Схема технологической линии производства мороженого

 

 

Мороженое – продукт, полученный взбиванием и замораживанием пастеризованной смеси коровьего молока, сливок, сахара, стабилизатора и наполнителей. Благодаря содержанию молочного жира и белков, углеводов, минеральных веществ и витаминов оно обладает высокой пищевой ценностью и легко усваивается организмом. Мороженое делят на основные и любительские виды. К основным видам относят молочное, сливочное, плодово-ягодное, ароматическое мороженое и пломбир. Основные показатели физико-химических свойств некоторых видов мороженого приведены в табл.

Сырьем для мороженого служат молоко цельное и обезжиренное, сгущенное молоко с сахаром и другие сгущенные молочные продукты, сухое молоко, сливки различной жирности, сливки сгущенные с сахаром и сухие, сливочное масло, сухие смеси для мороженого, сгущенная и сухая пахта, сыворотка осветленная и сброженная сгущенная, а также куриные яйца либо яичный порошок, вкусовые вещества (орехи, чай, кофе, какао-порошок, шоколад, органические кислоты, пряности и др.), сахаристые продукты (свекловичный и тростниковый сахар, инвертный сахар и патока, мед), ароматические вещества (ароматические масла, эссенции, ваниль и ванилин), естественные красители (краситель из выжимок темных сортов винограда, сок клюквы, смородины, свеклы и др.).

В состав мороженого всех видов входят стабилизаторы, представляющие собой гидрофильные коллоиды полисахаридной или белковой природы, которые легко связывают воду. Благодаря этому увеличивается вязкость и улучшается взбиваемость (насыщение воздухом) смесей мороженого.

Наиболее широко используют агар, агароид, альгинат натрия, крахмал пищевой и желирующий модифицированный, метилцеллюлозу, пектин, пшеничную муку, желатин и казеинат натрия.

Технологический процесс производства мороженого состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, дозирования и смешения отдельных видов сырья, пастеризации, фильтрации смеси до и после пастеризации, гомогенизации, охлаждения и созревания, фризерования, фасования и закаливания.

В процессе приемки молоко цельное и обезжиренное, сливки взвешиваются, оценивается их качество, и далее они хранятся в охлаждаемых резервуарах при температуре не выше 6 °С.

Для улучшения структуры мороженого и уменьшения отстаивания жира при фризеровании проводится гомогенизация жиросодержащих смесей при температуре, близкой к температуре пастеризации. При одноступенчатой гомогенизации применяют давление от 12,5 до 15 МПа для молочной смеси, от 10 до 12,5 МПа для сливочной смеси и от 7 до 9 МПа для пломбира.

Мороженое, вышедшее из фризера, по консистенции и внешнему виду напоминает крем. После фризерования мороженое фасуется и замораживается (закаливается) до –15 ¸ –18 °С. Закаливание следует осуществлять интенсивно, чтобы не допустить увеличения размеров кристаллов льда более чем до 60–80 мкм.

Мороженое фасуется в брикеты на вафлях; в вафельные стаканчики, трубочки и рожки; бумажные стаканчики, брикеты на палочке, в полиэтиленовую пленку и др.

Готовое мороженое хранится в холодильных камерах при температуре воздуха –20 ¸ –23 °С. Допустимые колебания температуры не должны превышать ±2 °С. Резкие колебания температуры мороженого приводят к укрупнению в нем кристаллов льда, в результате чего ухудшается его качество.

Допустимая продолжительность хранения 1–1,5 мес (молочное мороженое), 1,5–2 мес (сливочное) и 2–3 мес (пломбир). Длительность хранения снижается для мороженого с повышенным содержанием влаги, мелкофасованного и при наличии наполнителя.

Характеристика комплексов оборудования. Производство мороженого состоит из двух основных этапов: выработки смеси и приготовления из нее мороженого.

Начальные стадии технологического процесса производства мороженого выполняются при помощи комплексов оборудования для приема, охлаждения, переработки, хранения и транспортирования сырья. Приемку сырья осуществляют при помощи весов (молокосчетчиков), сепараторов-молоко-очистителей, пластинчатых охладителей, фильтров и вспомогательного оборудования.

Ведущий комплекс линии состоит из подогревателей, сепараторов-сливкоотделителей, гомогенизаторов, пастеризаторов, охладителей и емкостей для хранения полуфабрикатов.

Завершающий комплекс оборудования линии обеспечивает фасование, закаливание и хранение готовой продукции. Он содержит фасовочно-упаковочные машины и оборудование морозильных камер для готовой продукции.

Машинно-аппаратурная схема линии производства мороженого приведена на рисунок 39.

Устройство и принцип действия линии. В процессе приемки молоко цельное и обезжиренное, сливки взвешиваются, оценивается их качество и хранятся в охлаждаемых резервуарах 1 при температуре не выше 6 °С.

Смеси для мороженого приготавливают из подготовленного сырья в соответствии с рецептурами, рассчитанными исходя из фактического наличия сырья, его состава и качества. Сырье для получения смеси на молочной основе загружают в смесительные ванны 2 в такой последовательности: жидкие продукты (молоко, сливки, вода), сгущенные молочные продукты, затем сухие молочные продукты, сахар, вкусовые наполнители и стабилизаторы.

Для более полного и быстрого растворения сухих продуктов смесь нагревают до 35...40°С и тщательно перемешивают. Затем для удаления нерастворившихся частиц и примесей ее фильтруют на дисковых, плоских, пластинчатых фильтрах.

Для смешения компонентов сырья используют сливкосозревательные ванны 7 и ванны длительной пастеризации, а также аппараты для выработки сырного зерна.

Стабилизаторы вносят в смесь до пастеризации, в процессе пастеризации или после охлаждения пастеризованной смеси.

Желатин и агар вводят из емкости 8 в смесь в виде 10 %-ного водного раствора, метилцеллюлозу — в виде 1 %-ного раствора, а другие стабилизаторы используют в сухом виде.

 

Рисунок 39. Машинно-аппаратурная схема линии производства мороженого

 

 

Пектин заливают холодной водой в соотношении 1: 20 и нагревают до полного растворения при постоянном перемешивании, а затем кипятят в течение 1...2 мин. Приготовленный раствор фильтруется и вводится в смесь до пастеризации.

Пюре из плодов получают в варочных котлах, а также в протирочной машине. Для хранения смесей используют изотермические емкости вместимостью 2000... 10 000 л.

Жидкие компоненты дозируются насосами-дозаторами, а сыпучие — специальными весовыми бункерами 3.

Полученная в емкости для смешивания 4 смесь сначала фильтруется, а затем подвергается пастеризации.

Фильтрация смесей осуществляется на цилиндрических фильтрах, имеющих две камеры, которые работают поочередно. Производительность фильтров 2000...4600 кг/ч, давление фильтрации 0,2...0,25 МПа.

После фильтрации смесь поступает на пастеризацию. В пластинчатых пастеризационных установках 6 смесь пастеризуется при температуре 80...85 °С с выдержкой 50...60 с, а в трубчатых — при аналогичной температуре или при температуре 92...95 °С без выдержки.

Для улучшения структуры мороженого и уменьшения отстаивания жира при фризеровании проводится гомогенизация в гомогенизаторах 5 жиросодержащих смесей при температуре, близкой к температуре пастеризации. При одноступенчатой гомогенизации применяют давление от 12,5 до 15 МПа для молочной смеси, от 10 до 12,5 МПа для сливочной смеси и от 7 до 9 МПа для пломбира.

После гомогенизации смесь охлаждается до 2...6 °С в пластинчатых охладителях 9. Применение агара, агароида и других равноценных стабилизаторов позволяет перерабатывать охлажденную смесь без дальнейшей выдержки. При использовании желатина смесь требуется выдерживать в течение 4...12ч (созревание смеси). В процессе созревания в результате связывания воды стабилизатором и белками увеличивается вязкость смеси. Общая длительность созревания смеси не должна превышать 24 ч. Затем смесь поступает на фризерование.

При этом преследуются две цели: насыщение смеси воздухом и ее замораживание.

Степень насыщения смеси воздухом оценивается по взбитости, которая представляет собой отношение объема воздуха в мороженом к первоначальному объему смеси, выраженное в процентах. Минимальная взбитость должна быть не ниже 50 % (молочное мороженое), 60 % (сливочное мороженое и пломбир), 35...40 % (плодово-ягодное мороженое).

Взбитость повышается при увеличении содержания СОМО, количества стабилизатора и дисперсности жира, а также при уменьшении содержания жира и сахара. Смеси, приготовленные с использованием сухих молочных продуктов, взбиваются лучше, чем с применением жидкого молока.

Взбитость мороженого зависит также от конструктивных особенностей фризеров. В хорошо взбитом мороженом средний размер воздушных пузырьков не должен превышать 60...70 мкм. При взбитости 100 % в 1 г мороженого содержится около 8,3 млн. воздушных пузырьков с общей площадью поверхности 0,1 м².

Начальная температура замораживания смеси мороженого составляет -2,0.. -3,5 °С, Температура смеси при выходе из фризера обычно устанавливается -5...-1 °С.

Вымороженная вода образует кристаллы, средний размер которых в мороженом составляет 50... 100 мкм. Получение более крупных кристаллов нежелательно, так как они ощущаются на вкус и ухудшают структуру продукта. Главными условиями получения мелких кристаллов являются хорошее перемешивание смеси в процессе замораживания и высокая скорость охлаждения.

Ниже приведено описание особенностей технологии производства отдельных видов мороженого.

Мягкое мороженое. C целью расширения ассортимента вырабатывают мягкое мороженое, обладающее кремообразной консистенцией, невысокой взбитостью (40–60%) и температурой от минус 5 до минус 7°С. Это мороженое не закаливают и отпускают потребителю сразу из фризера. Для приготовления мягкого мороженого используют восстановленные смеси, приготавливаемые из сухих смесей для мороженого.

Мороженое молочное, сливочное и пломбир. Их выпускают обычно без наполнителей и добавок.

Для расширения ассортимента мороженого используют шоколадную глазурь, различные вкусовые наполнители или добавки. Наполнители (кофейный отвар, какао-порошок, ореховый пралине, сироп, крем-брюле) образуют со смесью мороженым однородную массу, их вводят в смесь мороженого при пастеризации или после охлаждения (шоколадный сироп). Добавки (ягоды, орехи, шоколад, а также шоколадный, ореховый, клубничный и другие гарниры) обычно вносятся в мороженое после фризерования с помощью фруктопитателя.

Эскимо готовят из сливочной или молочной смесей без наполнителей и с наполнителями, глазированным и неглазированным. Глазурь (шоколадная, сливочно-кремовая, ароматическая и шоколадно-ореховая) должна составлять 20 % массы эскимо.

Плодово-ягодное мороженое. Технологический процесс производства этого мороженого отличается от производства основных видов мороженого подготовкой сырья. Гомогенизацию смеси не проводят.

Ароматическое мороженое. При производстве растворы пищевой кислоты, ароматических и красящих веществ предварительно пастеризуются и вносятся в охлажденную сахарную основу перед фризерованием.

Мороженое любительских видов. Оно отличается массовой долей жира, имеющей промежуточное значение между массовой долей молочного мороженого и пломбира. Выпускают также обезжиренные виды и шербет с массовой долей жира 1 %.

Торты, кексы и пирожные из мороженого готовят на сливочной или пломбирной основе с оформлением кремом или другими десертными добавками.

 

Вакуумная обработка молока. Вакуумная обработка. Присутствие газа в молоке влияет на процесс производства сыра. Кроме того, некоторые газы и летучие соединения, находящиеся в молоке, могут обусловливать посторонние привкусы и запахи молока, а затем и готового продукта. Уменьшение объема газовой фазы в исходном молоке способствует сокращению продолжительности свертывания молока и обработки сырного зерна, что дает возможность сократить расход и качество готового продукта.

Удалить из молока мелкодисперсную газовую фазу и летучие соединения можно в процессе вакуумной обработки молока, которую сочетают с пастеризацией, используя для этого дезодораторы.

Разрежение в дезодораторе зависит от температуры поступающего молока:

Температура молока, ^оС 40-45 70-72 74-78

Вакуум, кПа 92-90 68-62 60-30

После вакуумной обработки следует избегать повторного попадания воздуха в молоко.

Ультрафильтрационная обработка. В производстве твердых сыров ультрафильтрацию применяют для концентрирования сухих веществ молока с целью достижения оптимальной для каждого вида сыра массовой доли белка в молочном концентрате. Ультрафильтрация осуществляется при температуре (50±5)ºС после нормализации молока по жиру перед его пастеризацией. При этом созревание молока не проводят. Массовая доля сухих веществ в концентрате, полученном при ультрафильтрационной обработке молока, должна быть (14±2) % в зависимости от вида сыра, кислотность концентрата – не более 23 ^оТ. Повышение кислотности обусловлено увеличением массовой доли белка при ультрафильтрации.

Использование ультрафильтрации в сыроделии повышает выход сыра за счет лучшего использования белков молока, сокращает расход молокосвертывающего препарата и бактериальной закваски, повышает качество сыра. УФ-концентраты стимулируют развитие молочнокислых бактерий, что является фактором, интенсифицирующим процесс созревания. В сырах, выработанных с применением ультрафильтрации, содержится большее количество водорастворимых азотсодержащих соединений и свободных аминокислот.

Применение заквасок и бактериальных концентратов. Бактериальные закваски и бактериальные концентраты представляют собой концентрат клеток бактерий, участвующих в свертывании молока и созревания сыра.

Формирование вкуса, запаха и консистенции сыров происходит в результате микробиологических и биохимических процессов. Во время выработки и созревания сыра микроорганизмы развиваются в сыре и воздействуют на сырную массу.

В производстве сыров используют различные микроорганизмы: молочнокислые бактерии, пропионовокислые бактерии, сырную слизь, плесени. Ведущая роль принадлежит молочнокислым бактериям, они преобразуют основные составные части молока (лактозу, белки, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра, его пищевую и биологическую ценность; активизируют действие молокосвертывающих ферментов и интенсифицируют синерезис сычужного сгустка; принимают участие в формировании рисунка сыра и его консистенции; создают неблагоприятные условия для развития посторонней микрофлоры путем быстрого сбраживания лактозы, повышения активной кислотности и снижения окислительно-восстановительного потенциала сырной массы; подавляют развитие технически вредных и патогенных микроорганизмов за счет образования соединений, обладающих антибактериальным действием.

Молочнокислые бактерии, используемые в сыроделии, можно разделить по их свойствам на следующие группы:

- мезофильные гомоферментативные молочнокислые кокки Lc. lactis и Lc. cremoris, сбраживающие лактозу преимущественно до молочной кислоты;

- мезофильные гетероферментативные молочнокислые кокки Lc. lactissubsp. diacetilactis, Leuc.cremoris, Leuc.lactis и молочнокислые палочки L. plantarum и L. casei, сбраживающие цитраты в присутствии углеводов с образованием углекислого газа, уксусной кислоты, ацетоина, диацетила;

- термофильные гомоферментативные молочнокислые кокки Sс. thermophilus и молочнокислые палочки L. lactis, L. helveticus, L. bulgaricus.

При выработке сыров с низкой температурой второго нагревания используют закваски, состоящие из различных комбинаций штаммов кислотообразующих и ароматобразующих мезофильных молочнокислых бактерий (БЗ-СМС, БК-Углич-6, БК-Углич-С). В дополнение к основной микрофлоре закваски при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания для активизации процессов газо- и ароматобразования используют мезофильные молочнокислые бактерии Leuc. cremoris (БК-Углич-Л).

В сыродельной промышленности применяют закваски, обладающие антагонистическим действием по отношению к бактериям групп кишечной палочки, а также против возбудителей маслянокислого брожения. К ним относятся молочнокислые стрептококки и мезофильные молочнокислые палочки L. plantarum, обладающие специфическим, обусловленным не только об-разованием молочной кислоты, но и антагонистическим действием на маслянокислые бактерии (БК - Биоантибут) и на болезнетворную микрофлору, например, на бактерии группы кишечной палочки (БК – Углич – 5а).

Кроме того, созданы специальные закваски, в состав которых входят только микроорганизмы, подавляющие развитие маслянокислых бактерий (антагонистическая БЗ-САП и БК-Углич-П). Эти закваски применяют совместно с основной заквасочной микрофлорой, используемой при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания (БЗ – СМС, БК – Углич – 6, БК – Углич – С и т.д.). Все антагонистические закваски следует применять в период наибольшего обсеменения молока (март – апрель, октябрь - ноябрь) спорами анаэробных бактерий.

В производстве некоторых сыров (сусанинский, адыгейский) для активизации молочнокислого процесса используют БЗ, приготовленные на термофильных молочнокислых палочках L. bulgaricus (БЗ – СТМб) или L. helveticus.

В закваску для сыра чеддер входят мезофильные молочнокислые стрептококки Lc. lactis и Lc. cremoris (БЗ - СМч) и молочнокислые палочки L. casei (БЗ - СМП), L. bulgaricum, L. plantarum.

В производстве сыров с высокой температурной обработкой сырного зерна используют мезофильные молочнокислые стрептококки и палочки в виде заквасок (БЗ – СТС и БЗ - СТП) или универсального сухого концентрата (БК – ТМБ – У), в состав которого входят микроорганизмы, подобранные с учетом протеолитической, липолитической активности и других ценных свойств для сыроделия.

Обогатить микрофлору этих сыров можно с помощью мезофильных молочнокислых бактерий (БЗ – СМС, БК – Углич – 6, БК – Углич – С). Кроме того, в формировании вкуса, запаха и рисунка сыров с высокой температурой обработки сырного зерна, помимо молочнокислых бактерий, участвуют также пропионовокислые бактерии, сбраживающие часть лактатов с образованием пропионовой и уксусной кислот, а также углекислого газа. Поэтому при производстве сыров с высокой температурой обработки сырного зерна из пастеризованного молока наряду с молочнокислыми бактериями используют и пропионовокислые бактерии (БК - ПКБ) или бактериальный концентрат, содержащий пропионовокислые бактерии (БК – КСК). Культуры молочнокислых бактерий в БК – КСК подобраны по биологической совместимости с пропионовокислыми бактериями, протеолитической и липолитической активностью.

Для сыров с повышенным уровнем молочнокислого брожения разработана бактериальная закваска на основе термофильных молочнокислых палочек, обладающих высокой кислотообразующей способностью и протеолитическими свойствами, а также антагонистической активностью к бактериям группы кишечной палочки (БЗ - ТМП).

Бактериальные закваски и концентраты до использования хранят при температуре не выше 5 °С срок хранения – от 3 до 4 месяцев. С целью предупреждения накопления на заводе специфических бактериофагов и поражения ими заквасочной микрофлоры проводят постоянную, через каждые (3±1) дня, смену партий бактериальных заквасок и концентратов при приготовлении производственной закваски. Основные этапы приготовления производственной закваски приведены на рис..

Бактериальный концентрат можно применять для непосредственного приготовления производственной закваски. Кроме того, бактериальный концентрат можно сначала активизировать, а затем использовать либо непосредственно в производстве сыра или для приготовления производственной закваски.

Из сухих и жидких бактериальных заквасок приготавливают лабораторную закваску, которую используют для получения производственной закваски.

Производственные бактериальные закваски или активизированный бакконцентрат вносят в молоко перед свертыванием. Перед внесением закваски в молоко ее необходимо тщательно размешать во избежание попадания в молоко комочков сгустка. Доза вносимой закваски составляет от 0,5 до 3 % объема перерабатываемого молока. Конкретную дозу закваски выбирают в зависимости от вида сыра, скорости нарастания кислотности и обсушки зерна в аппарате выработки сырного зерна, зрелости и физико-химических свойств молока.

Некоторые сыры (латвийский, пикантный и др.) с низкой температурой второго нагревания (обработки сырного зерна) созревают с участием сырной слизи, образующейся на поверхности сыра. В микрофлору сырной слизи входят дрожжи, микрококки и неспоровые палочки Brevib. linens двух разновидностей – красная и желтая. Микрофлора сырной слизи выделяет протеолитические и липолитические ферменты, образует большое количество щелочных продуктов распада белка, что приводит к снижению кислотности в поверхностных слоях сыра и гидролизу казеина и жира с образованием специфических вкусовых и ароматических веществ, придающих сыру специфические острые, слегка аммиачные вкус и запах.

Обсеменение сыров микрофлорой сырной слизи выполняют разбрызгиванием водой взвеси бактерий на поверхность сыра пульверизатором.

Налет бактерий с твердой питательной среды смывают стерильной или кипяченой водой (10 см3) в чистую колбу, разбавляют водой до 0,5 дм3, после чего разбрызгивают на поверхность сыра.

Бактериями сырной слизи обсеменяют после посолки по мере их поступления в помещение для обсушки. В том случае, когда в помещении для обсушки и в камерах созревания наблюдается достаточное развитие слизи на сырах и без обсеменения, его прекращают. Возобновляют обсеменение при ослаблении развития слизи.

В созревании отдельных видов мягких сыров наряду с молочнокислыми бактериями принимают участие плесени. В созревании сыров русский камамбер, смоленский участвуют белые плесени Penic. candidum и Penic. album, специально культивируемые на поверхности сыров. Плесень, развивающаяся на поверхности с рН от 4,7 до 4,9, потребляет молочную кислоту и нейтрализует продуктами своей жизнедеятельности поверхностный слой сыра, что способствует распаду белков сырной массы. Поэтому эти сыры созревают постепенно от корки к центру сыра. С развитием белой плесени появляется специфический грибной (шампиньонный) привкус сыра.

В производстве сыра рокфор используют зелено-голубую плесень Penic. roqueforti, развивающуюся внутри сырной массы. Споры плесени вносят в молоко или сырную массу при ее формировании. Сыры на 8–10-й день после посолки прокалывают, чтобы кислород воздуха поступал внутрь пористой массы сыра для развития плесени. Плесень, развиваясь внутри сыра, выделяет фермент липазу, которая расщепляет молочный жир на ряд жирных кислот (масляную, капроновую, каприловую и др.), придающих сыру специфические острые, пикантные, слегка перечные вкус и аромат.

Выращивают указанные виды плесеней на подкисленном сером хлебе, в дальнейшем его, высушивая и размалывая в порошок.

Во ВНИИМС разработана технология лиофилизированных бактериальных концентратов, пригодных для непосредственного внесения в молоко при выработке сыра. Это исключает необходимость приготовления производственных заквасок на заводах.

Свертывание молока в сыроделии. Для свертывания молока в сыроделии применяют молокосвертывающие ферменты животного происхождения: сычужный фермент и пепсин, а также ферментные препараты на их основе.

Сычужный фермент получают из желудков (сычугов) молочных телят, ягнят и козлят. Он представляет собой смесь ферментов химозина (реннина) и пепсина. Количественное соотношение химозина и пепсина в сычужном ферменте зависит от возраста и индивидуальных особенностей животного. В сычугах телят 1–2 месячного возраста преобладает реннин (70 %), в дальнейшем соотношение ферментов меняется и в желудках взрослых животных содержится преимущественно пепсин. Промышленный препарат сычужного фермента содержит 30–40 % пепсина. Его используют в виде порошка, состоящего из смеси сычужного ферменты и хлорида натрия в таких пропорциях, что молокосвертывающая активность сычужного порошка составляет 100000 усл. ед. Молокосвертывающую активность определяют по количеству частей молока, свертываемых одной частью порошка при температуре 35 °С в течение 40 мин.

Важным условием для действия сычужного фермента являются кислотность и температура молока.

Оптимальная кислотность молока для действия сычужного фермента соответствует рН 6,0–6,3. При значении рН выше 6,5 фермент теряет активность. Следует отметить, что при созревании молока кислотность его повышается. При этом величина рН приближается к значению, оптимальному для действия сычужного фермента. Поэтому зрелое молоко свертывается быстрее, чем свежее (рН–6,68).

Температура молока сычужного фермента. Зависимость между температурой молока и продолжительностью свертывания при добавлении одинакового количества сычужного фермента (по Флейшману) приведена ниже:

 

Температура, оС 20 25 30 40 41 42 50

Продолжительность свертывания, мин 32,7 14,0 8,5 6,1 6,0 6,1 12,0

Прочность сгустка, - 1 2 3 5 -

 

Оптимальная температура действия сычужного фермента – 40–41 °С. Однако в сыроделии эту температуру не применяют, потому что она выше оптимальной температуры развития лактококков (28–35 оС). Кроме того, при температуре 40–41 °С быстро образуется и уплотняется сгусток, прочность которого в пять раз больше, чем сгустка, полученного при 20 ºС, вследствие чего затрудняется его механическая обработка.

В сыроделии обычно применяют температуру свертывания молока в пределах от 28 до 36ºС. Для твердых сычужных сыров температура свертывания – 32–36ºС, для мягких температуру свертывания снижают от 28–30 ºС с целью увеличения продолжительности свертывания и получения более мягкого сгустка.

Для одного и того же вида сыра свертывание проводят при более высоких температурах, если молоко имеет низкую кислотность, недостаточную зрелость и высокую жирность и, наоборот, температуру свертывания понижают при повышении кислотности, высокой степени зрелости и пониженной жирности молока. Кроме того, для сыров с большей массовой долей влаги целесообразно свертывать молоко при низких температурах, а для сыров с меньшей массовой долей влаги – при высоких.

Для молока с повышенной способностью к свертыванию сычужным ферментом температуру свертывания снижают в пределах, допустимых для данного вида сыра. И наоборот, использование молока с пониженной свертывающей способностью требует повышения температуры, что в свою очередь позволяет регулировать структурно-механические свойства сгустка. В первом случае происходит некоторое снижение, а во втором – повышение прочностных свойств сгустка.

Для повышения активности растворы сычужного фермента лучше готовить не на воде, а на кислой сыворотке (45–60 °Т). ее можно приготовить из пастеризованной при 85–90 °С и охлажденной до 35–40 °С сыворотки, заквашивая чистыми культурами молочнокислых бактерий. Раствор готовят за 3–4 часа до применения. Раствор сычужного порошка на воде готовят за 20 – 30 мин. До внесения его в молоко. Готовый раствор не следует хранить более 1 ч, так как активность фермента постепенно снижается.

Пепсин получают из желудков взрослых животных: крупнорогатого скота, овец, коз, свиней и птицы (цыплят и кур). Свертывающая способность препаратов пепсина такая же, как и сычужного порошка. Активность пепсина усиливается в более кислой среде. Рабочие растворы пепсина для свертывания молока готовят на кислой (60–70 °Т) пастеризованной сыворотке.

Существенным недостатком свиного пепсина является падение его активности в процессе длительного хранения (более 2 – 3 мес.), что вызывает перерасход пепсина, а также появление горечи в сырах. Говяжий пепсин более стоек в хранении.

В сыродельной промышленности применяют также ферментные препараты, являющиеся смесью различных молокосвертывающих ферментов – СГ–50, СГ–25,, КС–50, КГ–50, КГ–30. Эти ферментные препараты, носят название, отражающие их видовой и количественный состав, при этом буква «С» обозначает сычужный фермент, «Г» - говяжий пепсин и «К» - куриный. Цифры указывают массовую долю (%) фермента, обозначенного первой буквой.

СГ–50 представляет собой смесь сычужного фермента и говяжьего пепсина в соотношении (50:50), т.е. 1:1; ферментный препарат СГ–25 – смесь сычужного фермента и говяжьего пепсина в соотношении 1:3; КС–50 – смесь куриного пепсина и сычужного фермента (1:1); КГ–50 – смесь куриного и говяжьего пепсина (1:1); КГ–30 – смесь куриного и говяжьего пепсина (3:7). Кроме того, выпускается трехкомпонентный препарат «Алтазим».

Продолжительность свертывания молока сычужным ферментом. Продолжительность свертывания молока сычужным ферментом устанавливается в зависимости от вида сыра и составляет от 25 до 80 мин.

Для твердых сыров, вырабатываемых из молока низкой зрелости, продолжительность свертывания 25–35 мин, для сыров пониженной жирности – 30–40 мин.

Для мягких сыров, вырабатываемых из молока высокой степени зрелости, с целью активизации молочнокислого брожения время свертывания увеличивают до 60–90 мин.

Для обеспечения установленного времени свертывания, а также для определения зрелости молока и его готовности к свертыванию сычужным ферментом проводят сычужную пробу с помощью прибора ВНИИМС, принцип действия которого основан на законе сычужного свертывания, который для данной пробы молока и препарата сычужного фермента может быть выражен следующим уравнением:

 

Х1×Т1=К

или

Х1×Т1/m1=К,

 

где Х1 – масса сычужного фермента, вносимая в 1 кг молока, г;

Т1 – продолжительность свертывания, мин;

К – величина, постоянная для данной пробы молока и препарата сычужного фермента;

m1 – масса молока, вносимая в прибор, кг (1 кг).

Прибор представляет собой емкость в форме усеченного конуса вместимостью 1 дм3 с калиброванным отверстием в дне и со шкалой, нанесенной на внутренней стенке емкости. Деления шкалы показывают одновременно время свертывания молока в приборе, выраженное в минутах, и массу фермента (г), которую следует внести в 100 кг молока для свертывания его в заданное время.

Массу фермента, который нужно внести в прибор, расчитывают по уравнению

Х1×Т1/m1= Х2×Т2/m2,

 

где Х2 – масса фермента для свертывания 100 кг молока, г;

Т1 – заданное время свертывания 100 кг молока, мин;

m2 – масса молока, равная 100 кг.

Принимая время свертывания 100 кг молока 25 мин и учитывая, что Т1численно равно Х2, рассчитывают количество фермента, которое нужно внести в прибор Х1 = 25×1/100 = 0,25 г.

Следовательно в прибор надо внести 0,25 г фермента. Вносят фермент в виде 2,5%-ного раствора в объеме 10 см3.

Прибор заполняют молоком, подготовленным к свертыванию, и устраивают его на борту аппарата выработки сырного зерна так, чтобы молоко стекало в аппарат. Когда уровень молока в приборе достигает нулевого деления, в него быстро вносят 10 см3 подготовленного раствора ферментного препарата, молоко тщательно перемешивают в течение 4±1 с шпателем и быстро останавливают его движение. После того как молоко в приборе свернется, оно перестает вытекать. Деление, которое соответствует уровню свернувшегося молока, показывает число граммов фермента, необходимое для свертывания 100 кг молока в течение 25 мин.

Нормальному сыропригодному молоку соответствует показание 2,5 ед., менее сыропригодному – большее количество единиц. Если прибор показывает более 3 делений, молоко считается малопригодным для переработки на сыр, а если молоко не свернется до 5-го деления, то из него нельзя вырабатывать сыр. Исходя из показаний прибора, пересчитывают количество фермента на все молоко в аппарате выработки сырного зерна.

Образование сгустка.Молокосвертывающий препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за (25±5) мин. до использования. Потребное количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной при температуре 85°С и охлажденной до (34±2) °С воде из расчета 2,5 г на (150±50) смз воды.

Для равномерного распределения ферментного препарата по всему объему молоко после внесения препарата перемешивают в течение (6±1) мин, а затем оставляют в покое до образования сгустка.

В первые 5–15 мин после внесения молокосвертывающего препарата изменений молока, видимых невооруженным глазом, не происходит. Затем вязкость молока быстро повышается, что свидетельствует об изменении состояния белка, белковые частицы начинают укрупняться, образуя мелкие хлопья. Затем появляется очень нежный сгусток, в дальнейшем происходит его упрочнение.

В процессе свертывания молока происходит коагуляция казеина, образуется сгусток (гель), при этом сывороточные белки не коагулируют и переходят в сыворотку. Коагуляция казеина происходит в две стадии: первая стадия (ферментативная) – превращение казеина в параказеин – химический процесс; вторая стадия – коагуляция параказеина – коллоидно-химический процесс.

Обработка сгустка и сырного зерна. Цель обработки сгустка – удаление не связанной с белками влаги (сыворотки) с растворенными в ней составными частями молока. От количества воды в сырной массе зависит развитие микробиологических и биохимических процессов при созревании сыра. Чем больше сыворотки выделится из сырной массы, тем меньше в ней останется молочного сахара и других веществ, являющихся питательной средой для микроорганизмов, тем замедленнее протекают микробиологические и биохимические процессы при созревании сыра и тем меньше образуется молочной кислоты. Молочная кислота играет важную роль в регулировании микробиологических процессов и образовании хороших консистенции и вкуса сыра.

Если массовая доля воды в сгустке составляет в среднем 87,5 %, то в свежей сырной массе должно содержаться оптимальное для каждого вида сыра количество влаги. Так, массовая доля влаги в свежей сырной массе твердых сыров после прессования должна составлять от 38 до 47 %, мягких после самопрессования – от 47 до 65 %, а для отдельных видов мягких сыров – от 70 до 80 %. Допустимы незначительные отклонения в содержании влаги. При резком изменении содержания влаги может измениться процесс созревания, что повлияет на видовые особенности и качество сыра.

Для удаления избыточного количества влаги из сгустка служат следующие технологические операции: разрезка сгустка, постановка зерна, вымешивание зерна, тепловая обработка сырного зерна (второе нагревание), обсушка зерна.

Разрезка сгустка и постановка зерна.По мере старения происходит сжатие сгустка и из него через поры начинает выделяться сыворотка. Это явление, называемое синерезисом, объясняется тем, что силы притяжения между мицеллами параказеина при формировании сгустка продолжают действовать и после образования структурной сетки.

Сгусток разрезают специальными режущими устройствами сначала вдоль, а затем поперек режущим устройством с вертикально расположенными режущими элементами. В результате получаются столбики квадратного сечения со сторонами 7–10 мм в зависимости от вида сыра. Затем сгусток разрезают режущим устройством с горизонтально расположенными режущими элементами и получают кубики с размером ребра от 8 до12 мм. Разрезка сгустка длится 10–15 мин со скоростью, соответствующей прочности сгустка. Нежный сгусток режут медленно, чтобы не образовалась сырная пыль, более плотный сгусток режут быстрее, чтобы не допустить преждевременного уплотнения.

Чем мельче зерно, тем больше общая суммарная поверхность для синерезиса, тем быстрее происходит обезвоживание сырного зерна, и наоборот, чем крупнее зерно, тем медленнее оно обезвоживается. Поэтому для каждой группы сыров получают зерно определенной величины – проводят постановку зерна. Так, при выработке швейцарского сыр