Основні принципи виробництва

Твердий сир займає особливе місце серед молочних продуктів. Прийоми його приготування дозволили концентрувати найбільш цінні жирові та білкові частини молока, а потім місяцями і роками зберігати цей концентрат. Можна вважати, що твердий сир був одним із перших консервованих продуктів, який зберігався та використовувався не тільки в домашніх умовах, але й у походах, подорожах.

Згідно значенню, даному ФАО-ВОЗ, твердий сир представляє собою свіжий або дозрілий продукт твердої або напівтвердої консистенції, який отримують шляхом звертання молока окремо, або в суміші молока, знежиреного молока, вершків за допомогою впливу сичужного ферменту чи інших препаратів, за допомогою яких згортається молоко з наступним частковим видаленням молочної сироватки, яка утворюється в результаті цього звертання.

Перетворення молока на твердий сир відбувається в чотири етапи:

1. Згортання молока. Мова йде при фізико-хімічні перетворення міцел казеїну під впливом протеолітичних ферментів або молочної кислоти, що приводять до появи сітчастої структури, яку називають згустком чи гелем.

2. Видалення сироватки із згустку. Цей етап полягає у виділенні молочної сироватки після розрізання згустку за допомогою формування або в деяких випадках пересування. В результаті отримують сирну масу.

3. Засолювання. Ця операція полягає у нанесенні солі на поверхню твердого сиру або внесенні її у сирну масу, або занурення сирів у розсол.

4. Дозрівання. На цьому етапі відбуваються біохімічні зміни складових частин згустку під дією ферментів, що мають у більшості випадків бактеріальне походження.

Механізм згортання молока.

Звертання молока, що виражається утворенням геля, є результатом фізико-хімічних змін, які відбуваються на міцелярному рівні. Міцела казеїна – частинка шаровидної форми, що складається з різних фракцій казеїна та мінеральних речовин (Са і Р).

Розрізняють два типи звертання: кислотне і сичужне.

Кислотне звертання.

Швидке звертання молока шляхом введення в нього мінеральної або органічної кислоти призводить до флокуляції казеїнів при рН 4,6 у вигляді більш чи менш зернистого осаду, який відділяється від молочної сироватки. Навпаки, поступове підкислення (молочнокисле бродіння чи гідроліз гліколактонів) призводить до утворення міцного однорідного згустку.

Зниження рН призводить до зниження ступеня іонізації кислих властивостей казеїну, що супроводжується руйнуванням четвертинної структури казеїнів. З наближенням рН до ізоелектричної точки відбувається нейтралізація заряду та значне зниження рівня гідратації білків, що призводить до переходу їх у нерозчинний стан. Такий згусток – це нерозчинна білкова сітка, що охоплює всю водну фазу.

Реологічні характеристики гелю залежать від індивідуальних особливостей молока – від вмісту білка та від умов звертання і температури, швидкості наростання кислотності та рН у кінці звертання.

Сичужне звертання.

Звертання молока за допомогою ферментів, у присутності яких воно звертається. Існує багато протеолітичних ферментів тваринного, рослинного та мікробіального характеру.

Найбільш розповсюджений сичужний фермент – суміш хімозину та пепсину, який отримують із шлунка молодих телят у період вигодовування їх молоком. У процесі сичужного звертання фермент розчіпляє стабілізуючий компонент казеїнової міцели і в результаті відбувається агрегування змінених під дією фермента міцел. Зростання щільності згустка відбувається тим швидше, чим коротший час коагуляції. Таким чином сичужне звертання – це послідовна ферментативна та фізико-хімічна реакції.

Фактори, які визначають сичужне звертання – природа і концентрація ферментів, у присутності яких звертається молоко, температура, рН середовища.

5.3. Видалення сироватки із згустку.

Розглядаючи згусток, отриманий за допомогою ферментів, при яких звертається молоко, можна помітити, що по закінченню часу по всій поверхні виступають крапельки молочної сироватки, згусток зменшується в об'ємі. Цей процес називається синерезисом. Для одержання твердого сиру сироватка повинна бути видалена. Це видалення здійснюється шляхом декантації та фільтрації.

Сироватка виділяється в два етапи:

1. Власне видалення, коли відбувається видалення більшої частини сироватки. Цей етап починається одразу після завершення звертання і продовжується до моменту вилучення твердої сирної маси із форми.

2. Другий етап заключається у додатковому вилученні сироватки. Починається з моменту вилучення сирної маси із форми і продовжується до моменту подачі твердого сиру на дозрівання.

Синерезис згустків, отриманих за допомогою ферментів, при яких звертається молоко, розглядається як результат безперервної взаємодії між білками, що відбувається в умовах налагоджування зв'язків різного типу, можливість для яких з'являється після зниження вмісту гідратаційної води, яка оточує міцели казеїна. Поступове збільшення сили та кількості зв'язків призводить до стягнення волокнистої казеїнової сітки і видалення сироватки, яка міститься в її проміжках. У цьому випадку видалення сироватки відбувається повільно, тому що вона з труднощами проникає через масу згустка. Для прискорення процесу слід збільшити площу за допомогою розрізання згустку.

Послабляються по мірі зростання кислотності, в той час як проникливість згустку збільшується аж до руйнування міцелярної структури.

Крім центрифугування, що застосовується під час виготовлення деяких видів твердих сирів, які відрізняються підвищеною кислотністю, існує два основних способи видалення сироватки із згустків. Під час видалення сироватки у сирній ванні згусток розрізається на кубики або подрібнюється на зерна, які плавають у видаленій із них сироватці. У випадку видалення сироватки у процесі формування, згусток після певного подрібнення зберігається у вигляді єдиної маси, видалення сироватки з якої відбувається у процесі її утворення.

Розрізняють декілька груп факторів, що впливають на видалення сироватки із згустку.

Фактори, які безпосередньо впливають на видалення. Вони починають діяти після утворення згустка, мають винятково фізичну природу. До них відносяться теплова і механічна обробка згустка.

Підвищення температури призводить до посилення виділення сироватки із згустку. Температурний інтервал звичайно 20…55⁰С. При виробництві пресованих сирів, де більше сухих речовин і рН, t=55⁰С, в той час як для виробництва твердих сирів без дозрівання (низький вміст сухих речовин і рН) достатньо 20⁰С.

Як правило, чим сухіший повинен бути згусток і чим вищий ступінь його мінералізації, тим інтенсивнішою повинна бути його механічна обробка: розрізання, вимішування, формування, пресування, перевертання. Залежно від виду твердого сиру використовується один або кілька видів механічної обробки. Як мінімум, це розрізання згустка для приготування м'яких сирів. Розрізання повинно здійснюватися повільно, не викликаючи розриву згустків за допомогою ножів чи арф.

Вимішування – це механічне перемішування у сироватці шматків чи зерняток згустку, отриманих після розрізання.

Пресування заключається у видаленні залишків сироватки з одночасним наданням сиру його остаточної форми. Здійснюється у формах. Тиск до 25кПа, пресування від кількох хвилин до кількох годин.

Засолювання твердих сирів.

Хлорид натрія, який вноситься у сирну масу, відіграє неабияку роль.

1. Забезпечує додаткове видалення сироватки.

2. Впливає на розвиток м/о і ферментів. Впливає на дозрівання.

3. Формує характерний смак твердого сиру, посилює або маскує смакові властивості деяких речовин.

Вміст солі коливається залежно від виду твердого сиру. 1-2% - більшість свіжих твердих сирів без дозрівання. Деякі сири східного типу зберігаються у росолі, містять 8-15% солі. Їх використання можливе після вимочування.

Дозрівання твердого сиру.

У процесі дозрівання, яке продовжується від кількох днів до кількох місяців, залежно від виду сиру, відбуваються біохімічні перетворення, які надають згустку нових властивостей. Сирна маса, спочатку щільна і несмачна, змінює свій склад і структуру, внаслідок чого відбувається зміна її зовнішнього вигляду, консистенції і кольору. Одночасно відбувається формування смаку та запаху твердого сиру.