Тетра Пак. Технология производства молока
Подождите немного. Документ загружается.
Если молоко обрабатывается с помощью бактофуги или микрофильтрационной установки,
необходимость в селитре может быть значительно снижена или даже устранена. Это важное преимущество,
поскольку во многих странах использовать селитру запрещено.
Красящие вещества
Цвет сыра в большей степени определяется цветом молочного жира и может меняться в зависимости от
сезона. В тех странах, где разрешается крашение, для корректировки сезонных вариаций применяются такие
красители, как каротин и орлеана, аннато. Зеленый хлорофил (контрастный краситель) также используется,
например, при производстве голубых сыров – для получения “бледного” цвета, контрастирующего с голубой
плесенью.
Сычужный фермент
За исключением таких видов свежего сыра, как домашний сыр и кварг, в которых молоко свертывается
в основном благодаря молочной кислоте, изготовление всех сыров зависит от образования сгустка с помощью
сычужного фермента или других аналогичных ферментов.
Коагуляция казеина является базисным процессом в сыроделии. Она обычно происходит под
воздействием сычужного фермента (могут также использоваться и другие протеолитические ферменты), а также
путем изменения кислотности среды до изоэлетрической точки (рН 4,6–4,7) казеина.
Активной частью сычужного фермента является фермент, называемый химозином, при этом коагуляция
происходит сразу после того, как сычужный фермент добавляется в молоко. Существует несколько теорий,
объясняющих механизм процесса, который даже сегодня до конца не выяснен.
Однако очевидно, что процесс происходит в несколько этапов, которые обычно определяют следующим
образом:
– превращение казеина в параказеин при воздействии сычужного фермента
– осаждение параказеина в присутствии ионов кальция.
Весь процесс регулируется температурой, кислотностью и содержанием кальция в молоке, а также
другими факторами. Оптимальная температура для сычужного фермента – приблизительно 40С, но на практике
обычно применяются более низкие температуры в основном, чтобы избежать чрезмерной твердости коагулята.
Сычужный фермент получают из желудков молодых телят и поставляют в виде растворов с
соотношением 1:10 000–1:15 000, что означает, что одна часть сычужного фермента может вызвать коагуляцию
10 000–15 000 частей молока в течение 40 минут при температуре 35С. Бычий и свиной сычужный ферменты
тоже используются, часто вместе с телячьим (50:50, 30:70 и т. д.). Действие сычужного фермента в сухом виде
обычно в 10 раз сильнее, чем в жидком.
Заменители животного сычужного фермента
Около 50 лет назад были начаты исследования, целью которых был поиск заменителя животного
сычужного фермента. В основном это делалось в Индии и Израиле из-за отказа вегетарианцев потреблять сыр,
сделанный с использованием сычужного фермента. В мусульманском мире о применении сычужного фермента
из свинины не может быть и речи, что тоже является серьезным поводом для поиска подходящих заменителей.
Интерес к заменяющим продуктам еще больше вырос в последние годы из-за снижения предложения животного
сычужного фермента высокого качества.
Существуют два основных типа заменителей-коагуляторов:
– коагулирующие ферменты растений
– коагулирующие ферменты микроорганизмов.
Исследования показали, что коагулирующая способность препаратов, полученных из растительных
ферментов, достаточно высока. Недостатком подобных заменителей является часто развивающийся порок сыра,
при производстве которого они использовались, – горький привкус.
Также под различными торговыми марками известны коагулирующие ферменты, полученные при
изучении различных видов микроорганизмов.
В последнее время применяется ДНК-технология, а полученный с ее помощью сычужный фермент с
характеристиками, идентичными характеристикам телячьего сычужного фермента, сейчас тщательно
испытывается с тем, чтобы получить одобрение его применения.
Другие ферментативные системы
Несколько исследовательских институтов работают над тем, чтобы выделить ферментативные системы,
которые могут быть использованы для ускорения созревания сыра. Технология еще не полностью разработана и
поэтому широко не применяется. Однако важно то, что все биосистемы такого рода тщательно испытываются и
окончательно утверждаются соответствующими властями.
Способы сыроделия
Производство сыра разных типов осуществляется в несколько этапов по технологиям, которые
вырабатывались годами экспериментов. Каждый тип сыра имеет свою специфическую производственную
формулу, часто с местными тонкостями.
Несколько основных вариантов производства рассмотрены ниже.
Получение сгустка
Обработка молока
Как было уже сказано ранее, молоко, предназначенное для большинства типов сыра, предпочтительно
пастеризовать непосредственно перед подачей в сырную ванну. Исключением в этом правиле является молоко,
предназначенное для швейцарскогосыра Эмменталь или сыра Пармезан.
Молоко для сыра обычно не гомогенизируется, если только оно не является восстановленным.
Главная причина этого в том, что гомогенизация вызывает значительное увеличение
влагоудерживающей способности, тем самым значительно затрудняя изготовление полутвердых и твердых
сыров. Однако в случае голубого сыра и сыра Фета, производимых из коровьего молока, жировая фаза
гомогенизируется в виде 15–20%-ных сливок. Это делается для того, чтобы продукт стал более белым и, что
еще важнее, чтобы повысить доступность молочного жира для липолитического воздействия с образованием
свободных жирных кислот, оказывающих значительное влияние на аромат этих двух типов сыра.
Попадание воздуха в сырные ванны или танки во время их заполнения не допускается.
Внесение закваски
Закваску обычно вносят в молоко при температуре 30С во время заполнения ванны танка, закваска
вводится в потоке вначале для того чтобы: 1) равномерно распределить микроорганизмы закваски, 2) имелся
промежуток времени для “привыкания” микроорганизмов к “новой” среде. Обычно он составляет 30–60 минут
от внесения закваски до начала роста микроорганизмов и называется временем предварительного созревания.
Необходимое количество закваски варьируется в зависимости от типа сыра. В сыроделии нужно
избегать попадания воздуха в молоко при подаче в сыродельную ванну, т.к. это будет влиять на качество
сгустка и может вызвать потери казеина в сыворотке.
Добавки и сычужное свертывание
При необходимости перед введением сычужного фермента добавляют хлористый кальций и селитру.
Можно использовать безводные соли хлористого кальция в количестве до 20 г на 100 кг молока. Доза селитры
не должна превышать 30 г на 100 кг молока. В некоторых странах дозировка ограничена или использование
указанных добавок запрещено законом. Доля сычужного фермента может быть до 30 мл фермента в жидком
виде с соотношением 1:10 000–1:15 000 на 100 кг молока. Для улучшения распределения сычужный фермент
может быть разбавлен по меньшей мере двойным количеством воды. После введения сычужного фермента
молоко тщательно перемешивается не более 2–3 минут. Во избежание нарушения процесса коагуляции и потерь
казеина в сыворотке важно, чтобы молоко оставляли в покое в течение следующих 8–10 минут.
Для дальнейшего улучшения распределения сычужного фермента используются системы
автоматического дозирования, обеспечивающие разбавление сычужного фермента необходимым количеством
воды и разбрызгивание по поверхности молока через отдельные сопла. Такие системы используют главным
образом в больших (10 000–20 000 л) закрытых сырных ваннах или танках.
Разрезка сгустка
Время сычужного свертывания или коагуляции обычно составляет 30 минут. До того как разрезать
сгусток, обычно проводят простое испытание для определения его способности отделять сыворотку. Шпателем
разрезают сгусток, затем плоской частью шпателя вдоль разреза приподнимают сгусток и по расколу судят о его
свойствах. Если сгусток дает раскол с нерасплывающимися острыми краями, без образования хлопьев белка и с
хорошо выделяющейся сывороткой светло-зеленого цвета, он готов к разрезке. В результате разрезки сгустка из
него образуются кубики с размером ребра 3–15 мм в зависимости от типа сыра. Чем мельче разрезка, тем
меньше содержание влаги в готовом сыре. Режущие инструменты могут иметь различную конструкцию. В
современном закрытом горизонтальномсырном танке перемешивание и разрезание выполняются
инструментами, приваренными к горизонтальному валу, который приводится в действие с помощью приводного
узла с преобразователем частоты. Инструменты в зависимости от направления вращения: разрезают или
перемешивают сгусток; разрезают его радиальными ножами из нержавеющей стали с острыми лезвиями;
основания ножей закруглены, чтобы мягко и эффективно перемешивать сгусток. Кроме того, сырная ванна
может быть оснащена автоматически работающим фильтром для сыворотки, форсунками для надлежащего
распределения коагулянта (сычужного фермента) и форсунками, которые подсоединяются к системе
безразборной мойки (CIP).
Предварительное перемешивание
Сразу же после разрезания зерна сгустка очень чувствительны к механической обработке, по этой
причине перемешивание должно быть очень легким, однако оно должно быть достаточно быстрым, чтобы зерна
находились суспендированными в сыворотке.
Оседание сгустка на дно ванны может привести к образованию комков. Это создает нагрузку на
перемешивающий механизм, который должен быть очень прочным. Сгусток сыра с низким содержанием жира
имеет сильную тенденцию к погружению на дно ванны; это означает, что перемешивание должно быть
интенсивнее, чем для сгустка с высоким содержанием жира.
Комки могут влиять на консистенцию сыра, а также вызывать потери казеина в сыворотке.
Механическая обработка сгустка и продолжающееся образование молочной кислоты бактериями способствуют
вытеснению сыворотки из зерен.
Предварительный дренаж сыворотки
Для определенных видов сыров, таких как Гауда и Эдам, желательно удалять относительно большое
количество сыворотки из зерен для того, чтобы можно было осуществлять подогрев путем прямого добавления
горячей воды в смесь сгустка и сыворотки, что также понижает содержание лактозы. Некоторые производители
сливают сыворотку, чтобы сократить расходы энергии, необходимой для косвенного подогрева сгустка. Для
каждого конкретного типа сыра важно, чтобы каждый раз сливалось одно и то же количество сыворотки –
обычно 35%, а иногда до 50% от объема загрузки.
В обычной ванне дренаж сыворотки организован достаточно просто.
Система слива сыворотки в закрытом, полностью механизированном сырном чане. Продольный
щелевой трубчатый фильтр подвешен на тросе из нержавеющей стали, соединенном с наружным приводом
подъемника. Цедильник соединен с отсасывающей трубой для сыворотки через шарнирное соединение и далее
через стенку танка с внешним патрубком всасывания. Электрод уровня, прикрепленный к фильтру, управляет
двигателем подъемника, держа цедильник немного ниже уровня жидкости в течение всего периода слива
сыворотки. Сигнал к началу слива подается автоматически. Может быть слито заранее определенное количество
сыворотки, что контролируется счетчиком импульсов двигателя подъемника. Концевые выключатели верхнего
и нижнего уровней контролируют верхнее и нижнее положение фильтра. Сыворотку нужно всегда сливать
достаточно быстро – например, в течение 5–6 минут, т. к. во время дренажа перемешивание обычно
останавливается, при этом возникает опасность образования комков. Поэтому слив сыворотки происходит через
определенные интервалы, обычно в течение второй части периода предварительного перемешивания и после
подогрева.
Нагрев/пропаривание/отваривание
Для регулирования размера и кислотности сгустка в сыроделии используется тепловая обработка.
Изменяя температуру, можно влиять на рост кислотообразующих микроорганизмов и, таким образом,
регулировать скорость образования молочной кислоты. Кроме бактериологического эффекта, воздействие тепла
вызывает сжатие сгустка, сопровождающееся выделением сыворотки (синерезис).
В зависимости от типа сыра подогрев может выполняться следующим образом:
• Подачей пара только в межстенное пространство ванны/чана
• Подачей пара в межстенное пространство вместе с добавлением горячей воды в смесь
сгустка/сыворотки
• Только добавлением горячей воды в смесь сгустка/сыворотки.
Программа тепловой обработки (температура и время) определяется способом ее проведения и видом
изготавливаемого сыра. Подогрев до температуры выше 40С иногда называют пропариванием, которое
происходит в два этапа. При 37–38С активность мезофильных молочнокислых бактерий снижается, и подогрев
прерывают для проверки кислотности, после чего продолжают подогрев до достижения необходимой
окончательной температуры. Выше 44С мезофильные бактерии полностью деактивируются, а при 52С в
течение 10–20 минут полностью уничтожаются.
Подогрев до температуры выше 44С обычно называют отвариванием.
Некоторые типы сыров, такие как Эмменталь, Грюйер, Пармезан и Грана, отвариваются при достаточно
высоких температурах 50–56С. Такую термообработку выдерживают только наиболее термоустойчивые
молочнокислые бактерии – например, Propionbacterium Freudenreichii ssp. Shermanii, благодаря развитию
которых сыр Эмменталь приобретает свою характерную особенность.
Окончательное перемешивание
Чувствительность зерен сгустка уменьшается по мере продолжения процесса подогрева и
перемешивания. Во время окончательного перемешивания из зерен выделяется больше сыворотки, главным
образом, благодаря продолжающемуся образованию молочной кислоты, а также механическому эффекту
перемешивания.
Длительность окончательного перемешивания зависит от требуемого уровня кислотности и содержания
влаги в сыре.
Окончательное удаление сыворотки и способы
обработки сгустка
Как только достигается требуемая кислотность и твердость сгустка (и проверяется изготовителем), из
него различными способами удаляется остаточная сыворотка.
Сыр с зернистой консистенцией
Один из способов – это удаление сыворотки непосредственно из сырной ванны; это применяется в
основном при открытых сырных ваннах, управляемых вручную. После слива сыворотки сгусток вычерпывают в
формы. Полученный сыр приобретает структуру с отверстиями или глазками, имеющими неправильную форму,
называемую также гранулированной консистенцией. Отверстия образуются главным образом при скоплении
двуокиси углерода, обычно выделяемой заквасками LD (Sc. cremoris/lactis, L cremoris и Sc. diacetylactis). Если
зерна сгустка имели прямой контакт с воздухом до того, как их собрали и спрессовали, они полностью не
склеиваются; внутри сыра остается большое количество крошечных воздушных карманов. Образующаяся
двуокись углерода во время периода созревания заполняет и постепенно увеличивает эти карманы.
Образованные таким образом отверстия имеют неправильную форму. Сыворотку также можно удалить путем
перекачивания смеси сгустка/сыворотки через вибрирующий и вращающийся фильтр, в котором зерна
отделяются от сыворотки и направляются сразу в формы. В результате сыр имеет зернистую консистенцию.
Сыр с круглыми глазками
Газообразующие бактерии, обычно тех же самых видов, которые описаны выше, используются также и
в производстве сыров с круглыми глазками, однако технология несколько отличается.
Старым методом, например, для производства сыра Эмменталь сгусток собирался в сырную салфетку,
находясь еще в сыворотке, и затем помещался в большую форму на комбинированный дренаж и прессовальный
стол. Это давало возможность избегать прямого контакта сырной массы с воздухом до сбора и прессования, что
является важным моментом при получении правильной консистенции этого сыра.
Изучение образования круглых дырок/глазков показало, что, когда зерна сгустка собираются под
поверхностью сыворотки, сгусток содержит микроскопические пустоты. Микроорганизмы закваски собираются
в этих крошечных пустотах, заполненных сывороткой. Когда они начинают развиваться, образованный газ сразу
растворяется в жидкости, но так как рост бактерий продолжается, происходит местное перенасыщение, которое
приводит к образованию маленьких дырок. Позже, после прекращения образования газа из-за отсутствия
субстрата, например, лимонной кислоты, наиболее важным процессом становится диффузия. Это увеличивает
относительно большие отверстия, в то время как самые маленькие исчезают. Увеличение больших по размеру
отверстий за счет более мелких является следствием законов поверхностного натяжения, суть которых
заключается в том, что для увеличения размера большой дырки требуется меньшее давление, чем для
увеличения маленькой. В то же самое время из сыра удаляется СО
2
.
В продолговатых или прямоугольных сырных ваннах, работа на которых выполняется вручную,
сгусток, все еще погруженный в сыворотку, помещают в отсек, временно созданный из съемных
перфорированных пластин и подпорок. Сгусток выравнивается, и перфорированная прессовая пластина
опускается на слой сгустка. Два стержня на верхней части этой пластины распределяют давление, прилагаемое
гидравлическим или пневматическим устройством. Во время прессования или даже периода предварительного
прессования, который обычно длится примерно 20–30 минут, свободная сыворотка удаляется до тех пор, пока
не достигнет уровня слоя сгустка. Оставшаяся свободная сыворотка удаляется, в то время как прессовальные
инструменты убираются, и сгусток вручную разрезается на блоки, соответствующие формам.
Ванны для предварительного прессования
Наиболее часто, однако, предварительное прессование происходит в отдельных ваннах, в которые
сначала было перекачано определенное количество сыворотки. Оставшаяся смесь сырного зерна/сыворотки
затем направляется в ванну под действием собственного веса или с помощью лопастного роторного насоса,
таким образом, чтобы минимизироватьдоступ воздуха к сгустку.
Система предварительного прессования, которая применяется для больших партий, примерно 1000 кг
сырной массы и более. Сырная масса поступает из танка или ванны самотеком или с помощью лопастного
роторного насоса и распределяется по трубам со специальными форсунками или с помощью специального
распределительного и уравнительного устройства. Когда применяют трубы, сгусток можно уравнивать вручную
скребками.
Сыворотка отделяется от зерен сгустка с помощью:
• Ленточного цельнотканого пластикового конвейера
• Нержавеющей стальной перфорированной тарелки под крышкой
• Перфорированных тарелок на краях и по бокам ванны.
Крышка приводится в действие одним или двумя пневматическими цилиндрами, которые рассчитаны
на создание на поверхности блока давления примерно 20 г/см
2
.
При использовании ванны для конечного прессования давление на поверхность должно быть, по
меньшей мере, в 10 раз больше. Цельнотканый пластиковый конвейер, установленный на дне, используется так
же, как транспортер, по которому предварительно спрессованный сырный блок транспортируется к переднему
краю, после того как будет вручную открыта заслонка. До того как опустошить ванну предварительного
прессования, перед ним устанавливают подвижное разгрузочное устройство с вертикальными ножами и
гильотинными для поперечного разрезания.
Расстояние между вертикальными ножами можно регулировать. (Можно также использовать
стационарное разгрузочное устройство, которое будет служить ванной.) Разгрузочные приспособления имеют
оборудование для натягивания ленточного конвейера, который намотан на цилиндр, расположенный на дне.
Нарезанные блоки теперь могут быть отформованы вручную или (чаще всего) автоматически переданы
по конвейеру на механическое устройство для формования.
Непрерывная система предварительного прессования
Более современной системой является установка Casomatic для непрерывного предварительного
прессования, разрезания на блоки и формования. Принцип работы заключается в том, что смесь сырного зерна и
сыворотки, обычно в пропорции 1:3,5–4, подводится к верхней части цилиндрической, квадратной или
прямоугольной колонны, дно которой закрывает двигающийся нож. Сыворотка сливается из сгустка через
перфорированные секции колонны и проходит улавливатель, после чего попадает в буферный танк для сбора
сыворотки, из которого она перекачивается в танк для хранения.
Уровень сыворотки в колонне контролируется электродами уровня; как только самый нижний электрод
остается единственным смоченным электродом, сыворотка перекачивается из улавливателя в колонну, чтобы не
допустить контакта сырной массы с воздухом.
Через определенное время, обычно 20–30 минут, сырная масса на дне колонны спрессовывается под
действием собственного веса до требуемой твердости. Высоту сырной колонны выбирают так, чтобы давление
примерно 20 г/см
2
создавалось на уровне примерно 10 см над подвешенными тарелками (ножами),
расположенными на дне, т. е. почти то же самое давление, что и в ванне предварительного прессования. Высота
колонны сгустка – примерно 2,2 м, а общая высота системы – до 5,5 м. Затем нож убирают, и колонна сгустка
опускается на заранее заданное расстояние. Как только она останавливается, нож возвращается в свое
первоначальное положение, отрезая нижний кусок. Затем кусок удаляют из машины и помещают в форму на
ленточном конвейере, который расположен внизу. Далее форма следует на окончательное прессование.
Стандартная колонна может перерабатывать до 600 кг сырной массы в час, изготавливая блоки сыра
массой 10–20 кг. Сыр весом 1 кг и более можно также получить, добавив специальный режущий инструмент на
выходе машины и приведя в соответствие с ним многоформовочное устройство,чтобы получать разрезанные
куски.
Если соединить ряд колонн для предварительного прессования вместе, можно получить более высокую
производительность.
Система Casomatic имеет распылительные форсунки, установленные в стратегически важных танках,
которые позволяют провести тщательную мойку машины после подсоединения к системе безразборной мойки
(CIP).
Сыр с плотной структурой
Сыры с плотной структурой, типичным примером которых является Чеддер, изготавливают обычно с
помощью одноштаммовых заквасок, содержащих микроорганизмы, которые не образуют газ – например, такие
молочнокислые бактерии, как Sc. cremonis, Sc. lactis. Однако специальная технология производства может
привести к образованию пустот, называемых механическими отверстиями. В то время как дыры в зернистых
сырах и сырах с круглыми глазками имеют характерную блестящую поверхность, механические дыры имеют
неровную внутреннюю поверхность.
Когда титруемая кислотность сыворотки достигает примерно 0,2–0,22% молочной кислоты (около 2
часов после сычужного свертывания), сыворотку сливают, а сырную массу направляют на специальную
обработку, называемую чеддеризацией.
После удаления всей сыворотки сырную массу оставляют для нарастания кислотности и чеддеризации.
Во время этого периода, обычно 2–2,5 часа, сгусток формуется в блоки, которые переворачивают вверх дном и
складывают. Когда титруемая кислотность выделяемой сыворотки падает приблизительно до 0,75–0,85%
молочной кислоты, блоки измельчают, вносят сухую соль, перед тем как поместить в специальные формы,
используемые при изготовлении сыра Чеддер.
Механизированная установка для чеддеризации
Для чеддеризации танка может быть применена также механизированная высокоэффективная установка
Alfomatic. Эти машины имеют производительность от 1 до 8 тонн сыра в час. У наиболее распространенного
вида машин имеется четыре конвейера, которые приводятся в действие индивидуально от приводов,
работающих с заранее установленными и регулируемыми скоростями, и которые смонтированы друг над
другом в раме из нержавеющей стали. Смесь сырного зерна и сыворотки равномерно распределяется на
специальном дренажном сите, где удаляется большая часть сыворотки. Затем смесь падает на первый конвейер,
который перфорирован и имеет мешалки для дальнейшего слива сыворотки. На каждом конвейере ширина
полосы смеси контролируется направляющими рельсами. На втором конвейере сырная масса начинает
уклоняться и утрамбовываться. Затем она попадает на третий конвейер, где ее переворачивают и где проходит
чеддеризация. В конце третьего конвейера сырная масса размалывается на куски одинакового размера, которые
падают на четвертый конвейер. В машинах для изготовления сыра с нарушенным сгустком (сыр Колби) можно
добавить дополнительные мешалки на 2-м и 3-м конвейерах, чтобы обеспечить постоянное перемешивание и не
допустить утрамбовывания сырного зерна. В этом случае измельчитель обходят. Последний конвейер
предназначен для посолки. Сначала в сырную массу вносится сухая поваренная соль, после она тщательно
перемешивается. Затем сгусток попадает в бункер-накопитель со шнековой подачей, из которой он направляется
в формирователь блоков или транспортируется в устройство для формования. Первый конвейер может быть
также оборудован промывочной системой для производства вышеупомянутого сыра Колби.
Одной машины с двумя или тремя конвейерами достаточно для производства сыров семейства Pasta
Filata (Моцарелла, Кашкаваль и т. д.), где чеддеризация является частью производственного процесса, но где
перед пропариванием и растягиванием размельченные куски обычно не солят.
Машина независимо от количества конвейеров оборудована форсунками системы безразборной мойки
(CIP) в целях обеспечения чистоты и санитарии. Изготовление съемных панелей из нержавающей стали
способствует улучшению гигиенических условий.
Окончательная обработка сгустка
Как указывалось выше, после удаления свободной сыворотки сгусток может быть обработан
различными способами, а именно:
1 Направлен на формование (зернистый сыр)
2 Предварительно спрессован в блок и разрезан на куски приемлемых размеров для размещения в
формы (сыры с круглыми глазками) или
3 Направлен на чеддеризацию, последняя фаза которой включает размалывание на мелкие куски,
которые могут быть посолены сухой солью и/или сформованы, или, если предназначен для сыра типа Паста
Филата, несоленым отправлен на варочно- растягивающую машину.
Прессование
После того как сгусток отформуют, его направляют на прессование, которое преследует следующие
цели:
• Способствовать окончательному удалению сыворотки
• Обеспечить консистенцию
• Придать сыру форму
• Создать корку на сырах с длительным периодом созревания.
Скорость прессования и прилагаемое давление адаптируют к каждому конкретному типу сыра.
Прессование должно быть вначале постепенным, т. к. сильное начальное давление сжимает
поверхностный слой и может заблокировать влагу в полостях сыра.
Давление, прилагаемое к сыру, должно быть рассчитано на единицу площади, а не в зависимости от
сыра, т. к. отдельные сыры могут отличаться по размерам. Например: 300 г/см
2
. В мелком производстве можно
использовать ручные вертикальный и горизонтальный прессы.
Пневматические или гидравлические системы прессования упрощают регулирование давления.
Для модернизации устанавливают в прессовой системе таймер, который подает сигналы оператору
изменить давление в соответствии с предварительно составленной программой.
Для крупных предприятий предлагается самый широкий ряд разнообразных систем.
Прессовочный стол на тележке
Системы прессования в виде столов на каретке часто применяются в полумеханических установках для
производства сыра и состоят из следующих элементов:
• Стол на тележке
• Формы, которые устанавливаются на стол
• Туннельный пресс, имеющий столько прессовальных цилиндров, сколько форм установлено на столе.
Автоматический туннельный пресс
Автоматический туннельный пресс рекомендуется в тех случаях, когда требуются
высокомеханизированные системы прессования сыра. Попав на конвейерную систему, заполненные формы
автоматически направляются в туннельный пресс Autofeed в 3–5 рядов с помощью пневматического
толкающего устройства. Ряды форм в прессе транспортируются толкающими рычагами и направляющей,
которые расположены на полу, изготовленном из нержавеющей стали.
Когда пресс наполнен, все воздушные цилиндры (один на каждую форму) подсоединяются к общей
линии подачи воздуха. Давление и интервалы времени между моментами повышения давления, а также общее
время прессования автоматически контролируются с отдельного пульта управления. Конструкция туннельного
пресса Autofeed разработана так, что обеспечивает одновременную загрузку и разгрузку и позволяет
использовать пресс оптимально.
Конвейерный пресс
Конвейерный пресс рекомендуется в тех случаях, когда нужно сократить время между
предварительным и окончательным прессованием до минимума.
Система блочного формования
Острой проблемой для изготовителей сыра Чеддер долгое время было производство хорошо
отформованных однородных блоков. Данная проблема решается с помощью формирователя блоков,
основанного на простой системе вакуумной обработки и подачи под действием веса. Размолотые и посоленные
куски сырной массы втягиваются под действием вакуума в верхнюю часть башни. Башня заполняется, и сырная
масса начинает слипаться, превращаясь в сплошную массу. Вакуум подается в колонну в соответствии с
программой, обеспечивающей поставку однородной продукции, не содержащей сыворотки и воздуха, в нижней
части машины. Блоки правильной формы идентичных размеров, обычно весом 18–20 кг, автоматически
разрезаются гильотинным ножом, выталкиваются и помещаются в пакеты для транспортирования по конвейеру
в аппарат вакуумной упаковки, который является составной частью производственной системы. Никакого
последующего прессования не требуется.
Башня рассчитана на номинальную производительность 680 кг сырной массы в час, при этом на
прохождение самой башни требуется 30 минут, каждые 1,5 минуты изготавливается новый блок. Высота
колонны сырной массы составляет около 5 метров, а общая высота всей башни – около 8 метров. Большей
производительности можно достичь, соединив вместе несколько башен. Система безразборной мойки,
установленная в верхней части башни, обеспечивает хорошую мойку и санитарное состояние.
Пластификация сыра типа Паста Филата
Характерной особенностью сыра Паста Филата (пластичный сгусток) является “эластичная”
волокнистая сырная масса, получаемая путем пластификации после чеддеризации. Сыры из “волокнистого
сгустка” – Проволон, Моцарелла и Касиоковалло – происходят из Южной Италии. В наши дни сыр Паста
Филата изготавливают не только в Италии, но и в некоторых других странах.
Сыр Кашкаваль, который делают в нескольких странах Восточной Европы, тоже является
разновидностью сыра Паста Филата. После чеддеризации и размельчения при кислотности примерно 0,7–0,8%
молочной кислоты в сыворотке (31–35,5ºSH), куски сырной массы подаются по конвейеру или сгребаются в
стальной смешивающий барабан, или контейнер, или месильную машину, наполненную горячей водой (82–
85ºC), где куски обрабатываются до тех пор, пока они не станут гладкими, эластичными и без комков.
Смесительную жидкость обычно собирают и сепарируют вместе с сывороткой для снижения потерь жира.
Пластификация должна выполняться тщательно. “Мраморность” в готовом продукте может быть вызвана
неполным перемешиванием, слишком низкой температурой воды, низкой кислотностью сырной массы или из-за
комбинации этих факторов. В производстве широко используются машины непрерывного пропаривания и
растяжения. Скорость шнеков, вращающихся в противоположных направлениях, может регулироваться для
обеспечения оптимального рабочего режима. Температура и уровень пропарочной воды все время
контролируются. Чеддеризированная сырная масса непрерывно подается в бункер или циклон машины в
зависимости от способа подачи – шнековым конвейером или передувкой. При производстве сыра Кашкаваль
пластификатор вместо воды может содержать рассол с концентрацией соли 5–6%. Теплый рассол, однако,
обладает высокой коррозионной активностью, поэтому контейнер, шнеки и другое оборудование,
контактирующее с рассолом, должно быть сделано из специальных, устойчивых материалов.
Формование
Сыр Паста Филата часто бывает разной формы (мячика, груши, сосисок и т. д.), поэтому процесс
формования описать трудно. Однако для квадратных или прямоугольных типов, обычно для сыра-пиццы,
существуют автоматические формовочныемашины. Такая формовочная машина состоит, как правило, из
противовращающихся шнеков и карусельной системы заполнения форм.
Пластичная сырная масса попадает в формы при температуре 65–70ºC. Для того чтобы стабилизировать
форму сыра и обеспечить опорожнение форм, отформованный сыр нужно охладить. Чтобы сократить период
охлаждения и затвердения, технологическая линия Паста Филата должна включать в себя “туннельную
закалочную”.
Посолка
В сыре, как и во множестве продуктов, соль обычно рассматривают как приправу.
Однако соль оказывает и другие важные воздействия, такие как замедление активности закваски и
бактериальных процессов, связанных с созреванием сыра. Посолка сырной массы приводит к вытеснению
большего количества влаги как посредством осмотического эффекта, так и воздействием соли на белки.
Осмотическое давление можно рассматривать как создание разрежения на поверхности сырной массы, при
котором влага будет выделяться наружу. За небольшим исключением, содержание соли в сыре составляет 0,5–
2%. Однако содержание соли в голубом сыре и разновидностях белого рассольного сыра (Фета, Домиати и т. д.)
составляет 3–7%. Замена кальция на натрий в параказеинате, которая происходит при добавлении соли, также
оказывает значительное влияние на консистенцию сыра, делая его более гладким. В общем, соль оказывает
воздействие на сырную массу при рН 5,3–5,6, т. е. приблизительно через 5–6 часов после добавления закваски
при условии, что молоко не содержало вещества, ингибирующие бактерии.
Способы посолки
Сухая посолка
Сухая посолка может выполняться вручную или механически. Соль добавляют вручную из ведра или
контейнера, содержащего достаточное ее количество (предварительно взвешенное), которое как можно
равномернее распределяется по поверхности сырной массы после удаления сыворотки. Для лучшего
распределения сгусток нужно перемешивать в течение 5–10 минут.
Существует несколько механизированных способов распределения соли по сырной массе вручную.
Первый аналогичен способу, применяемому для дозирования соли на куски сырной массы при изготовлении
сыра Чеддер во время последней стадии прохождения через установку чеддеризации непрерывного действия.
Другая система частичной посолки применяется в производстве сыра Паста Филата (Моцарелла).
Устройство для сухой посолки устанавливается между пропарочно-растягивающим аппаратом и формовочной
машиной. При такой компоновке время нормальной посолки (8 часов) может быть сокращено до 2 часов, при
этом для посолки требуется меньшая площадь.
Соление в рассоле
Существуют различные конструкции систем посолки рассолом, от совсем простых до
высокотехнологичных. Сейчас наиболее широко используется система, при которой сыр помещают в контейнер
с рассолом. Контейнеры должны находиться в холодной комнате при температуре 12–14С.
Для крупного производства рассольных сыров используется ряд систем, в основе которых лежит
посолка поверхностей сыра рассолом или посолка в контейнерах для стеллажей.
Неглубокая или поверхностная посолка рассолом
В неглубокой системе посолки сыр плывет в отделения, в которых происходит посолка рассолом в один
слой. Для поддержания поверхности влажной сыр периодически опускается ниже уровня рассола с помощью
ролика, установленного на ободе каждого отделения. Процесс погружения можно запрограммировать.
Глубокая посолка
Система глубокой посолки с подъемными контейнерами основывается на том же принципе. Размеры
контейнеров рассчитаны так, что вмещают объем, производимый, например, одной сменой, при этом одна клеть
занимает одно отделение глубиной 2,5–3 м. Чтобы достичь одного и того же времени посолки (“первым вошел,
первым вышел”), загруженный контейнер опорожняется, когда проходит половина времени, после чего сыр
направляется в пустую клеть. Иначе получилось бы “первым вошел и последним вышел” с разницей в
продолжительности посолки между первым и последним загруженным сыром в несколько часов. Система
глубокой посолки должна, таким образом, всегда быть спроектирована так, чтобы иметь дополнительное
отделение с пустым контейнером.
Система посолки в стеллажах
Другая система глубокой посолки базируется на использовании стеллажей, способных вмещать весь
объем производимого сыра из одной сырной ванны. Все операции – заполнение стеллажей, размещение их в
растворе рассола, подъем стеллажей из рассола и направление их на станцию разгрузки – могут быть полностью
автоматизированы.
Некоторые рекомендации по приготовлению рассола
Разница осмотического давления рассола и сыра приводит к вытеснению из сыра некоторого
количества воды с растворенными в ней компонентами: сывороточными белками, молочной кислотой,
минеральными веществами, и замещением раствором соли. При подготовке рассола важно принимать это во
внимание. Кроме растворения соли до необходимой концентрации, нужно отрегулировать рН до значения 5,2–
5,3 – например, с помощью пищевой соляной кислоты, в которой должны отсутствовать тяжелые металлы и
мышьяк. Может использоваться, конечно, и молочная кислота, так же как и другие “безвредные” кислоты.
Кальций в виде хлорида кальция (CaCl
2
) нужно также добавлять, чтобы довести содержание кальция до
0,1–0,2%. Таблицу 14.2 можно использовать как руководство для приготовления рассола.
Проникновение соли в сыр
Далее приведенное краткое описание на основе Отчета № 22 Statens MejeriforsЖg, HillerЖd, Дания, дает
представление, что происходит, когда сыр солят.
Сырные зерна пересечены капиллярами: было обнаружено приблизительно 10 000 капилляров на 1 см
2
.
Есть несколько факторов, которые могут влиять на проницаемость капилляров и способность раствора соли
протекать по ним, но не на все такие факторы влияют изменения в технологии. Это относится, например, к
содержанию жира. Так как жировые шарики блокируют структуру, на проникновение соли в сыре с высоким
содержанием жира потребуется больше времени по сравнению с сыром с низким содержанием жира.
Значение рН во время посолки значительно влияет на скорость абсорбции соли. Большее количество
соли может абсорбироваться при более низком рН. Однако при достаточно низком рН (<5,0) консистенция сыра
становится твердой и хрупкой. При высоком рН(>5,6) консистенция становится эластичной.
Важность значения рН сыра во время посолки была описана научной группой датского Института
Hillerod: Некоторые частицы кальция связаны с казеином не так прочно, и во время посолки слабосвязанный
кальций при ионном обмене заменяется на натрий. Консистенция сыра определяется количеством
свободносвязанного кальция.
Этот свободносвязанный кальций также чувствителен к присутствию ионов гидроксония (Н+). Чем
больше ионов Н+, тем больше ионов кальция (Са++) покинут казеиновый комплекс, а Н+ займет место кальция.
При посолке Н+ не заменяется на Na+ (натрий) соли. Это означает, что:
Таблица 14.2
Плотность в зависимости от концентрации соли в рассоле при 15 С
Плотность Рассол с поваренной солью
кг/л ºВe кг соли % соли
в 100 л воды в растворе
1,10 13,2 15,7 13,6
1,12 15,6 19,3 16,2
1,14 17,8 23,1 18,8
1,16 20,0 26,9 21,2
1,17 21,1 29,0 22,4
1,18 22,1 31,1 23,7
1 При высоком значении рН (6,0–5,8) в казеине содержится больше кальция. Следовательно, больше
натрия будет связано с казеиновым комплексом, и сыр будет мягче; во время созревания его форма даже может
измениться
2 При значении рН 5,2–5,4–5,6 в казеиновом комплексе может быть достаточно ионов Са++ и Н+,
чтобы необходимое количество ионов Na+ присоединилось к казеину. Полученная консистенция будет хорошей
3 При низком значении рН (<5,2) может быть включено слишком много ионов Н+; поскольку ионы Na+
не могут заменять ионы H+, консистенция будет твердой и ломкой.
Вывод: важно, чтобы перед посолкой рассолом сыр имел рН примерно 5,4. Температура также влияет
на скорость абсорбции и, таким образом, на потерю влаги. Чем выше температура, тем больше скорость
абсорбции.
Чем больше концентрация соли в рассоле, тем больше соли будет поглощено. При слабых
концентрациях соли (<16%) казеин разбухает, и поверхность будет грязной и вязкой.
Концентрации соли до 18–23% часто используются при температуре 10–14 ºС. Продолжительность
посолки зависит от:
• Содержания соли, типичного для данного вида сыра
• Размера сыра: чем он больше, тем больше уходит времени
• Содержания соли и температуры рассола.
Обработка рассола
Помимо регулирования концентрации соли, необходимо контролировать микробиологическое
состояние рассола, т. к. это может вызвать различные дефекты качества сыра. Некоторые микроорганизмы,
устойчивые к соли, могут разлагать белок, создавая слизистую поверхность, другие могут образовывать
пигменты и изменять цвет поверхности сыра. Самый большой риск микробиологических нарушений,
вызванных рассолом, может иметь место при использовании слабых растворов рассола (<16%).
Иногда применяют пастеризацию.
• Система посолки должна быть спроектирована так, чтобы пастеризованный и непастеризованный
рассолы не перемешивались
• Рассол – коррозионно активная среда, поэтому теплообменники должны изготавливаться из
коррозионно стойких материалов, таких как титан; эти материалы, однако, имеют высокую стоимость.
• Пастеризация нарушает баланс соли в рассоле и вызывает осаждение фосфата кальция; некоторое
количество фосфата кальция может осадиться на пластинах теплообменника, а какое-то количество осядет на
дно рассольного контейнера как шлам.
Практикуется также добавление химикатов. Гипохлорит натрия, сорбат натрия или калия, или делвоцид
(пимарицин) – вот некоторые добавки, используемые в разных случаях. Использование химикатов должно,
конечно, подчиняться существующему законодательству.
Другие способы снижения уменьшения или устранения микробиологической активности:
• Прохождение рассола через ультрафиолетовый свет при условии, что рассол:
– был профильтрован
– не будет смешан с необработанным рассолом после обработки
• Микрофильтрация, при тех же условиях, как указано выше.
В таблице 14.3 указано процентное содержание соли в некоторых типах сыра.
Таблица 14.3
Содержание соли в различных типах сыра % соли
Домашний сыр 0,25 – 1,0
Эмменталь 0,4 – 1,2
Гауда 1,5 – 2,2
Чеддер 1,75 – 1,95
Лимбургер 2,5 – 3,5
Фета 3,5 – 7,0
Горгонзола 3,5 – 5,5
Другие голубые сыры 3,5 – 7,0
Созревание и хранение сыра
Созревание
После свертывания во всех сырах, кроме свежих, проходит целый ряд процессов микробиологического,
биохимического и физического характера. Эти изменения затрагивают как лактозу, так белок и жиры и
составляют цикл созревания, который сильно различается у твердых, полутвердых и мягких сыров.
Значительные расхождения имеют место даже внутри этих групп.
Расщепление лактозы
Технологии, разработанные для производства различных видов сыра, всегда направлены на контроль и
регулирование роста и активности молочнокислых бактерий. Таким образом, есть возможность оказывать
влияние одновременно на степень и скорость ферментации лактозы. Ранее было сказано, что в процессе
чеддеризации лактоза уже ферментирована до формования сгустка. Что касается других видов сыра,
ферментация лактозы должна контролироваться таким образом, чтобы большая часть расщепления происходила
во время прессования сыра и, самое позднее, во время первой недели или первых двух недель хранения.