Приготовление бактериальных заквасок

С целью восполнения полезной микрофлоры, уничтоженной при пастеризации молока, и формирования видовых особенностей сыров в молоко перед свертыванием вносят производственные закваски или активизированные бактериальные препараты.

С введением новых технических условий на концентраты молочнокислых бактерий для сыров термин "бактериальные препараты" (БП) заменен на термин "бактериальные концентраты" (БК). Бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные концентраты (БК) для производства сыров различаются качественным и количественным составом микрофлоры, ее состоянием, количеством жизнеспособных клеток, формой выпуска, фасовкой, а отсюда - назначением и способами применения.

В зависимости от формы выпуска и содержания микроорганизмов различают: сухие и жидкие БЗ (представляющие собой чистые культуры молочнокислых бактерий в молоке), содержащие в 1 г (см³) не более 10 млрд. жизнеспособных клеток; сухие и жидкие БК, содержащие в 1 г (см³) не менее 100 млрд. жизнеспособных клеток.

По составу микрофлоры различают закваски и препараты молочнокислых бактерий, пропионовокислых бактерий и сырной слизи.

По количеству видов и штаммов микроорганизмов, включаемых в состав микрофлоры заквасок и препаратов, различают моновидовые, поливидовые и смешанные бактериальные закваски и концентраты.

Необходимым элементом производства сыров являются молочнокислые бактерии, вносимые в молоко для выработки сыра в виде специально подобранных и подготовленных комбинаций.

Молочнокислые бактерии выполняют в сыре следующие функции:

- преобразуют основные компоненты молока (лактозу, белки, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра и его консистенцию, питательную и биологическую ценность, в том числе сбраживают молочный сахар и цитраты с образованием молочной кислоты, углекислого газа и некоторых других продуктов (диацетила, ацетоина, уксусной кислоты и др.);

- активизируют действие молокосвертывающих ферментов и стимулируют синерезис сычужного сгустка;

- принимают участие в формировании рисунка и его консистенции;

- подавляют развитие технически вредных и патогенных микроорганизмов, снижающих качество сыра и вызывающих порчу сыра (колиформы, маслянокислые бактерии) или вызывающих пищевые отравления (стафилококки, сальмонеллы, энтеропатогенные штаммы кишечной палочки) за счет сбраживания углеводов (лишая тем самым другие сахаролитические бактерии энергетических источников), повышения активной кислотности и снижения окислительно-восстановительного потенциала сыра, а также продуцирования специфических ингибирующих веществ.

В сырах, вырабатываемых из пастеризованного молока, бактериальные закваски и препараты являются основным источником молочнокислых бактерий.

Для производства сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания используют бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные концентраты (БК), в состав микрофлоры которых включены мезофильные молочнокислые бактерии или их различные сочетания. Для некоторых видов сыров с низкой температурой второго нагревания для регулирования интенсивности и направленности молочнокислого процесса могут быть дополнительно использованы моновидные закваски термофильных бактерий (что оговаривается в частных технологиях).

Для этой группы сыров доза вносимой производственной закваски всех видов составляет 0,5-1,0 %. Основным применяемым бактериальным препаратом является "БК-Углич-С". При опасности развития в сыре бактерий группы кишечных палочек используют бакконцентрат "БК-Углич-5А", а при переработке молока обсемененного возбудителями маслянокислого брожения - "Биоантибут".

При выработке сыров с высокой температурой второго нагревания используют БЗ и БК термофильных молочнокислых бактерий. Для обогащения микрофлоры сыров с высокой температурой второго нагревания используются БЗ и БК мезофильных молочнокислых бактерий.

В формировании специфического вкуса, аромата, рисунка и консистенции сыров с высокой температурой второго нагревания наряду с молочнокислыми бактериями активное участие принимают пропионовокислые бактерии, сбраживающие часть лактатов с образованием пропионовой и уксусной кислот, углекислого газа. Поэтому, при производстве сыров с высокой температурой второго нагревания из пастеризованного молока, наряду с молочнокислыми бактериями, обязательным компонентом заквасочной микрофлоры являются пропионовокислые бактерии, которые вносят в смесь для выработки сыров в виде жидких или сухих культур микроорганизмов.

При производстве этой группы сыров вносят следующие виды заквасок (в %): мезофильных молочнокислых стрептококков ("БК-Углич-С") - 0,2-0,3; термофильных молочнокислых бактерий (ТМБ) - 0,3-0,6; а при отдельном внесении: термофильного стрептококка - 0,2-0,3; термофильных палочек - 0,1-0,3.

Для усиления выраженности вкуса и аромата сыров концентрат про-пионовокислых бактерий и мезофильных молочнокислых палочек (КСК) вносится из расчета - 1 порция на 10 т перерабатываемого молока. При переработке молока, обсемененного спорами возбудителей маслянокислого брожения, используют КСК-А, обладающий антагонистическим действием на этот вид бактерий. При отдельном внесении в молоко доза сухой культуры пропионовокислых бактерий - 1 порция на 20 т перерабатываемого молока. Эти виды бактерий вносятся непосредственно в ванну в начале заполнения с соблюдением правил асептики.

В созревании некоторых сыров (пикантного, латвийского и др.), наряду с молочными бактериями, принимает участие сложная ассоциация аэробных микроорганизмов, образующая на поверхности сыров сырную слизь. Микрофлора сырной слизи обладает повышенной протеолитической и липолитической активностью, что обусловливает накопление в сыре вкусовых и ароматических веществ, придающих ему специфический пикантный вкус и запах. В состав слизи входят дрожжи, микрококки и неспоровые палочки, образующие пигмент от светло-желтого до оранжевого или коричневого, обуславливающий окраску сырной слизи. Для производства сыров применяют две разновидности - красную и желтую. Дрожжи, входящие в сырную слизь, используют для своего питания соли молочной кислоты и, повышая рН сыра, создают благоприятные условия для роста палочек, обладающих сильным протеолитическим действием. Протеолитические ферменты микрофлоры слизи диффундируют вглубь сыра и осуществляют глубокий распад белков, продукты которого обуславливают формирование специфического вкуса и нежной консистенции этих сыров. Несмотря на самопроизвольное появление слизи, сыры периодически опрыскивают суспензией специально подобранных микроорганизмов.

В созревании другой отдельной группы сыров (рокфор, русский камамбер и др.) принимают участие плесени. В одних сырах (русский камамбер, любительский зрелый, смоленский и др.) плесень растет на поверхности, в других (рокфор и др.) - внутри массы сыра. Плесени используют молочную кислоту как источник энергии. Продукты метаболизма плесеней придают рокфору острый, перечный вкус, камамберу - грибной привкус и нежную маслянистую консистенцию.

Применение бактериальных заквасок. При выработке сыров производственные бактериальные закваски или активизированный бакпрепарат обычно вносят в молоко перед свертыванием.

Доза вносимой закваски составляет 0,5-2,5 % от количества перерабатываемого молока. Конкретная доза закваски зависит от вида сыра, скорости нарастания кислотности сыворотки и темпа обсушки зерна, зрелости и физико-химических свойств молока; она указывается в ТУ на конкретный вид сыра.

Перед внесением закваски в молоко ее необходимо тщательно размешать во избежание попадания в молоко комочков сгустка, в местах нахождения которых в сырной массе могут образоваться зоны усиленного брожения и появиться белые пятна.

При излишнем развитии молочнокислого процесса можно в допустимых для каждого вида пределах уменьшить дозу вносимой закваски. Вместе с тем недостаточное внесение заквасочных культур может привести к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции - к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры. В результате усиливается вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха, наличия неправильного или отсутствия рисунка.

Производство бактериальных заквасок. При приготовлении производственных заквасок необходимо строго соблюдать действующие санитарно-гигиенические правила.

С целью предупреждения накопления на заводе специфических бактериофагов и внезапного поражения ими заквасочной микрофлоры на заводе необходимо вести планомерную и постоянную смену партий БК и БЗ при приготовлении производственной закваски. При этом следует основываться на следующих основных положениях:

- смену партий БК и БЗ при приготовлении производственных заквасок следует проводить через каждые 3±1 сут. в последовательности дат их выработки предприятием-изготовителем;

- вне графика замена одной партии на другую (последующую) проводится при замедлении кислотообразования или несквашивания молока при приготовлении производственной закваски. При этом, для определения возможности дальнейшего применения партии БК или БЗ, на которой не была получена производственная закваска, проводят пробу на наличие в производственной закваске бактериофага, специфичного к микрофлоре данной партии БК или БЗ. Если бактериофаг не обнаружен, данная партия БК или БЗ может в дальнейшем применяться для приготовления производственной закваски в соответствии с графиком. Если бактериофаг обнаружен, то данную партию необходимо исключить из графика применения, заменив ее последующей. При этом целесообразно проверить той же пробой действие обнаруженного бактериофага на микрофлору партии БК или БЗ, планируемой для замены.

Состав каждой партии бактериальных препаратов формируется с учетом комплекса производственно ценных свойств входящих в них культур, в том числе по биологической совместимости и фагоустойчивости. В этой связи категорически запрещается использовать и готовить производственную закваску, используя одновременно разные виды БК и БЗ, а также разные партии БК и БЗ.

Качество производственной закваски зависит от качества исходного посевного материала (БК, БЗ, лабораторной закваски), отбора и подготовки молока для закваски, соблюдение санитарно-гигиенических правил и технологических режимов приготовления производственной закваски.

Для приготовления закваски отбирают свежее коровье молоко, заготавливаемое по ГОСТ, без примеси молозива, маститного молока, ингибирующих веществ, без посторонних привкусов и запахов, нормальной консистенции и цвета, с плотностью не ниже 1027 кг/м³, кислотностью 17±1°Т, I группы по чистоте и 1 класса по редуктазной пробе. Сборное молоко берут от специально выделенных хозяйств, имеющих здоровых коров, что должно быть удостоверено ветврачом. Молоко одной коровы, даже если оно первого сорта, брать для закваски не рекомендуется, т.к. индивидуальные особенности коровы могут оказывать нежелательное влияние на состав молока и на развитие молочнокислых бактерий. Если закваска с первой же пересадки имеет нечистый вкус, слабый сгусток или другие пороки, то в первую очередь надо обратить внимание на молоко, заменить его более полноценным. Качество молока для закваски по всем показателям проверяют не реже двух раз в неделю. По кислотности, редуктазной пробе, количеству соматических клеток и пробе на ингибирующие вещества молоко рекомендуется контролировать ежедневно.

Для приготовления закваски используют цельное или обезжиренное молоко. Отобранное цельное молоко очищают на центробежном молокоочистителе или фильтруют через механические или ватные фильтры. Обезжиренное молоко получают путем сепарирования отобранного цельного молока. В начале сепарируют молоко для закваски, затем молоко для производственных целей. Перед пастеризацией с обезжиренного молока снимают пену.

Для лабораторной закваски, независимо от способа ее приготовления, молоко подвергают тепловой обработке: стерилизуют при температуре 121±1 °С в течение 18±2 мин. или пастеризуют при 95±1 °С с выдержкой при этой температуре в течение 1ч.

Для приготовления производственной закваски, для активизации сухого бактериального препарата молоко пастеризуют при 95±1°С в течение 45±1 мин. Пастеризацию молока проводят в специальных заквасочниках, стерилизацию - в автоклавах. Во время пастеризации молоко несколько раз перемешивают и снимают образующуюся пену и альбуминовую пленку чистым пропаренным ковшом. Молоко после пастеризации категорически запрещается переливать в другую посуду.

Для предотвращения развития оставшейся микрофлоры молоко после пастеризации нужно быстро охладить при постоянном перемешивании до температуры сквашивания.

Необходимо постоянно контролировать качество пастеризованного молока и эффективность его пастеризации.

Качество пастеризованного молока периодически контролируется посевом на бактерии группы кишечной палочки.

Приготовление производственной закваски. Приготовление производственной закваски заключается в размножении микрофлоры БК и БЗ на сыродельном заводе.

Производственную закваску на предприятии готовят ежедневно, т.к. свежеприготовленная закваска обладает наибольшей активностью. Готовую производственную закваску, если нет необходимости в ее немедленном использовании, нужно быстро, в течение 1,5±0,5 ч, охладить до температуры ниже 10 °С. Продолжительность хранения закваски не должна превышать: без охлаждения - 6 ч; при температуре 9±1 °С - 24 ч; при 4±1 °С для закваски, приготовленной на пастеризованном молоке - 48 ч, на стерилизованном молоке - 72 ч.

Ввиду опасности поражения бактериофагом молочнокислых бактерий необходимо соблюдать все предусмотренные меры по работе с заквасками (асептика, правильный подбор культур, санитарная обработка оборудования и др.).

Свертывание молока, обработка сгустка и сырного зерна. Подготовка и внесение молокосвертывающих препаратов

Определение температуры сычужного свертывания молока. Температуру свертывания молока устанавливают в пределах 28-35 °С в зависимости от вида вырабатываемого сыра, времени года и технологических свойств молока, главным из которых является пониженная или повышенная способность его к свертыванию под действием молокосвертывающего препарата. При пониженной способности молока к свертыванию температуру повышают в допустимых для каждого вида сыра пределах.

Для выработки одного и того же вида сыра молоко можно свертывать при более высокой температуре (в допустимых для каждого вида сыра пределах) в случае: низкой кислотности, при пониженной способности к свертыванию, недостаточной зрелости, переработке зимнего молока.

Повышение температуры способствует ускорению агрегирования белковых частиц, увеличению прочности сгустка, ускорению обсушки сырного зерна до начала второго нагревания.

В то же время, излишнее увеличение температуры свертывания приводит к чрезмерному ускорению уплотнения сгустка. Вынужденное дальнейшее ускорение обработки зерна способствует увеличению потерь, нарушению нормального течения молочнокислого процесса.

Пониженную температуру свертывания (в допустимых для каждого вида сыра пределах) применяют при переработке молока повышенной зрелости и кислотности для торможения развитии молочнокислого процесса. Температуру снижают на 1±0,5 °С на каждый градус кислотности молока.

Нижние пределы температуры свертывания рекомендуется также применять в летний период работы и при использовании сыродельных ванн большой вместимости, когда невозможно достаточно быстро провести разрезку сгустка и постановку зерна.

Вместе с тем, при излишнем понижении температуры свертывании увеличивается расход молокосвертывающих препаратов и затрачивается больше времени на обработку зерна.

Учитывая важность значения температуры свертывания молока и обработки зерна, следует обращать внимание на исправность систем измерения (термометры, датчики и вторичные приборы) для обеспечения точного измерения температуры.

Внесение молокосвертывающих препаратов. При выработке сыров, как уже отмечалось, для свертывания молока применяют сычужный фермент, препараты ВНИИМС и пепсины животных. Сычужный фермент (химозин) выделяют из четвертого отдела желудка (сычуга) молочных телят, ягнят, козлят; пепсин - из желудков свиней и сычугов крупного рогатого скота.

Сычужный фермент в виде сухого порошка выпускается в смеси с солью, содержание которой в ферментных препаратах составляет 70-90 %. Такая смесь очень устойчива - в темном сухом помещении при комнатной температуре может храниться несколько лет. В водных растворах фермент быстро разрушается (инактивируется). Инактивации водного раствора фермента способствуют низкая концентрация фермента в растворе, сильное встряхивание с образованием пены, солнечный и дневной свет, повышение температуры раствора.

Так, при повышении температуры раствора с 35 до 45-50 °С ускоряется инактивация фермента, который полностью инактивируется при нагревании раствора до 60-65 °С. Устойчивость фермента в водном растворе повышается при слабокислой реакции среды, наличие белков, повышении вязкости раствора (например, при добавлении глицерина).

Количество молокосвертывающего препарата, необходимое для свертывания молока, должно быть минимальным, но обеспечивать получение сгустка в заданное время (25-40 мин).

Если показание прибора для сычужной пробы молока свидетельствует о пониженной способности молока к свертыванию, то нужно увеличить в допустимых пределах дозу хлорида кальция и бактериальной закваски и температуру свертывания (при этом дозу молокосвертывающего препарата выше нормативной увеличить не рекомендуется.

Молокосвертывающий препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за 25±5 мин до использования. Потребное количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной (при температуре не ниже 85 °С) и охлажденной до температуры 32±2 °С воды из расчета 2,5 г препарата (одна ложечка) на 150±50 см³ воды и выдерживают до внесения в молоко 25±5 мин. Хранить водные растворы фермента более 1 ч не рекомендуется, т.к. при этом его активность снижается.

Во ВНИИМС разработан метод двухступенчатого внесения ферментных препаратов, применяемых при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания, предусматривающий предварительную частичную ферментацию молока и позволяющий значительно снизить их расход. При этом около 25 % препарата вносится в начале заполнения ванны, а вторая доза - в подготовленную смесь, с учетом показания кружки ВНИИМС.

Двухступенчатое внесение не рекомендуется при переработке одного только зрелого молока.

Доза молокосвертывающего препарата зависит от кислотности молока, фракционного состава белков и других факторов, обуславливающих скорость образования сгустка, и изменяется в течение года. Количество вносимого препарата в большей степени влияет на продолжительность свертывания молока, чем на плотность получаемого сгустка.

Повышенная доза молокосвертывающего препарата может вызвать чрезмерное ускорение технологического процесса, нарушение нормальной обсушки зерна, а препараты с большим содержанием пепсина могут вызвать, кроме того, и появление горечи во вкусе готового продукта.

При недостаточном внесении препарата или его неравномерном распределении в молоке увеличивается продолжительность свертывания и обработки зерна, повышаются потери жира и белка.

После внесения молокосвертывающего препарата молоко тщательно перемешивают в течение 6±1 мин и затем оставляют в покое до образования сгустка.

При использовании порошковых молокосвертывающих препаратов "Фромаза" и "Максирен" они предварительно должны растворяться в жесткой воде для более равномерного распределения их при внесении в молоко и во избежание проблем при коагуляции.

Раствор готовят следующим образом. Для растворения порошковых молокосвертывающих препаратов используется пастеризованная при температуре не ниже 85 °С свободная от хлора жесткая вода.

Дозу молокосвертывающего препарата (10,0-13,0 г) на 1 т молока заливают 30 см³ воды, тщательно перемешивают и выдерживают смесь в течение не менее 30 мин. После этого полученный концентрат доводят до конечного объема - 100 см³.

Хотя полученный таким образом раствор предназначен для непосредственного использования в процессе свертывания молока, более целесообразно провести его дальнейшее разбавление до 500 см³. При этом, в случае нового растворения в другой посуде, следует в обязательно порядке ополоснуть предыдущий сосуд с раствором для гарантии полного слива фермента в новый сосуд.

При переработке более 1 т молока, раствор готовят таким же образом, пропорционально увеличивая дозы и объем воды.

Полученный раствор желательно использовать как можно скорее. При необходимости допускается его хранение при температуре 4-6 °С в течение суток.

Применение молокосвертывающих препаратов других фирм осуществляется в соответствии с частными инструкциями на их использование.

Образование сгустка

Как уже отмечалось выше, перед свертыванием в смесь молока вносят бактериальную закваску, растворы хлористого кальция и калия азотнокислого, устанавливают необходимую температуру свертывания, которая зависит от вида вырабатываемого сыра и качества перерабатываемого молока. После внесения в молоко раствора свертывающего фермента вначале образуются хлопья белка, а затем сплошной сгусток. При свертывании молока сычужным ферментом образующийся из казеина параказеин быстро коагулирует, в результате чего происходит свертывание молока. При этом сывороточные белки не коагулируют и в основном переходят в сыворотку. Под действием сычужного фермента молоко свертывается в две стадии: на первой стадии казеин превращается в параказеин (ферментативный процесс), на второй происходит коагуляция параказеина под влиянием ионов кальция (коллоидно-химический процесс). При этом следует отметить, что только первый индукционный период включает обе стадии - ферментативную и скрытой коагуляции.

Температура и продолжительность свертывания. При выработке твердых сычужных сыров с низкой и высокой температурой второго нагревания оптимальная температура свертывания 32-35 °С, продолжительность 30±5 мин (для сыров пониженной жирности - 35±5 мин); рассольных сыров, брынзы и мягких сыров, соответственно, 28-32 °С и 30-90 мин.

Увеличивают продолжительность свертывания в оптимальных пределах при переработке свежего молока для усиления активности молочнокислого процесса и восполнения недостаточной зрелости молока и при постановке более крупного зерна. Однако при более продолжительном свертывании молока интенсивнее развиваются молочнокислые бактерии, в результате чего повышается кислотность сырной массы в процессе ее последующей обработки.

Плотность сгустка. Плотность сгустка перед разрезкой лимитируется скоростью его уплотнения и конечной влажности готового зерна.

Чем меньше требуемое содержание влаги в сыре, тем меньше должны быть размеры сырного зерна, тем нежнее должен быть сгусток в начале обработки, и наоборот, чем больше требуемое содержание влаги в сыре, тем больше должны быть размеры сырного зерна и тем плотнее должен быть сгусток в начале разрезки.

Менее плотный сгусток перед разрезкой рекомендуется иметь при переработке молока в ванных большой вместимостью во избежание чрезмерного его уплотнения при обработке.

Если сгусток уплотняется быстро, обработку начинают при более нежном его состоянии, если медленно - доводят до большего уплотнения.

При обработке сгустка недостаточной прочности происходит разбивка его несформировавшейся структуры, от него легко отделяются мелкие частицы и хлопья белка, образуется сырная пыль.

При излишне прочном сгустке затрудняется разрезка и постановка зерна. Вынужденное увеличение скорости режущего инструмента при обработке такого сгустка приводит к образованию большого объема сырной пыли. Очень плотный сгусток быстро обезвоживается в начале процесса обработки, но полученное зерно также быстро покрывается оболочкой, препятствующей выделению влаги. В результате эффективность дальнейшей обработки снижается и может получиться готовое зерно повышенной влажности.

Причины слабого или неравномерного свертывания молока следующие:

- недостаточность или неравномерное распределение молокосвертывающего препарата и хлорида кальция;

- низкое содержание казеина;

- недостаточная зрелость и кислотность;

- низкая температура свертывания;

- сильное разбавление молока водой;

- присутствие консервирующих, синтетических моющих веществ;

- продолжение нагрева молока после заквашивания, вследствие поступления пара в рубашку ванны из-за неплотного закрытия вентиля, прилипания сгустка к неостывшим стенкам и дну ванны;

- продолжение движения молока после начала свертывания.

Определение готовности сырного сгустка. Поверхность сычужного сгустка, готового к разрезке, должна быть ровной, гладкой, с прочной тонкой пленкой, на поверхности сгустка не должно быть пены и комочков выплавившегося жира, а также трещин и полос; цвет - однородный.

Готовность сгустка к разрезке определяют следующим образом: острым концом шпателя делают разрез сгустка, затем плоской частью шпателя вдоль разреза сгустка приподнимают его. Если сгусток дает раскол с не расплывающимися острыми краями без образования хлопьев белка и при этом хорошо выделяется прозрачная сыворотка светло-зеленого цвета, то он готов к разрезке. Сычужный сгусток, нормальный по коллоидно-физической структуре, обладает некоторыми свойствами твердого тела - упругостью и эластичностью, определяемыми по восстановлению форм и объема после сжатия (деформации), и прочностью, определяемой по сопротивлению сгустка.

Неровный излом сгустка с мелкими кусочками белка и мутно-беловатый цвет сыворотки указывают на слабую прочность сгустка.

Готовность сгустка также можно определить, слегка надавливая на него вблизи стенки ванны - готовый сгусток довольно легко отходит от стенки, почти не прилипая к ней.

Более точным является определение готовности сгустка с помощью специальных приборов.

Слишком нежный или слишком плотный сгусток одинаково нежелателен для разрезки. В том и другом случае затрудняется постановку однородного по размерам зерна, при этом образуется много сырной пыли (очень мелких частичек сгустка), что снижает выход сыра и отрицательно отражается на его качестве.

Прочность сгустка и его уплотнение повышаются при увеличении температур свертывания, повышении кислотности молока, увеличении в молоке до предельно допустимой нормы содержания растворимых солей кальция, возрастания (против нормы) количества свертывающего фермента, нормальном физико-химическом составе молока. Понижаются они при: снижении температуры свертывания молока, пониженной кислотности молока, уменьшении в молоке количества растворимых солей кальция, снижении (против нормы) количества молокосвертывающего фермента в сычужно-вялом молоке.