молоко лекции. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности

• Название: Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности
• Анкор: молоко лекции.doc
• Дата: 26.11.2017
• Размер: 437 Kb.
• Имя файла: молоко лекции.doc
• Тип: Документы; #10453
• страница: 6 из 7

Сыропригодность молока и способы его улучшения

Сыропригодность молока – совокупность физико-химических, органолептических, биологических и технологических свойств молока, определяющих его пригодность для производства сыра. В случае выявления бактериальной обсеменённости производят вторую тепловую обработку молока, т.е. в начале его пастеризуют при 70-72 ºС 20-25 сек, а затем производится созревание молока, после созревания проводится 2-я обработка молока 65-67 ºС 20-25 сек.

Если в молоке много БГКП, то применяют калиевую или натриевую селитру из расчёта 30 г сухой соли на 100 кг молока. KNO₃ = KNO₂ + O

Активированный кислород (О) избирательно действует на БГКП и обладает определённым бактерицидным действием, также при действии на маслянокислые бактерии. В случае высокой бактериальной обсеменённости используют биологические средства: например бакпрепарат Углич 5А – антагонист БГКП. Есть препараты и для борьбы с маслянокислыми бактериями – препарат Биоантибуг. Также используют вакуумное кондиционирование, при этом из молока частично или полностью удаляются вкусы и запахи, также газовая фаза и кислород; уменьшение кислорода в молоке способствует активизации развития МКБ.

Повышение степени зрелости молока – молоко, идущее на производство сыра на 20-25% должно быть зрелым, если процент зрелого молока меньше, то необходимо добавление хлористого кальция и молокосвёртывающего фермента в повышенной концентрации, это может придать сыру горьковатый привкус.

Если молоко перезрелое, т.е. его кислотность повышена, то в готовом продукте возможны 2 порока: кислый вкус или горечь. Это обусловлено переходом ферментом в сырную массу и образования лактата кальция, который имеет горький вкус.

- перикиснокаталазная обработка – Н₂О₂ = Н₂О + О Активированный кислород губительно действует на м/о и через определённое время молоко обрабатывают ферментом каталазой, который удаляют остатки перекиси водорода в молоке.
Подготовка молока к сычужному свёртыванию включает резервирование – созревание – нормализацию – пастеризацию молока

Молоко резервируют при 6-8 ºС; при более низкой температуре молоко выдерживать не рекомендуется, так как это ухудшает сычужную свёртываемость молока; снижает скорость обезвоживания сырного зерна при его обработке. При выработке сыра свежее молоко не применяют, так как есть бактерицидная фаза. В свежем молоке соли кальция находятся в нерастворимом состоянии и абсорбированы белками, это замедляет образование сгустка, поэтому молоко подвергают созреванию, т.е. длительной выдержке при 8-12 ºС в течение 10-14 часов, при этом кислотность не должна увеличиваться более чем на 1-2 ºТ. При созревании в молоке развиваются МКБ, которые накапливают молочную кислоту, путём сбраживания молочного сахара. Молочная кислота взаимодействует с фосфорными и лимоннокислыми солями кальция и переводит их в лактаты, которые хорошо растворимы в воде, также молочная кислота отщепляет кальций, который связан с белками, в результате образуется много ионов кальция, способствующих лучшему свёртыванию молока и стягиванию сгустка. Созревание проводят 2-мя способами: в сыром и пастеризованном молоке.

- созревание в сыром молоке – после приёмки молоко охлаждают до 8-12 ºС и выдерживают 10-14 часов.

- созревание в пастеризованном молоке – после пастеризации молоко охлаждают до 8-12 ºС, добавляют от 0,01 до 0,1% бактериальной закваски, причём она должна отличаться от закваски, используемой при свёртывании молока, т.е. используют другую партию и фирму-изготовителя, чтобы избежать развития бактериофага.

Нормализацию проводят по жиру с учётом белкового титра. Тепловую обработку проводят до или после созревания. Из сырого молока делают только швейцарский сыр.

В производстве твёрдый сычужных сыров нежелательно, чтобы были захвачены сывороточные белки, так как они обладают высоко гидрофильными свойствами, поэтому тепловую обработку ведут при мягких режимах, чтобы не изменялись физико-химические свойства молока. Кроме того пастеризация приводит к уменьшению диаметра белковых частиц, что ухудшает сычужную свёртываемость. При созревании сывороточные белки, подвергаясь протеолизу, образуют горькие продукты распада. При производстве мягких сыров температура пастеризации должна быть выше, особенно для несозревающих сыров. При этом в сгустке высокое содержание денатурирующих сывороточных белков и это значительно повышает выход продукта.

Режимы пастеризации – при производстве сыров твёрдых сычужных сыров с низкой температурой 2-го нагревания пастеризацию ведут при 72-74 ºС с выдержкой 20-25 сек. При выработке твёрдых сычужных сыров с высокой температурой второго нагревания, используют температуру 71-72 ºС с выдержкой 20-25 сек.

При производстве мягких сыров молоко пастеризуют при 85-95 ºС. Охлаждение проводят до температуры свёртывания. К молоку добавляют раствор хлорида кальция с процентной концентрацией 38-40%. Из расчёта от 10 до 40 г. сухой соли на 100 кг молока. При необходимости вносят нитрат натрия или калия (в случае если есть БГКП), затем добавляют активную закваску, приготовленную на чистых культурах молочнокислых лактококков (Lactococcuslactisподвидаlactis, cremoris, diacetilactis).

Для крупных сыров (Швейцарский, Советский кроме лактококов добавляют молочнокислые палочки Lactobacillushelveticus и термофильный стрептококк. Часто добавляют пропионовокислые бактерии, количество закваски зависит от массы молока и составляет от половины до 2% для твёрдых сычужных сыров; и от 1 до 10% для мягких сыров. Затем молоко перемешивают и после этого молоко считают готовым для сычужного свёртывания.
Свёртывание молока и образование сгустка

Данную операцию проводят при 32 ºС – до этой температуры охлаждают или нагревают молоко после созревания, т.е. если молоко пастеризовали после созревания, то его следует охладить.

Свёртывание осуществляют внесением необходимой дозы ферментного препарата. Используют сычужный порошок (фермент), полученный путём экстрагирования и высушивания желудка подсосных телят (они должны быть в возрасте до 2-3-х недель) или ягнят, затем фермент высаливают NH₄SO₄.

Заменители сычужного фермента – Обратили внимание на взрослых животных – из желудка взрослого животного получают пепсин, который свёртывает казеин, также как и сычужный фермент, но он обладает высокой протеолитической активностью, т.е. при созревании он интенсивно расщепляет белки, что может привести к пороку – горький вкус. В настоящее время используют молокосвёртывающие ферментные препараты, которые представляют собой смесь пепсина и сычужного фермента. Нормальным считается, когда доза ферментного препарата составляет от 2,3 до 2,5 г на 100 кг нормализованного молока. Количество сычужного фермента определяется сычужной пробой при помощи кружки ВНИИМС (Всероссийский Научно-Исследовательский институт маслоделия и сыроделия в г.Углич. В кружке деления от 1 до 6, ёмкость 1 литр. В кружку наливается молоко, приготовленное для свёртывания до нулевой отметки, затем к нему добавляют 10 мл 1% раствора ферментного препарата, быстро перемешивают и открывают отверстие внизу кружки, молоко медленно вытекает из кружки, когда появляется сгусток, вытекание молока прекращается и та отметка, до которой опустилось молоко, будет соответствовать дозе ферментного препарата, больше 2,5 г добавлять не рекомендуется, так как в сырах появляется горький вкус, если определённое значение показалось очень большим, можно увеличить добавляемую дозу хлорида кальция в закваску молока или увеличить продолжительность созревания молока. После внесения фермента в сыродельную ванну, молоко перемешивают и оставляют в покое, ферментный препарат вносят в количестве от 1 до 2,5% раствора, который готовя т на прокипячённой и охлаждённой до 32-35ºС воде. При использовании пепсина, его готовят на сыворотке.
Свёртывание молока происходит в 2 стадии:

- ферментативная – казеин превращается в параказеин

- коллоидно-химическая – происходит коагуляция молекул параказеина и их соединение под влиянием ионов кальция. Вязкость молока изменяется в течение всего периода свёртывания
Первая стадия – индукционный период свёртывания. Она включает ферментативную и скрытую стадии, в точке К начинают образовываться мелкие хлопья белка, в течение 2-й стадии начинают уплотняться хлопья, вязкость молока повышается и наступает третья стадия, когда происходит структурообразование сгустка, т.е. когда вязкость сгустка максимальна. Это происходит до начала сенерезиса, т.е. с точки С. На практике прочность сгустка определяется пробой на излом. Сгусток разрезают шпателем, приподнимают, если скол сохраняется, выделяется прозрачная сыворотка, то сгусток готов. Если скол расплывается, сыворотка мутная, то сгусток ещё не готов.

Факторы, влияющие на свёртываемость молока

Наиболее высокая свёртываемость молока сычужным ферментом происходит при температуре 40-42 ºС. На практике эта температура не применяется, так при производстве твёрдых сычужных сыровиспользуется закваска мезофильных лактококков, а для них эта температура не благоприятна; при температуре 25 ºС и ниже сычужное свёртывание резко падает, сгусток имеет рыхлую непрозрачную структуру, а при температуре 8 ºС и ниже сычужное свёртывание вообще не происходит. Однако за рубежом иногда используют следующий способ сычужного свёртывания молока: молоко длительное время выдерживают при низких температурах с внесённым сычужным ферментом, а затем его подогревают, в этом случае сгусток образуется очень быстро. При низких температурах происходит ферментативная стадия, а вторая – коллодно-химическая начинается лишь при подогреве, но происходит мгновенно. Если температуру повысить свыше 40 ºС, то при 50 ºС начинается инактивация фермента, а при 60-65 ºС он полностью инактивируется. Продолжительность процесса сычужного свёртывания составляет для твёрдых сычужных сыров 25-40 минут. Для мягких – 4-6 часов. Для домашнего сыра – до 12 часов.

Кислотность молока. Повышение кислотности повышает сычужное свёртывание, так как при рН ниже 6 наряду с ферментативным, происходит и кислотное свёртывание казеина.

Концентрация хлористого кальция. Чем больше ионов кальция, тем быстрее идёт свёртывание, но излишнее количество вызывает появление в сыре горечи, т.е. рекомендуемая доза от 10 до 40 г хлористого кальция на 100 кг молока, но обычно используют от 20 до 30г. Если из молока полностью удалить ионы кальция (добавить синильную кислоту), то сычужное свёртывание вообще не произойдёт.

Количество сычужного фермента. Установлено, что его количество обратно пропорционально продолжительности свёртывания, т.е. масса фермента умноженная на продолжительность свёртывания m_r·r=const, т.е. чем меньше фермента, тем больше продолжительность свёртывания.

Физико-химические и биологические процессы, происходящие при свёртывании молока и образовании сгустка

Если получают твёрдые сычужные сыры, то кислотность в процессе свёртывания практически не увеличивается. При производстве мягких сыров кислотность повышается, рН падает до 4,6-5; титруемая кислотность повышается до 65-80 ºТ, сначала сгусток аккуратно разрезают стараясь не допустить его дробления, а затем после выдержки его дробят с получением сырных зёрен одинаковых размеров от 0,6 до 0,8 мм. Далее ведут вымешивание сгустка.

Для ускорения обезвоживания сырного зерна проводят второе нагревание. Цель процесса обработки сырного зерна – удаление из него избытка сыворотки, чтобы оставить лишь такое количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получение сыра определённого вида, вкуса, качества.

Регулируя содержание влаги, регулируют микробиологические процессы, которые будут протекать в ходе дальнейшего созревания сыра. Чем больше удалить сыворотки из зерна, тем менее интенсивно будут протекать микробиологические процессы, так как в сыворотке содержится питание для м/о.

Одновременно с обезвоживанием при обработке сырного зерна продолжаются процессы молочнокислого брожения, т.е. накапливается молочная кислота, которая снижает гидрофильные свойства белков, так как подводит их к изоэлектрической точке. При этом теряется большое количество влаги, для ускорения обезвоживания сырного зерна и повышение его клейкости, а также в целях активизации развития различных м/о проводят второе нагревание. Его температура зависит от вида сыра. 36-42 ºС используется для выработки твёрдых сыров с низкой температурой второго нагревания (голландский, императорский, пошехонский). 50-58 ºС используется для твёрдых сыров с высокой температурой второго нагревания (Советский, Швейцарсикий, Арапов, Элитный сыр – крупные глазки).

Второе нагревание проводят за счёт пуска пара в паровую рубашку сырной ванны или горячей стерильной воды; воду добавляют непосредственно в ванну. Во избежание заваривания и комкования сырного зерна, второе нагревании проводят медленнее от 1 до 2 ºС в минуту при интенсивном вымешивании. Продолжительность второго нагревания 15-20 минут; после достижения температуры вымешивание продолжают – для твёрдых сыров с низкой температурой второго нагревания 30 минут. При этом продолжается выделение из сычужного зерна влаги (сыворотки). Готовность сырного зерна определяется его физическим состоянием, т.е. параметрами: сухость, прочность, клейкость. Для этого берут сырные зёрна из ванны и сжимают в руке, при этом они слипаются в комок, и его растирают между ладонями, если он рассыпается на отдельные зёрна, то зерно готово. Ход микробиологического контролируется при обработке зерна по кислотности, выделяющейся сыворотки. Кислотность определяют после постановки сырного зерна перед вторым нагреванием, после него и в конце обработки сырного зерна.

При варке сыров с низкой температурой второго нагревания оптимальным считается повышение кислотности с момента разрезки сгустка до конца обработки сгустка на 1-2ºС. После разрезки кислотность сгустка 12-13 ºТ, в конце обработки 14-15 ºТ. После разрезки сразу определяют кислотность, далее в процессе обработки она повышается, если кислотность повышается более сильно, то необходимо регулировать ход молочнокислого брожения (его необходимо замедлить). Для этого перед вторым нагреванием удаляют 30% выделившейся сыворотки и добавляют пастеризованную воду (на каждый лишний 1 ºТ добавляют от 1 до 5% пастеризованной воды). Всего можно добавить 25% пастеризованной воды.

При производстве сыра сусанинский добавляют больше закваски молочнокислых бактерий. При образовании сгустка добавляют до 120% воды.

В ходе обработки сырного зерна добавляют поваренную соль, в виде 20% раствора. Иногда добавляют сухую соль «Экстра», но это нежелательно, так как соль губительно действует на молочнокислые м/о. Количество соли составляет от 0,3-0,5% к массе перерабатываемого молока. Это позволяет в последующем сократить на 1 сутки посол. В конце 2-го нагрева сливают ещё 30% сыворотки и проводят формирование сырной массы.
Способы формирования зерна – из пласта; наливом; насыпью.

Из пласта – сырное зерно с оставшейся сывороткой сливают в формовочные аппараты, у которых имеется подвижное днище из пластин. Формование необходимо проводить под слоем сыворотки, чтобы в сыре не было воздушных пустот. Далее пластины накидывают сверху и выдерживают под давлением 0,5МПа не более 30 минут. При этом способе продолжается молочнокислое брожение, образуется молочная кислота, возрастает количество м/о и происходит дальнейшее обезвоживание сырной массы. Аппарат имеет режущее устройство, которое можно настроить на определённый шаг, для разрезания сыра на отдельные головки, которые укладывают на стол.

Наливом – готовое сырное зерно вместе с сывороткой сливают через специальные воронки непосредственно в форму (головки); иногда сыры прессуют, а для мягких сыров – самопрессование.

Насыпью – готовое сырное зерно после удаления 60-65% сыворотки поступает на отделитель сыворотки. Он представляет собой перфорированный вращающийся барабан, в который сливается сырное зерно. Сыворотка выделяется через перфорацию и откачивается насосом, а зерно поступает в форму. Таким способом формуют, например, сыр «Российский». В этом случае формируются глазки неправильной формы из-за неправильного захвата воздуха.
Самопрессование и прессование сыров

Для закрепления формы сыра необходимо прессование – плотное соединение зёрен в единый монолит и для удаления сыворотки и создания замкнутой поверхности – после заполнения пресс-форм сырную массу оставляют на самопрессование. Без нагрузки в сырах продолжается молочнокислое брожение, выделение сыворотки, повышается количество микрофлоры. Для твёрдых сыров самопрессование длится около 30 минут.

Если сразу повысить давление, т.е. положить под пресс, то верхний слой уплотниться и сыворотка не будет выделяться, в результате сыр получится с повышенным содержанием влаги, лактозы и молочной кислоты. При самопрессовании образуется углекислый газ, расширяет пустоты между зёрнами и появляются глазки, т.е. формируется рисунок сыра. В конце самопрессования головку сыра маркируют.

Маркировку производят казеиновыми цифрами или метками, затем сыры прессуют на прессах чаще всего туннельного типа. Самопрессование проводят на тележках, которые потом загоняют под прессы, дают давление от 1 до 3 атмосферы (200 – 300КПа). Прессуют в течение 1-1,5 часа (для сыров с низкой температурой второго нагревания), продолжительность зависит от размеров сыров и давления сыра (чем выше давление, тем меньше продолжительность), сначала 30-40 минут прессуют при минимальном давлении в 100 кПА. Во второй период давление поднимают до 3 атм (300КПа). Конец прессования определяют по содержанию влаги в сыре (для сыра с низкой температурой второго нагревания 44-48%) и по активной кислотности сыра рН 5,3-5,9. Для мягких сыров рН ниже 4,2-4,5. Иногда прессование проводят салфеточным способом, где выделение сыворотки идёт через ткань. Процесс выделения сыворотки идёт при температуре не менее 22ºС, во избежание быстрого охлаждения поверхности сыра – это может ухудшить образование монолитной структуры. Далее сыры извлекают из формы и направляют на посол.