Обработка сгустка и сырного зерна

Обработку сгустка и полученного из него сырного зерна проводят с целью его обезвоживания, а также регулирования интенсивности и уровня молочнокислого процесса. В результате обработки сычужного сгустка из него выделяется сыворотка, увеличивается объем молочнокислой микрофлоры и устанавливается требуемая кислотность сырной массы.

Биохимические и физико-химические процессы. Сырная масса перед созреванием должна иметь определенные физико-химические и структурно-механические свойства (рН, влажность, связность, твердость, вязкость и др.). Они зависят от интенсивности прохождения процессов молочнокислого брожения лактозы и синерезиса сычужного сгустка во время его обработки, а также формования и прессования сырной массы и посоли сыра.

Скорость и степень выделения сыворотки при обработке сгустка зависят от состава молока, его кислотности, режимов предварительной обработки и других факторов, из которых решающим является кислотность молока. Молочнокислое брожение, начавшееся в исходном молоке во время свертывания белков, активно продолжается в процессе обработки сычужного сгустка и сырной массы. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает электрический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства: белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается. Поэтому сгусток, полученный из зрелого молока и содержащий больше молочной кислоты, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока.

Однако из молока с излишне высокой кислотностью образуется сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы и ухудшению ее структурно-механических свойств.

Операции по обработке сгустка. В целях ускорения выделения сыворотки, интенсификации молочнокислого процесса, увеличения объема микрофлоры и повышения кислотности сырной масс сгусток дробят, обрабатывают (вымешивают) и проводят второе нагревание сырного зерна. Технологические операции осуществляют в следующей последовательности: разрезка сгустка и постановка сырного зерна; отбор сыворотки; вымешивание зерна; второе нагревание и вымешивание зерна.

Продолжительность этих операций строго не лимитируется - она зависит от вида сыра, свойств сгустка и сырного зерна, интенсивности развития молочнокислого процесса. Ориентировочная продолжительность этих операций указывается в инструкциях по выработке отдельных видов сыров.

При обработке сырного зерна допускается проведение дополнительных технологических операций - разбавление сыворотки водой и частичная посолка сыра в зерне.

Разрезка сгустка и постановка зерна.Разрезку сгустка и постановку сырного зерна производят механическими ножами-мешалками. При этом необходимо обеспечить получение сырного зерна требуемых размеров при максимально возможной однородности его по этому показателю и минимальном образовании сырной пыли.

Начинают разрезку при малых (1-2 об/мин) оборотах режущего инструмента. Особую осторожность соблюдают при обработке слабого, нежного сгустка. Скорость движения режущего инструмента в дальнейшем регулируют в соответствии с требуемой степенью дробления сгустка и его исходной плотностью.

В начале разрезки необходимо следить за тем, чтобы по краям и углам ванны не оставались неразрезанные слои сгустка.

Разрезку сгустка ведут в течение 4±1 мин до кусков объемом 30-50 см³, или длиной граней 3-4 см. После этого, при медленном уплотнении сгустка, делают перерыв на 2±1 мин для повышения плотности сгустка и усиления его способности выдерживать дальнейшую обработку.

Постановку ведут до получения зерна требуемых размеров. Обработку сгустка низкой плотности ведут осторожно в замедленном режиме.

Постановку излишне плотного или быстро уплотняющегося сгустка осуществляют, по возможности, ускоренно, но без резких движений, способствующих образованию сырной пыли.

В начале постановки зерна необходимо избегать остановок, а скорость обработки должна быть достаточно высокой для избежания слеживания и комкования зерна. По мере обсушки клейкость зерна уменьшается и при необходимости можно делать непродолжительные остановки.

В процессе постановки зерна с целью предотвращения его слеживания и излишнего дробления на каретку ванны вместо режущего инструмента устанавливают съемные мешалки. В сыроизготовителях и некоторых конструкциях сыродельных ванн применяется универсальный инструмент. После разрезки сгустка ножевая рама инструмента при изменении направлении вращения выполняет функцию вымешивания.

По мере уплотнения зерна темп его вымешивания ускоряют с таким расчетом, чтобы закончить постанову до полного закрепления зерна, когда оно уже не дробится. Скорость вращения инструмента увеличивают до 10-15 об/мин, а в исключительных случаях и до 20 об/мин.

Для усиления интенсивности перемешивания сырной массы на ножи-мешалки навешивают пластины-отражатели.

При работе на высоких скоростях режуще-вымешивающего инструмента необходимо следить за тем, чтобы не допускать разрыва пленки на сырных зернах и, как следствие, увеличения отхода жира и белка в сыворотку.

Режим вымешивания должен исключить слипание и слеживание сырных зерен, т.к. при этом чрезвычайно затрудняется выделение сыворотки из внутренней части образовавшихся комков.

Продолжительность разрезки сгустка и постановки зерна составляет в среднем для сыров с высокой температурой второго нагревания - 20±5 мин; с низкой температурой второго нагревания - 15±5 мин.

Если процесс меньше или больше установленного времени необходимо принимать меры для его оптимизации.

Размеры сырного зерна регламентируются его конечной влагой в зависимости от вида сыра.

Основная часть зерна после постановки должна иметь следующие размеры: 8±1 мм для сыров с низкой температурой второго нагревания; 6±1 мм для сыров с высокой температурой второго нагревания.

Крупное зерно (в допустимых для каждого вида сыра пределах) становится для повышения содержания в нем влаги. Чем меньше зерно, тем больше его удельная поверхность и быстрее выделяется из него сыворотка. В то же время, слишком мелкие зерна, а также сырная пыль быстро пересушиваются, грубеют, теряют клейкость. Эта часть сырной массы при формовании концентрируются на пограничной части сырного пласта и отрицательно влияет на его замыкаемость и прочность. В сырах с высокой температурой второго нагревания при этом может возникнуть самокол.

Кроме того, с уменьшением размеров зерна увеличивается отход в сыворотку белковых фракций, в частности, -казеина, не сворачиваемого ферментом и слабозахватываемого сгустком. Нужно ставить по возможности зерно максимальных размеров, допустимых для данного вида сыра.

Постановка одинаковых по размерам зерен обеспечивает равномерное выделение сыворотки, оптимальное протекание молочнокислого процесса и формирование структуры сыра.

Для нормального протекания технологического процесса имеет значение также и формасырного зерна. Наиболее желательна округлая форма, при которой зерно менее подвержено слипанию. Такая форма получается при относительно невысокой скорости обработки. При высокой скорости режущего инструмента (разрезка плотного сгустка) зерно приобретает угловатую форму, и его способность к агломерации возрастает.

Режуще-вымешивающий инструмент должен быть жестко зафиксирован в каретке ванны. Он должен достаточно плотно примыкать при работе к краям, углам и днищу ванны для равномерной и одновременной разрезки всей массы сгустка. В то же время он не должен задевать за внутреннюю поверхность ванны.

Чем острее и тоньше инструмент, тем лучше проходит разрезка и дробление сгустка, тем меньше образуется сырной пыли.

Плохое натяжение металлических струн в ножевой раме, использование тупых ножей или толстой проволоки в качестве струн, сильное и вибрирующее движение инструмента, особенно при обработке мягкого сгустка, усиливает образование сырной пыли и увеличивает отход жира и белка в сыворотку.

Отбор сыворотки. В процессе постановки зерна, когда выделится достаточное количество сыворотки, вымешивание прекращают, очищают стенки ванны от оставшегося прилипшего сгустка и удаляют часть сыворотки: для сыров с высокой температурой второго нагревания - 15±5 %; для сыров с низкой температурой второго нагревания - 25±50 % - от первоначального количества перерабатываемого молока (смеси). При этом из-за клейкости сырного зерна (что приводит к его комкованию), время отбора сыворотки необходимо свести к минимуму.

Некоторые конструкции сыродельных ванн или сыроизготовителей позволяют обеспечить отбор сыворотки без прекращения вымешивания сырного зерна, т.е. без остановки режуще-вымешивающего инструмента. В таких аппаратах время отбора сыворотки не регламентируется клейкостью зерна.

Перед вторым нагреванием допускается удаление еще некоторой части сыворотки (от первоначального количества молока) 15±5 % - для сыров с высокой температурой второго нагревания; до 25 % - для сыров с низкой температурой второго нагревания (при необходимости).

При проведении этой операции следует применять меры для предотвращения комкования сырного зерна и своевременного дробления образовавшихся комьев (максимально сократить время отбора сыворотки, увеличить скорость вымешивающего инструмента и т.п.).

Количество и время отбора сыворотки устанавливают для каждой варки отдельно в зависимости от объема заполнения ванны, подверженности зерна комкованию и возможности разбивания комков при дальнейшей обработке, скорости отбора сыворотки, интенсивности молочнокислого процесса, скорости дробления сгустка, однородности получаемого зерна.

Допускается проводить отбор сыворотки в один прием. В этом случае отбор сыворотки проводят через 15±5 мин обязательного вымешивания после постановки зерна для снижения его клейкости, особенно при его повышенной способности к комкованию и слеживанию.

При выработке сырного зерна в сыроизготовителях и ванных большой вместимости, в которых существует повышенная опасность комкования зерна, время отбора сыворотки (с остановкой инструмента) должно быть минимальным.

Вымешивание зерна. В начале перемешивания после отбора сыворотки скорость режуще-вымешивающего (вымешивающего) инструмента должна быть минимальной для предотвращения деформации и поломки ножей и мешалок. При необходимости (горизонтальные ванны) слежавшееся зерно поднимают лопатой или другим приспособлением.

После постановки зерно вымешивают до определенной степени упругости (зерно становится более плотным, упругим, округлым).

Продолжительность вымешивания. Продолжительность вымешивания зависит от скорости обезвоживания зерна и развития молочнокислого процесса и определяется по степени уплотнения зерна и нарастанию титруемой кислотности сыворотки.

Общая продолжительность процесса от начала разрезки до второго нагревания составляет 60±10 мин - для сыров с высокой температурой второго нагревания и 25±10 мин - для сыров с низкой температурой второго нагревания.

При излишней скорости развития молочнокислого процесса и интенсивной обсушке зерна продолжительность вымешивания сокращают, а иногда (для сыров с низкой температурой второго нагревания, особенно при переработке перезрелого молока) после постановки сразу приступают ко второму нагреванию.

Длительность обработки после постановки зерна увеличивается при медленном уплотнении сгустка, низкой кислотности сыворотки.

В то же время следует учитывать, что слишком продолжительное вымешивание способствует укреплению на сырном зерне пленки, препятствующей выделению из него сыворотки. В результате снижается обезвоживающее действие второго нагревания, а в конечном итоге увеличивается влагосодержание сырной массы.

Режим вымешивания должен исключить слипание и слеживание сырных зерен, т.к. при этом чрезвычайно затрудняется выделение сыворотки из внутренней части образовавшихся комков.

Зерно, хорошо подготовленное ко второму нагреванию, характеризуется упругостью, потерей первоначальной клейкости. Слегка сжатое в комок, оно не продавливается между пальцами. В исключительных случаях, если длительное вымешивание не обеспечивает достаточное уплотнение и обсушку зерна, нагревают неподготовленное зерно.

Развитие молочнокислого процесса. При нормальном течении молочнокислого процесса нарастание кислотности сыворотки от разрезки до второго нагревания составляет 1,0±0,5 °Т - для сыров с высокой температурой второго нагревания и 1,5±0,5 °Т - для сыров с низкой температурой второго нагревания.

Контролируемая при обработке зерна титруемая кислотность сыворотки может оставаться неизменной при фактическом увеличении накопления молочной кислоты. Более точно развитие молочнокислого процесса характеризует активная кислотность, измеряемая в рН-метрах.

При накоплении молочной кислоты снижается электрический заряд казеина и других белков, уменьшаются их гидрофильные свойства, и повышается их способность к обезвоживанию.

Снижению содержания влаги в сырном зерне способствует и увеличение дозы удаленной при обработке сыворотки. Усиление обсушки обуславливается более интенсивным нарастанием кислотности в меньшем объеме (в оставшейся сыворотке и зерне).

Под влиянием молочной кислоты казеин теряет кальций, наличие которого оказывает значительное влияние на консистенцию сыра. Если большее количество сыворотки отводится из сырного зерна до того, как образовалось определенное количество молочной кислоты (в случае интенсивного обезвоживания сырного зерна), то растворяется небольшое количество кальция.

При недостаточном отщеплении кальция от белка сыр может приобрести слишком связанную твердую консистенцию, а при значительном - происходит излишнее снижение вязкости сырной массы.

Процесс обезвоживания и накопления молочной кислот в сырном зерне необходимо регулировать так, чтобы в сыре оставалось требуемое количество кальция.

При значительном усилении молочнокислого процесса сыр приобретает колющуюся, крошливую, несвязанную консистенцию, а при излишней кислотности сырной массы - рыхлую, мажущуюся. Излишне быстрое нарастание кислотности в сыворотке приводит к увеличению задержки молокосвертывающих ферментов, что, в свою очередь, может послужить причиной увеличения количества образующихся горьких пептидов.

При слабом развитии молочнокислого процесса и недостаточной влажности сырной массы сыр приобретает твердую, грубую резинистую консистенцию, а смещение брожения молочного сахара на более поздние стадии может вызвать и другие пороки продукта: развитие посторонней микрофлоры, формирование горького вкуса и т.д.

Второе нагревание. Второе нагревание проводят для ускорения обезвоживания сырного зерна. Температура и продолжительность второго нагревания оказывают значительное влияние на микробиологические и биохимические процессы в сыре, а, следовательно, на формирование органолептических показателей готового продукта. Поэтому установление оптимальной для данного вида сыра температуры второго нагревания (что указывается в частных технологиях) является важным условием получения высококачественного сыра.

Температура второго нагревания. Эта температура для различных видов сыров приводится в технологических инструкциях по их производству. Так, например, для отдельных видов сыров температура второго нагревания установлена в следующих пределах: для советского сыра - 52-55 °С; для горного сыра - 48-52 °С; для алтайского сыра - 50-54°С; для бийского сыра - 50-52 °С; для голландского сыра брускового - 38-42°С, круглого - 38-41 °С; для костромского сыра - 38-42 °С.

При установлении температуры второго нагревания (в пределах, рекомендуемых для данного вида сыра) учитывают способность сырного зерна к обезвоживанию и интенсивность развития молочнокислого процесса, а для сыров с высокой температурой второго нагревания дополнительно учитывают и физическое состояние зерна (клейкость).

При медленном нарастании кислотности сыворотки температуру снижают, а при интенсивном - повышают. Вместе с тем, для оптимизации молочнокислого процесса целесообразно использовать другие технологические приемы, т.к. при изменении температуры второго нагревания может нарушиться процесс обсушки сырного зерна.

При излишнем снижении температуры второго нагревания в сырах остается повышенное количество влаги, усиливается молочнокислый процесс, что вызывает формирование излишне кислого вкуса, расплывающейся, мажущейся консистенции, ослабление корки сыра.

С повышением температуры второго нагревания усиливается процесс выделения сыворотки из сырного зерна, уменьшается содержание влаги в готовом продукте. Однако чрезмерное повышение температуры второго нагревания приводит к пересушке сыра, ингибированию заквасочной микрофлоры, развитию остаточной, термоустойчивой микрофлоры молока. Продукт может приобрести несвойственный ему неспецифический вкус и запах (например, пряный, сладковатый - для сыров с низкой температурой второго нагревания).

Продолжительность второго нагревания. Второе нагревание осуществляют с учетом нагрева за счет разбавления сыворотки горячей водой, если это требуется для регулирования кислотности сыра. Во избежание комкования сырного зерна и его пригорания к стенкам второе нагревание следует проводить со скоростью около 1 °С в минуту и при интенсивном вымешивании.

Продолжительность второго нагревания для сыров с высокой температурой второго нагревания составляет 25±5 мин; с низкой температурой второго нагревания - 15±5 мин.

Интенсивность нагревания уменьшают при плохом обезвоживании сырной массы, слабом росте кислотности сыворотки. При замедленном развитии микрофлоры и молочнокислого процесса второе нагревание рекомендуется проводить в две стадии:

- на первой стадии температуру устанавливают в пределах 38±1 °С;

- на второй стадии (в конце обработки сырного зерна) температуру повышают до рекомендуемого для каждого вида сыра значения.

Такой режим нагревания позволяет снизить шоковое действие высокой температуры на молочнокислые бактерии, что способствует, в последующем, нормальному развитию микробиологических процессов в сыре.

При медленном нагревании происходит постепенный прогрев и равномерное выделение сыворотки из всей массы сырного зерна.

Ускорение нагревания способствует завариванию зерна, укреплению поверхностного слоя из-за его быстрого обезвоживания и уплотнения препятствует выделению сыворотки из внутренних слоев зерна. При этом увеличивается продолжительность последующей обработки. Происходящее при интенсивном нагреве нарушение структуры геля приводит к отходу из зерна более крупных жировых шариков и, как следствие, увеличению жирности сыворотки.

При слишком интенсивном нагревании также может происходить комкование сырной массы в результате быстрого роста клейкости и способности сырных зерен к агломерации.

После второго нагревания продолжают вымешивание сырного зерна. Основным назначением этой операции является дальнейшее его обезвоживание с таким расчетом, чтобы обеспечить получение сыра после прессования с требуемой массовой долей влаги. Окончание вымешивания (обработки) сырного зерна определяют по его физическому состоянию - упругости и клейкости.

Изменение клейкости сырных зерен сыров с высокой температурой второго нагревания. Для сыров с высокой температурой второго нагревания дополнительно учитывают физическое состояние сырного зерна - клейкость. К концу вымешивания до второго нагревания в результате обсушки клейкость зерна значительно снижается.

При нагревании до температуры 44-46 °С в результате плавления кальциевых солей казеина клейкость зерна начинает повышаться. Рост клейкости продолжается до температуры 50 °С. При дальнейшем повышении температуры клейкость постепенно снижается вследствие усиления дегидратации белка. Поэтому при температуре 54-56 °С готовность сырной массы по этому показателю наступает раньше, чем при 50 °С.

Ускорению снижения клейкости зерна способствует увеличение содержания зрелого молока в смеси.

При слишком быстрой потере зерном клейкости во время нагревания температуру второго нагревания уменьшают до нижних допустимых для данного вида сыра пределов.

Во избежание слипания и комкования сырных зерен из-за повышения клейкости при проведении второго нагревания сырную массу непрерывно и интенсивно перемешивают. Скорость движения вымешивающего инструмента должна обеспечить нахождение сырных зерен во взвешенном состоянии, исключить осаждение их в какой-либо части ванны.

Не рекомендуется проводить отбор сыворотки во время второго нагревания.

Аналогичная картина наблюдается и при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания, с несколько менее выраженным эффектом.

Разбавление сыворотки водой и частичная посолка сыра в зерне. При необходимости, для предотвращения развития в сыре излишне высокого уровня активной кислотности и для получения сыра с нежной пластичной консистенцией проводят разбавление (раскисление) сыворотки водой.

Раскисление сыворотки проводят в начале второго нагревания питьевой водой, пастеризованной при температуре не ниже 85 °С. Ее можно добавлять без охлаждения для проведения (или начала) второго нагревания путем разбрызгивания, чтобы исключить местный перегрев сырного зерна.

Доза добавляемой воды зависит от интенсивности развития молочнокислого процесса во время обработки сырного зерна, что определяется по нарастанию кислотности сыворотки до второго нагревания и по характеру изменения активной кислотности в сырах предыдущих выработок. Обычно она составляет 5-15 % от количества перерабатываемого молока.

Раскисление сыворотки водой способствует дополнительному осмотическому извлечению из сырной массы лактозы и молочной кислоты.

Этот технологический прием необходимо проводить (особенно при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания) даже при слабом росте кислотности сыворотки, чтобы убрать из сыра излишний бродильный материал и исключить чрезмерное развитие молочнокислого процесса в дальнейшем.

Излишнее добавление воды не рекомендуется, т.к. это может способствовать получению сыра со слабо выраженным или пустым вкусом и запахом и резинистой консистенции. Кроме того, значительное снижение концентрации молочной кислоты в сырной массе может способствовать развитию посторонней технически вредной микрофлоры, вызывающей пороки сыра. Если такая опасность существует, то дозу вносимой для раскисления воды максимально снижают.

Частичная посолка в зерне проводится при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания. Она способствует увеличению массовой доли влаги в готовом сыре на 2,5±0,5 %. При этом повышается количество связанной влаги в продукте, что обуславливает сохранение ее на последующих стадиях производства и благоприятно отражается на консистенции сыра. Кроме того, при частичной посолке сыра в зерне продолжительность последующей его посолки в рассоле, в зависимости от вида сыра и дозы поваренной соли при частичной посолке, сокращается на 0,5-1 сут.

Доза поваренной соли, используемой для частичной посолки в зерне, обычно составляет 200-300 г на 100 кг перерабатываемого молока (для некоторых видов сыра - 500-700 г), и зависит от конечного влагосодержания сырного зерна.

При уменьшении количества отбираемой сыворотки и увеличении объема добавляемой для раскисления воды количество вносимой соли увеличивается (и наоборот), т.к. концентрация соли при одной и той же ее абсолютной дозе будет зависеть от объема смеси сыворотки и зерна в момент внесения.

При замедлении обезвоживания сырного зерна частичную посолку проводить не рекомендуется во избежание получения сыра с повышенной массовой долей влаги.

Для частичной посолки используют поваренную соль "Экстра". Предварительно ее растворяют в горячей (с температурой не ниже 90 °С) воде (концентрация рассола должна быть около 20 %), а раствор фильтруют. Если дозировка поваренной соли для частичной посолки производится по количеству раствора, то его концентрация должна быть точно измеренной.

Частичную посолку сыра в зерне проводят во время второго нагревания или сразу после его окончания (для некоторых видов сыра - в конце обработки сырного зерна, что оговаривается в частных технологиях).

Проведение этой операции в конце вымешивания (если это не предусмотрено технологией в технологической инструкции) после второго нагревания снижает эффективность использования соли и может отрицательно сказаться на формировании вкуса и рисунка сыра.