), включающий в себя около 5% всего потока, и фазу

с уменьшенным количеством бактерий (пермеат).

Затем ретентаты с обоих контуров объединяются и смешиваются со сливками, которые до попадания в

стерилизатор должны пройти нормализацию. После стерилизации при 120–130С в течение нескольких секунд

смесь перед перемешиванием с пермеатом охлаждается примерно до 70С. Затем общий поток пастеризуется

при 70–72С примерно в течение 15 секунд и охлаждается до температуры сычужного свертывания, обычно

30С.

Благодаря эффективности уменьшения содержания бактерий микрофильтрация позволяет производить

твердый и полутвердый сыр без добавления химикатов для ингибирования роста спор микроорганизмов рода

Clostridia.

Нормализация

Сыр часто классифицируют по содержанию жира в сухом веществе (FDB). Поэтому содержание жира в

молоке, предназначенном для производства сыра, должно быть соответственно отрегулировано. С этой целью

содержание белка и жира в сыром молоке должно в течение года измеряться, а их соотношение

нормализовываться до необходимого значения.

Нормализация может осуществляться или смешиванием в потоке после сепаратора (см. главу 6.2

“Центробежные сепараторы и нормализация молочного жира”) или, например, путем смешивания цельного и

обезжиренного молока в танке после пастеризации.

Добавки в молоко, предназначенное для изготовления

сыра

Необходимыми добавками в процессе сыроделия являются закваска и сычужный фермент. В

определенных условиях может возникнуть необходимость добавить другие компоненты, такие как хлорид

кальция (CaCl2) и селитра (KNO3 или NaNO3). Для замены селитры в качестве ингибитора микроорганизмов

рода Clostridia используется также фермент лизозим Lysosyme. Интересным решением для улучшения

сыропригодности молока стало введение в молоко двуокиси углерода (CO2).

Закваска

Закваска является очень важным фактором в сыроделии; она выполняет несколько функций.

В сыроделии используются два основных типа закваски:

– мезофильные культуры, для которых оптимальная температура развития составляет от 20 С до 40С

– термофильные культуры, которые развиваются при температуре до 45С.

Наиболее часто используются смешанные штаммовые культуры, в которых два или более штаммов как

мезофильных, так и термофильных бактерий существуют в симбиозе (т.е. с взаимовыгодой). Эти культуры

производят не только молочную кислоту, но также ароматобразующие соединения и СО2. Двуокись углерода

является важным фактором для образования пустоты в сыре типа круглых глазков и гранул. Примером могут

служить Гауда, Манчего и Тильзитер из мезофильных культур, Эмменталь и Грютер – из термофильных

культур.

Одноштаммовые культуры в основном используются в тех случаях, когда целью является наращивание

кислотности и расщепление белков – например, в Чеддере и сходных типах сыра.

Главным требованием, предъявляемым к заквасочным культурам, является способность к наращиванию

кислотности в сгустке.

В сыроделии самое большое значение имеют три характеристики заквасок:

– способность образовывать молочную кислоту

– способность разлагать белок

– способность, когда это необходимо, образовывать двуокись углерода (СО2).

Главным требованием, предъявляемым к заквасочным культурам, является способность наращивать

кислотность в сгустке.

Когда молоко коагулирует, бактериальные клетки концентрируются в коагуляте.

Образование кислоты понижает рН, что способствует синерезису (сокращение коагулята влечет за

собой выделение сыворотки). Далее высвобождаются соли кальция и фосфора, что влияет на консистенцию

сыра и помогает увеличить плотность сгустка.

Другой важной функцией, выполняемой бактериями, образующими кислоту, является то, что она

подавляет развитие микроорганизмов, оставшихся после пастеризации или попавших при повторном

обсеменении, которым необходима лактоза или тем, что не обладают устойчивостью к воздействию молочной

кислоты.

Образование молочной кислоты останавливается, когда вся лактоза в сыре (за исключением мягких

сыров) ферментирована. Ферментация молочной кислоты – обычно относительно быстрый процесс. В

некоторых сырах, таких как Чеддер, он может закончиться до прессования сыра, а в других типах – в течение

недели. Если закваска содержит также микроорганизмы, образующие СО2, кислотообразование в сгустке при

воздействии бактерий, сбраживающих лимонную кислоту, сопровождается выработкой двуокиси углерода.

Смешанные штаммовые культуры, которые могут вырабатывать СО2, очень важны в производстве сыра,

который имеет круглые отверстия/глазки или глазки неправильной формы. Выделенный газ первоначально

растворяется во влажной фазе сыра; когда раствор становится насыщенным, газ высвобождается и образует

глазки.

Процесс созревания в твердых и некоторых полутвердых сырах является комбинированным

протеолитическим процессом, когда первоначальные ферменты молока и бактерий закваски вместе с сычужным

ферментом вызывают расщепление белка.

Снижение активности заквасочных культур

Снижение активности закваски в виде медленного сквашивания или невозможности вырабатывать

молочную кислоту могут быть вызваны:

• Антибиотиками

• Бактериофагами

• Остатками моющих средств

Иногда могут иметь место нарушения в виде медленного сквашивания или невозможности

вырабатывать молочную кислоту.

Одной из самых распространенных причин является наличие антибиотиков, которые применялись для

лечения заболеваний вымени.

Другой возможный источник – это наличие бактериофагов – термоустойчивых вирусов, которые

находятся в воздухе и почве.

Их отрицательное воздействие обсуждалось в главе 10 “Заквасочные культуры и их производство”.

Третьей причиной снижения активности закваски могут быть моющие вещества, а также вещества,

используемые на молочной ферме для стерилизации. Небрежность, особенно при использовании

дезинфицирующих средств, часто является причиной снижения активности заквасочных культур.

Хлорид кальция (CaCl

)

Если качество молока, используемого для сыроделия, плохое, то коагулят будет мягким. Это приводит к

большим потерям мелких частиц (казеина) и жира, а также плохому синерезису во время производства сыра. 5–

20 г хлорида кальция на 100 кг молока обычно достаточно, чтобы достичь постоянного времени коагуляции и

получать достаточно плотный сгусток. Чрезмерное добавление хлорида кальция может сделать коагулят таким

твердым, что его будет трудно резать.

Для производства сыра с низким содержанием жира, если разрешено законом, можно иногда до

добавления хлорида кальция добавлять в молоко динатрийфосфат (Na2PO4), обычно 10–20 г/кг. Это

увеличивает эластичность коагулята благодаря образованию коллоидного фосфата кальция (Ca3(PO4)2),

которое будет иметь тот же самый эффект, т. к. жировые шарики молока захватываются сгустком.

Двуокись углерода (CO

)

Добавление СО

– это способ улучшения качества молока, предназначенного для изготовления сыра.

Двуокись углерода обычно присутствует в молоке, но большая часть ее теряется в процессе переработки.

Добавление двуокиси углерода понижает искусственным путем рН молока: первоначальный рН обычно

сокращается на 0,1–0,3 единицы. Это приводит к уменьшению времени коагуляции. Этот эффект может быть

использовандля достижения одного и того же периода времени коагуляции с меньшим количеством сычужного

фермента.

Добавление производится в потоке вместе с наполнением сыродельной ванны/танка. Скорость

впрыскивания СО

и время его контакта с молоком до перемешивания с сычужным ферментом нужно

рассчитывать во время установки системы. Изготовители, которые используют добавление двуокиси углерода,

сообщали, что расход сычужного фермента может быть сокращен наполовину без всяких последствий.

Селитра (NaNO

или KNO

)

Проблемы ферментации, как ранее упоминалось, могут иметь место, если молоко, предназначенное для

производства сыра, содержит масляно-кислые бактерии (Clastridia) и/или бактерии группы кишечных палочек

(Coliform). Для подавления этих бактерий можно добавлять селитру (нитрат натрия или калия), но нужно точно

определить дозу с учетом состава молока, технологии производства, типа сыра и т. д., поскольку в значительных

количествах селитра может также замедлить развитие закваски.

Передозировка селитры может повлиять на созревание сыра и даже остановить процесс созревания.

Селитра в больших дозах может обесцветить сыр, вызвать красноватые полосы и испортить вкус.

Максимально допустимая доза – примерно 30 граммов селитры на 100 кг молока.