Технология производства твердого сыра

 

Влияние микрофлоры молока на качество сыра, изменение веществ сыра при созревании, изменение структуры и консистенции сыра

Решающим фактором в производстве сыров являются химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока. Эти факторы определяют сыропригодность молока, т.е. его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, а также способность к брожению и созданию среды, необходимой для развития и деятельности полезных микроорганизмов и прежде всего молочнокислых бактерий.

Сыропригодность зависит не только от состава и свойств молока, но и от особенностей биотехнологии сыров, для производства которых оно используется. Так, в производстве твердых сыров обсемененность спорами маслянокислых бактерий и сычужная свертываемость являются важнейшими показателями сыропригодности молока, а в производстве кисломолочных сыров они не играют определяющей роли. Поэтому, говоря о сыропригодности молока, подразумевают молоко, которое предназначено для выработки твердых сычужных сыров. Следует отметить, что уровень развития производства, современные технологии, новейшее оборудование позволяют перерабатывать на твердые сычужные сыры молоко практически любого качества. Однако при получении элитных сыров, сыров с ярко выраженными видовыми особенностями необходимо в качестве сырья применять молоко нормального состава.

Молоко  нормального состава – это свежевыдоенное молоко от здоровых коров, полученное при полноценном кормлении не ранее чем через семь дней после отела и не позднее чем за десять дней до начала сухостойного периода. Состав и свойства «нормального» сборного молока варьируют в зависимости от породы коров, стадии лактации, сезона, кормления и других факторов. Одной из основных задач в сыроделии является сохранение состава и свойств нормального молока на пути от коровы до сыродельной ванны.

Анормальное молоко – это молоко, содержащее неприсущие нормальному молоку вещества, попадающие в него из организма коровы или после выхода из вымени, а также молоко с измененным составом и свойствами в результате болезни или плохого кормления животных.

Отрицательное влияние на качество сыра оказывает  наличие в молоке значительного  количества нежелательных бактерий (гнилостные, микрококки, маммококки, бактерии группы кишечных палочек, маслянокислые бактерии).

Для оценки пригодности молока при выработке  сыра на сыродельном заводе его исследуют  с помощью простых проб: на редуктазу (проба с резазурином), бродильной или сычужно-бродильной.

Особенно  важное значение имеет контроль молока с помощью бродильной пробы, которая характеризует обсеменение молока кишечными палочками и пептонизирующими бактериями (маммококки и микрококки). Параллельно с этой пробой ставят пробу на обнаружение в молоке маслянокислых бактерий (молоко прогревают при 90°С 10 мин, а затем термостатируют). Образование рваного сгустка с отделением сыворотки свидетельствует о загрязнении молока маслянокислыми бактериями.

Молоко  для выработки большинства сыров  пастеризуют. Применяют режим пастеризации молока 72—75°С, в течение 15—20 с, при котором некоторые термостойкие бактерии (энтерококки, микрококки, стафилококки) уничтожаются не полностью.

Для выработки сыра молоко (пастеризованное  и сырое) подвергают созреванию —  выдерживают его при 10—12°С в течение 1.0—12 ч. При этом увеличивается количество молочнокислых бактерий и повышается кислотность молока до 20°Т. Но при созревании молока могут размножаться также микрококки, энтерококки и кишечные палочки, если они содержатся в молоке.

Созревание  сыра - это совокупность сложных  биохимических изменений составных  частей сырной массы, в результате которых улучшаются органолептические свойства, и повышается физиологическая ценность продукта.

Все изменения составных частей сырной массы при созревании происходят под действием ферментов.

Изменение молочного сахара. Под действием молочнокислых бактерий молочный сахар превращается в молочную кислоту. Процесс этот идет непрерывно с момента внесения в молоко молочнокислой закваски, продолжается при формовании, прессовании и посолке сыра, а также на первом этапе созревания.

В состав закваски вводят кислотообразующие  и ароматообразующие бактерии.

Ароматообразующая микрофлора служит источником таких ароматических веществ, как эфиры, спирты и некоторые карбонильные соединения, а также углекислоты, без которой невозможно образование нормального рисунка сыра.

Динамика накопления молочной кислоты  зависит от многих факторов, в том  числе от состава бактериальных  заквасок. Гомоферментативные молочнокислые бактерии (стрептококки и палочки) почти полностью превращают молочный сахар в молочную кислоту. Гетероферментативные и ароматообразующие бактерии являются слабыми кислотообразователями и помимо молочной кислоты накапливают побочные продукты – спирт, органические кислоты, углекислый газ.

При отсутствии в составе заквасок ароматообразующей микрофлоры, как правило, сыр получается без рисунка, ухудшается также его консистенция из-за чрезмерно высокой кислотности. Ароматообразующие бактерии, преобразуя часть молочного сахара в побочные продукты брожения, являются регуляторами активной кислотности сырной массы, уменьшают выход молочной кислоты. Выход молочной кислоты определяет кислотность сыра, которая влияет на скорость созревания и консистенцию продукта. Титруемая кислотность всех видов сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки. В  
дальнейшем она повышается медленно и в конце созревания может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белка. В процессе созревания сыров количество молочной кислоты уменьшается, так как ее используют другие бактерии, она вступает в реакцию с солями, казеином и продуктами его распада.

При излишне высокой кислотности  сырной массы казеин теряет значительную часть кальция и плохо связывает  влагу, при этом сыр приобретает  ломкую крошливую консистенцию и плохой рисунок. Если молочной кислоты образуется мало, то отщепление кальция от казеина задерживается, в результате сыр имеет плотную резинистую консистенцию. Наилучшую консистенцию сыр приобретает при оптимальной кислотности сырной массы.

Кроме кислотности в течение  технологического процесса изменяется и водородный показатель. Ферментативный гидролиз параказеина протекает  в условиях слабокислой реакции (оптимум pH 6-6,5). Водородный показатель можно регулировать внесением различных количеств бактериальной закваски, изменением температуры второго нагревания, содержания влаги в сыре после прессования, степени его посолки и др. технологическими приемами.

Изменение белковых веществ. Ферментативный гидролиз белков (протеолиз) считается основным в процессе созревания сыра. Под влиянием сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений. Сычужный фермент вызывает первичный распад параказеина на белковоподобные вещества, дальнейшее их изменение осуществляют ферменты молочнокислых бактерий.

Главным источником протеолетических ферментов, а, следовательно, и основным фактором созревания сыра являются молочнокислые бактерии. При совместном действии на белки сыра сычужного фермента и бактериальных ферментов эффективность каждого из них усиливается.

Параказеин постепенно распадается  на белковые вещества, растворимые  в воде, и высокомолекулярные полипептиды, затем на средние низкомолекулярные полипептиды и пептиды, три - и дипептиды и, наконец, на аминокислоты. Одновременно идет отщепление аминокислот, три - и дипептидов от полипептидов.

Следовательно, ферментативный распад параказеина сопровождается образованием растворимых в воде азотистых  соединений, количество которых непрерывно увеличивается. К ним относятся  растворимые в воде белковые вещества и небелковые соединения – смесь  пептидов с различной молекулярной массой, аминокислоты, аммиак и др. Однако 50-80% параказеина (в зависимости от вида сыра) остается незатронутым ферментативным процессом.

Состав образующихся продуктов  распада белков у мягких и твердых  сыров различен. Он обусловлен видом  используемой при созревании микрофлоры, режимами тепловой обработки сырного  зерна, содержанием в сыре влаги, соли и т.д. Так содержание растворимых азотистых соединений в мягких сырах выше, чем в твердых. Это объясняется тем, что в мягких сырах содержится больше влаги и микрофлоры. Кроме того, в их созревании помимо молочнокислых бактерий участвуют плесневые грибы и бактерии сырной слизи, выделяющие активные протеолитические ферменты. По этой же причине в полутвердых самопрессующихся сырах протеолиз проходит активнее, чем в твердых. В мягких и полутвердых сырах среди продуктов распада белков преобладают пептиды, а в твердых - аминокислоты и аммиак. Следовательно, в твердых сырах, особенно в сырах с высокой температурой второго нагревания, при медленном созревании происходит более глубокий распад белков.

При распаде белков в сырах накапливаются  свободные аминокислоты, которые  в свою очередь подвержены распаду  на более простые соединения. Аминокислоты под действием окислительно-востановительных и других ферментов микроорганизмов теряют аминогруппы (дезаминируются), углекислый газ (декарбоксилируются), вступают в реакции с кетокислотами, подвергаются другим изменениям. В результате образуется целый ряд химических соединений, играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыров.

Изменение молочного жира. Кроме гидролиза белков, в сырах происходит также ферментативный гидролиз молочного жира (липолиз).

Основным источником липаз является микрофлора заквасок, плесени и сырной слизи. В мягких сырах гидролиз протекает  более интенсивно, в твердых - значительно  слабее (за исключением Швейцарского и Советского сыров, в которых жир существенно изменяется). В мягких и полутвердых сырах гидролиз жира зависит от развития поверхностной микрофлоры. Плесневые грибы, некоторые дрожжи и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир.

Вследствие этого в сырах  накапливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие  кислоты имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелых мягких сырах содержание жирных кислот в корке и внутри сыра различно. Некоторые мягкие сыры (рокфор) созревают при участии вносимой в них плесени, которая вырабатывает активные липазы, гидролизующие жир не только на поверхности, но и внутри сыра.

Во всех видах сыров обнаружены следующие свободные жирные кислоты  – масляная, капроновая, каприловая, каприновая, валериановая. В твердых сырах их содержание незначительно, в мягких сырах многие из них обусловливают характерные острый вкус и запах.

Образование рисунка сыра. Рисунок сыра - это совокупность глазков, по величине и распределению которых в сырном тесте можно судить о ходе микробиологических процессов в период созревания. Рисунок сыра образуется в основном за счет накопления в сырной массе углекислого газа и в меньшей степени — аммиака, поскольку аммиак легко диффундирует сквозь сырную массу и выделяется в окружающее пространство. Наличие типичного рисунка свидетельствует о том, что процесс созревания проведен правильно.

Углекислый газ выделяется в  очень больших количествах. Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты ароматообразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает перенасыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. Если газ накапливается медленно, то он успевает диффундировать в уже имеющиеся глазки, которые постепенно увеличиваются. В этом случае в готовом сыре глазков немного, но они достаточно крупные (Советский и Швейцарский сыры).

Газ в случае чрезмерно интенсивного выделения, например при развитии кишечной палочки или созревании сыра в  теплых подвалах, не успевает проникать  в уже имеющиеся глазки и начинает выделяться в месте образования. В результате в сырном тесте появляется большое количество мелких глазков  и образуется сетчатый рисунок сыра (Голландский, Костромской сыры).

 

Задача:

Рассчитать количество 1% раствора сычужного порошка для выработки  натурального сычужного сыра из 200 литров молока, при температуре свертывания молока 41ºС.

Расчет количества сычужного  порошка рассчитывается по формуле:

                                              

Χ=Μ∙Ρ∕ 600Қ

 

Температура ºС	Продолжительность свертывания, мин	Скорость  свертывания, % по отношению к продолжительности  свертывания молока
20	32,70	18
25	14,00	44
30	8,47	71
40	6,15	98
41	6,06	100
42	6,12	98
50	12,00	50

 

          где  Χ–  раствор сычужного  порошка

Μ – количество молока, л 

Ρ– продолжительность  свертывания 100мл подогретого до t свертывания молока 10 мл раствора фермента

Қ – принятое время свертывания молока, мин

 

 

М=200 л.

Р=100(%).

К=6,06 мин

Решение:

Х=200*100/10 = 4000 =1,1-раствор сычужного порошка.

       600*60,6       3636

 

Х(1%)=1,1/100=0,011- 1% раствора сычужного порошка.

 

 

Х=0,011

~ ~