Процесс подготовки созревшего молока к свертыванию включает следующие операции: составление смеси (нормализация по жиру) с учетом содержания в смеси белка; пастеризация и охлаждение смеси до температуры свертывания; внесение хлористого кальция и определение количества сычужного фермента, необходимого для свертывания молока в заданное время.
Нормализация молока по жиру
Для обеспечения стандартного содержания жира в сухом веществе сыра молоко нормализуют по жиру.
Содержание жира в сухом веществе зрелого сыра зависит в основном от соотношения между жиром и белком (главным образом казеина) в смеси молока, а также от коэффициентов их использования, от свойств молока (соотношения между казеином и альбумином, между различными фракциями казеина) и от содержания соли в сыре. Поэтому перед свертыванием устанавливаемую жирность смеси молока в каждой ванне (сыроизготовителе) уточняют с учетом фактического содержания белка в смеси.
Оптимальное отношение жира к белку смеси молока есть частное от деления содержания жира в смеси молока на содержание белка в ней. Подбирают это отношение по результатам определения фактического содержания жира в сухом веществе сыра после самопрессования (прессования) сыра.
При посолке сыра количество жира в сухом веществе его понижается, поэтому заданное содержание жира в сухом веществе сыра после самопрессования должно быть выше минимального по стандарту на 0,5-1,5% в зависимости от содержания поваренной соли в гoтовом продукте.
Оптимальное отношение жира к белку подбирают следующим образом. В смеси молока для производства сыра определяют содержание жира и белка и вычисляют отношение жира к белку с точностью до 0,01. Затем от двух головок (брусков) сыра этой выработки после самопрессования отбирают пробу массой 40-50 г, растирают на терке, хорошо перемешивают, помещают в банку с герметически закрывающейся пробкой и анализируют на содержание влаги и жира.
Проводят подряд три выработки сыра с одинаковыми отношениями жира к белку в смеси. При правильно проведенных анализах сыры всех трех выработок должны иметь одинаковый процент жира в сухом веществе или различаться не более чем на 0,5%.
Первый раз смесь для выработки сыра составляют по таблицам нормализации. Одновременно определяют содержание белка в молоке и содержание жира в сухом веществе сыра из-под пресса (после самопрессования и формования), которое с учетом снижения в результате его посолки должно быть на 0,5-1,5% выше, чем в готовом сыре по стандарту. Так, для сыров, содержащих 45% жира, жирность после самопрессования (прессования) должна быть 46-46,5%. Если после самопрессования оно будет иным, то вычисляют поправочный коэффициент k по формуле
k = [Жз(100-Жф)] / [Жф(100-Жз)],
где Жз - заданное содержание жира в сухом веществе сыра после самопрессования (прессования), %;
Жф - фактическое содержание жира (среднее по трем выработкам) в сухом веществе сыра после самопрессования (прессования).
Коэффициент пересчета Кп определяют по формуле
Кп = (Жт к) / Кб,
где Жт - содержание жира в молоке по таблице, %;
Кб - содержание белка в молоке, %;
Кп - коэффициент пересчета;
к - поправочный коэфициент.
По трем коэффициентам вычисляют средний и им пользуются в течение 15-20 дней. В дальнейшем, определяя в каждой ванне содержание белка в смеси, умножают на коэффициент пересчета Кп и находят уточненную жирность смеси.
Для ускорения расчетов при составлении смеси молока следует пользоваться разработанными ВНИИМСом таблицами, которые составлены с учетом определения в смеси содержания жира и белка, а также содержания жира в сухом веществе выработанного сыра. Ежедневно производят анализ сыра после прессования (самопрессования) на содержание жира в сухом веществе. Если оно не изменилось, то отношение жира к белку оставляют без изменения. В противном случае его уточняют с помощью поправочных коэффициентов, добиваясь содержания жира в сухом веществе сыра двух последующих выработок равным заданному или немного выше его (0,1-0,5%).
Одновременно заданное содержание жира в сухом веществе сыра после самопрессования необходимо периодически проверять путем анализа зрелого сыра по тем выработкам, которые анализировали после самопрессования. Пробу сыра отбирают от двух головок сыра. Определение влаги и жира в сыре производят так же, как и в сыре после самопрессования (ГОСТ 3626-47 и ГОСТ 5867-69). Если окажется недостаточной надбавка 1% к минимальному показателю жирности сыра по ГОСТу, ее увеличивают до 1,5%. И наоборот, если при надбавке 1,5% содержание жира в сухом веществе зрелого сыра превышает минимальное по ГОСТу более чем на 0,5%, нужно снизить надбавку до 0,5-1%.
Молоко нормализуют на сепараторах-нормализаторах, получая смесь желаемой жирности. Молоко необходимой жирности можно получить в полугерметическом сепараторе при наличии в схеме регулирующих вентилей на отводных патрубках для сливок и обезжиренного молока, а также трехходового крана и с соединительной трубки между патрубками для сливок и обезжиренного молока.
Порядок составления смеси зависит от применяемого оборудования и принятой схемы технологического процесса.
Чтобы замедлить нарастание кислотности молока и сократить продолжительность подготовки его к свертыванию, следует сепарировать и пастеризовать молоко одновременно в потоке.
Пастеризация молока
Пастеризация - действенное средство уничтожения в молоке патогенных бактерий и нежелательных вегетативных форм, вредных для сыра микроорганизмов, случайно попавших в молоко из внешней среды. Уничтожая случайную и молочнокислую полезную микрофлору молока и заменяя ее бактериальной закваской чистых культур молочнокислых бактерий, создают условия для развития микрофлоры и биохимических изменений в необходимом направлении.
Пастеризация основана на применении такой температуры, при которой уничтожается большая часть (не менее 99,9%) микрофлоры, при этом свойства молока изменяются незначительно. Эффективность пастеризации зависит от температуры, до которой нагревают молоко, и продолжительности выдержки при этой температуре.
Эффект уничтожения нежелательной микрофлоры при 63°С (в течение 30 мин выдержки) и при 75-76°С (в течение 20-25 с выдержки) примерно одинаков.
Хорошим показателем эффективности пастеризации является фосфатазная проба. Фермент молока - фосфатаза разрушается при более высокой температуре и более длительной выдержке при пастеризации, которые нужны для уничтожения патогенных микроорганизмов.
Однако бактериальные токсины могут сохраняться даже при пастеризации, поэтому нельзя допускать попадания и развития патогенных бактерий в сыром молоке.
При производстве мягких сыров применяют тонкослойную пастеризацию молока при 75-80°С с выдержкой в течение 20-25 с и немедленное охлаждение его до температуры свертывания.
Практически режим пастеризации зависит от качества молока (бактериальной обсемененности его) и свойств получаемого сгустка. При слишком высоких температурах изменяются свойства молока: выпадает часть альбумина, нарушается равновесие между фосфорно-кальциевыми солями и фосфатным комплексом казеина, изменяется степень дисперсности казеина, растворимые соли кальция переходят в нерастворимое состояние, разрушаются ферменты и витамины, ухудшается способность молока свертываться под действием сычужного фермента и т. д.
Первые порции молока, прошедшие через пастеризатор и трубопровод, как недостаточно прогревшиеся и обсемененные бактериями, снова направляют в пастеризатор.
В процессе пастеризации необходимо поддерживать постоянную температуру, не допуская колебания ее более чем на ±1°С, иначе понизится эффективность пастеризации.
Хорошие результаты пастеризации достигаются только при условии правильного ее проведения и соблюдения санитарно-гигиенических требований на всех стадиях технологического процесса производства. Тонкослойная пастеризация молока в закрытом потоке осуществляется в пластинчатых или трубчатых пастеризаторах.
При этом способе пастеризации молоко почти не насыщается кислородом, в нем сохраняются витамины и почти не удаляется углекислота. С удалением углекислоты из молока нарушается равновесие солей, и фосфаты кальция переходят из растворимого состояния в нерастворимое, вследствие чего ухудшается свертывание молока сычужным ферментом.
Для пастеризации пользуются специальными пластинчатыми пастеризаторами.
Пластинчатый пастеризатор состоит из регенеративной, пастеризационной и охладительной секций. Каждая секция представляет собой пакет сжатых рабочих пластин с промежуточными пластинами. На рабочих пластинах выштампованы каналы или выступы различной формы. После сборки их в пакете образуются две системы каналов: по одной из них движется молоко, по другой - теплоноситель или хладагент.
В регенеративной секции с одной стороны пластин течет холодное сырое молоко, а с другой - пастеризованное горячее. Благодаря регенерации снижается расход тепла на пастеризацию и расход холода на охлаждение пастеризованного молока.
Чтобы не ухудшилась свертывающая способность молока, после пастеризации оно охлаждается в секции охлаждения только до температуры свертывания.
После работы пастеризаторы и охладители моют циркуляционным способом сначала теплой водой (не выше 35°С), затем теплым специальным щелочным раствором (55-60°С) и горячей водой. Разборную мойку пластинчатых пастеризаторов проводят через 15-20 дней.
Внесение в молоко хлористого кальция
Пастеризация ухудшает свертывание молока сычужным ферментом. Для восстановления нормального свертывания молока и улучшения свойств сычужного сгустка следует добавлять на 100 кг смеси от 10 до 40 г безводного хлористого кальция. В каждом случае дозу хлористого кальция устанавливают по показаниям прибора для сычужной пробы в соответствии со свойствами молока и качеством (прочностью) получаемого сгустка.
Обычно хлористый кальций вносят в смесь в виде 40%-ного раствора. Для приготовления его 400 г хлористого кальция растворяют в горячей (95°С) воде, доливая ее к соли до объема 1 л. Раствору дают отстояться и сливают его в керамические или из нержавеющей стали баки.
Концентрацию раствора хлористого кальция проверяют, определяя плотность его при 20°С лактоденсиметром (ареометром).
В результате внесения солей хлористого кальция не только ускоряется свертывание молока, но и улучшается структура сгустка, при обработке его уменьшаются потери жира и белка в сыворотку, а также ускоряется выделение сыворотки.