Способ производства рассольного сыра с высоким уровнем молочнокислого брожения
METHOD FOR PRODUCTION OF BRINED CHEESE WITH HIGH LEVEL OF LACTIC FERMENTATION

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к производству рассольных сыров с чеддеризацией и плавлением сырной массы. Рассольные сыры - исторически наиболее древний вид сыров [1], установить время происхождения которых, даже с точностью до века невозможно. История появления рассольных, сыров насчитывает несколько тысяч лет. Полагают, что сыр известен человечеству столько же времени, сколько и молоко. A Homo sapiens употребляет молоко и кисломолочные продукты около 12 тысяч лет, уже в первую книгу рецептов Маркус Капиус Апициус в I веке нашей эры включил рецепты из них. Один из хорошо известных рассольных сыров Качиокавалло родом из Италии.
Особенностью рассольных сыров является высокое содержание поваренной соли (3-7%), как правило, повышенное количество влаги (47-53%). Сырная масса при производстве рассольных сыров всегда подвергается самопрессованию, иногда дополнительно прессованию, созревание и хранение, как правило, протекают в рассоле 18-20%-ной концентрации. При созревании сыра в рассоле подавляется развитие микроорганизмов на поверхности, затем и во внутренних слоях.
Именно созревание в анаэробных условиях сыворотки при максимально возможной активности воды обусловливает тот уровень гидролиза белков, который придает островатый вкус классическим рассольным сырам. Особенностью разновидности «тянутых» сыров является также то, что из-за низкой кислотности, типичной для данной разновидности сыров (при высокой кислотности сырная масса теряет способность к пластификации) [2], сравнительно большая вероятность появления прогорклого вкуса вследствие развития маслянокислых бактерий.
Однако рассольные сыры в свете современных достижений технической микробиологии, биотехнологии, нутрициологии и технологии сыроделия остаются практическим объектом для реализации указанных достигнутых инноваций.
За дальнюю историю рассольных производства сыров техническая микробиология сыроделия [2-6] достигла основополагающих пониманий, какой вклад вносит каждая чистая культура заквасочных микроорганизмов в биохимическую трансформацию сырной массы, формирование «сырного букета» и опасность, связанную с возможным снижением ее активности в связи с проблемой производственного бактериофага.
Известны рассольные сыры Моцарелла, Паста филате, Проволоне, Сулугуни, Тушинский, Чанах, Брынза, Телемаа, Фета. Для некоторых сыров характерна стадия «вытягивания» сырной массы, позволяющая получить сыры волокнистой или слоистой структуры. Рассольные сыры чаще производят мягкими, или полутвердыми.
Иногда "тянутые" сыры, которые называют еще «пластичные», «волокнистые», «сыры вытянутого сгустка», «паста филата», некоторое дополнительно время созревают на стеллажах, после чего на их головках образуется корочка. Типичная волокнистая или слоистая структура в процессе дополнительного созревания преобразуется в мелкозернистую, поэтому такие итальянские сыры, как Проволоне и Качиокавалло, созревают до стадии твердых сыров. Например, сыр Проволоне, который бывает разных форм размеров (от 0,5 до 100 кг в форме кегли, бочонка, шара, груши, колбасы, цилиндрический, квадратный, продолговатый, в виде косички и т.д.), каждая из которых имеет свое название [2], содержит от 58 до 64% сухого вещества, жира в сухом веществе 45%.
В сыры Провалоне добавляют антибиотик уротропин, который в кислой среде медленно гидролизуется с образованием формальдегида, являющимся консервирующим веществом. В долго созревающем сыре Провалоне содержание формальдегида не должно превышать 25 мг/кг. В Европе существуют богатые традиции производства сыров группы Провалоне. Так делают болгарский Качкавал, греческий Кассери и турецкий Кашар пейнири, шотландский Данлоп, английский Дерби.
Влияние итальянских традиций на американском континенте проявилось, в частности, в сырах Асадеро (Мексика), Queso Emredo (Гондурасе), Queso de Рера (Колумбия).
Высокое содержание белка в указанных сырах позволяет относить их к продуктам функционального питания группы [7]: продукты с улучшенным белковым составом, при условии указания гарантированного состава на этикетке.
Например, Моцарелла содержит в себе все незаменимые аминокислоты, без которых невозможен синтез необходимых человеку белковых субстанций. Содержание эссенциальных аминокислот в 100 г этого сыра составляет для триптофана (65% суточной нормы), изолейцина (57%), валина (50%), лейцина, треонина (40%), метионина (29%), лизина (24%), фенилаланина (23%) [8].
Недостатком всех названных и других рассольных сыров является невозможность технологически без применения антибиотиков обеспечить явный, или скрытый (частичный) фаголизис используемых в производстве заквасочных культур, что в 15% случаях приводит к снижению качества сыров, появлению пороков [2, 9].
К основным порокам, возникающим при производстве сыров этой группы относятся: прогорклый вкус и появление пустот и трещин в сырном тесте под воздействием маслянокислых бактерий Clostridium tirobutiricum, посторонние привкусы под воздействием солестойких технически-вредных микроорганизмов, вспучивание сырной массы под воздействием бактерий группы кишечной палочки. Встречается также рост рыжей или желтой плесени Oidium, поражение корки клещами. Развитие технически-вредных микроорганизмов происходит параллельно фаголизису заквасочной микрофлоры.
Если в процессах ферментации сырной массы участвует нативная молочнокислая микрофлора сырого молока, это является дополнительным фактором предупреждения фаголизиса, - что возможно, однако, только в условиях безупречного качества молока. Другим решением является пастеризация сырья и использование направленности микробиологических процессов при производстве сыров с помощью двух разных заквасок: одной - для созревания молока, второй - для получения сычужно-кислотного сгустка и созревания сыра.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сыра характеризующийся тем, что в качестве исходного сырья используют смесь цельного молока с массовой долей жира 3,5-3,6% с восстановленным обезжиренным молоком в соотношении 1:1, причем в восстановленное и охлажденное до температуры 16-20°С обезжиренное молоко предварительно вносят сухую закваску прямого внесения, содержащую мезофильные молочнокислые стрептококки, термофильные молочнокислые стрептококки и болгарскую палочку из расчета 0,6-0,12 г закваски на 1000 кг восстановленного молока, выдерживают в течение 12-14 час до достижения кислотности 24-27°Т, а затем смешивают с цельным молоком и в нормализованную смесь вносят производственную закваску, содержащую мезофильные молочнокислые стрептококки, термофильные молочнокислые стрептококки и болгарскую палочку в соотношении 2:6,5:1,5, хлористый кальций, ферментный препарат, после свертывания, полученный сгусток разрезают на кубики, проводят постановку зерна и сырное зерно с сывороткой подают в лотки прямоугольной формы с отверстиями в боковых стенках для отекания сыворотки, проводят чеддеризацию в сыворотке, созревший пласт режут на кубики прямоугольной формы и направляют на плавление, расплавленную массу формуют в виде косичек в форме круга, концы которого скреплены палочками, сыр солят в рассоле и обсушивают (патент РФ RU С1, А 232387137 С 19/068).
Недостатком данного способа является использование культур с близким фаготипом для созревания сыра и получения сычужно-кислотного сгустка, что снижает качество сыров, а также использование в составе сырья сухого молока, что однозначно отрицательно оценивается потребителями.
Целью изобретения является повышение качества, улучшение потребительских и функциональных свойств сыра, относящегося к рассольным сырам с высоким уровнем молочнокислого брожения.
В предлагаемом Способе получения рассольного сыра, в качестве исходного сырья используют молочную смесь, нормализованную с учетом содержания белка в молоке. Затем проводят пастеризацию молочной смеси молока при 63-65°С в течение 15-17 мин, охлаждают до и подвергают созреванию при 16-20°С в течение 12-14 час до достижения кислотности 24-27°Т с активизированной закваской (концентратом), содержащей мезофильные молочнокислые лактококки, из расчета 0,6-0,12 г закваски на 1000 кг восстановленного молока, например, Lactococcus lactis subsp. lactis. Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc lactis (БК-Углич-4).
Закваску 1 EA используют для созревания 100 л молока; 18 ЕА - 1500-2000 л молока.
В молочную смесь при температуре свертывания 34-35°С, вносят раствор хлорида кальция (в виде 10%-ого раствора), 1-2% производственной закваски, содержащей Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum, Propionibacterium freudenreichii subsp.shermani в соотношении 1:1:0,2 и молокосвертывающий препарат виде 2-2,5%-ого раствора [10].
Молочную смесь свертывают, затем полученный сгусток разрезают, проводят постановку зерна, зерно с сывороткой подают на формовочные столы с групповой воронкой, проводят чеддеризацию в сыворотке, дробление и плавление сырной массы, посолку сыра в рассоле, при условии оптимальных для созревания сыра 15-16°С до массовой доли хлорида натрия 2,0-3,0%, при этом расссол получают путем пастеризации творожной или подсырной сыворотки при температуре 85°С в течение 10 сек, осаждением альбумина и отделением его от сыворотки, растворением в сыворотке соли в количестве 6,0-7,0% и полидекстрозы в количестве 1%.
Далее проводят обсушку (в случае реализации сыра в вакуумной упаковке, см. Пример 1), упаковку и маркировку сыра.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества готового продукта, в интенсификации технологических процессов, увеличении ассортимента рассольных сыров, обладающих повышенными функциональными, в том числе пробиотическими и пребиотическими свойствами.
Входящая в состав основной закваски Propionibacterium freudenreichii subsp. shermani - одина из наиболее значимых пробиотических культур пропионовокислых бактерий, обитающих в кишечнике человека.
Пропионовокислые бактерии проявляют антагонистические свойства в отношении патогенных и условно патогенных бактерий.
Оптимальная температура развития пропионовокислых бактерий 30-35°С, минимльная - 8-10°С. Выживают при кратковременной пастеризации при 70°С. Оптимальная величина рН роста пропионовокислых бактерий 6,5-7,0, минимальная - 4,6. Пропионовокислые бактерии солеустойчивы. Классические пропионовокислые бактерии обладают уникальными иммуномодулирующими и антимутагенными свойствами, они приживаются в кишечнике людей и способны к снижению геннотоксического действия ряда химических соединений и УФ-лучей. Известно, что положительная роль пропионовокислых бактерий как пробиотиков обусловлена образованием ими пропионовой кислоты, минорных органических кислот, бактериоцинов и ферментов, а также синтезом большого количества витамина В12. Они лучше развиваются без доступа воздуха. В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно - они свертывают его обычно через 5-7 сут. Предельная кислотность, образуемая этими бактериями в молоке до 160-170°С. При развитии в молоке пропионовокислые бактерии могут использовать как молочный сахар, так и молочную кислоту или ее соли. При этом образуются пропионовая кислота. В сырах, которые подлежат быстрой реализации и потреблению, пропионовокислые бактерии не успевают развиться настолько, чтобы оказать влияние на рисунок. Однако высвобождение пролина способствует формировнаию сырного сладковатого вкуса.
Если среди лактококков часто обнаруживают штаммы-антагонисты пропионовокислым бактериям, то термофильный стрептококк и подавляющее большинство лактобацилл отнесены к штаммам совместимым с Propionibacterium freudenreichii subsp.shermani [11]. Термофильный стрептококк Streptococcus thermophilus - активный кислотообразователь, с оптимальной для большинства штаммов температурой развития и кислотообразования от 39°С до 46°С. Минимальная температура возможного развития 18°С. Растет при 50°С, но не растет при 53°С. Обеспечивает бактерицидный эффект в отношении технически вредных, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Температуры второго нагревания для крупных твердых сыров находятся на уровне максимальной или немного превышающей максимальную для роста термофильного стрептококка. Благодаря резистентности к высоким температурам термофильный стрептококк нашел применение в производстве таких твердых сычужных сыров с высокой и средней температурой второго нагревания, как Моцарелла, Проволоне и др. Введение термофильного стрептококка в сыры, вырабатываемые с чеддеризацией сырной массы, ускоряет этот процесс. Для сыроделия отбирают преимущественно галактозосбраживающие невязкие штаммы, тогда как для производства йогурта предпочтение отдают вязким штаммам. Умеренное образование термофильным стрептококком полисахаридов делает низкожирные сыры менее сухими по органолептическому ощущению. Во время выработки сыров с высокой температурой второго нагревания, с использованием совместно с термофильными лактобациллами, термофильный стрептококк развивается с опережением: так его популяция достигает максимума уже после 5 часов прессования, то популяция Lactobacillus plantarum - только через 15-20 ч. Как правило, перестает размножатся после прессования, таких сыров ведут строго при температуре ниже. Термофильный стрептококк стимулирует развитие пропионовокислых культур и лактобацилл при совместном развитии.
Мезофильные лактобациллы (лактобактерии) отличаются высокой устойчивостью к тепловой обработке: при 65°С в течение 30 мин. выдерживают более 90% штаммов. Минимальная температура роста для большинства штаммов - 10°С. Главной функцией мезофильных лактобацилл является сбраживание оставшихся источников энергии в конце созревания, если они к этому времени остались, с тем, чтобы они не достались посторонней микрофлоре.
Среди мезофильных лактобацилл Lactobacillus plantarum многие штаммы обладают антагонизмом по отношению к плесеням, дрожжам, маслянокислым бактериям, Е. coli, Proteus, Salmonella, Staphelococcus [11].
Мезофильные и термофильные лактобациллы не чувствительны к бактериофагам лактококков и термофильного стрептококка. Таким образом, лактоза быстрее сбраживается последовательно лактококками при созревании молока, термофильным стрептококком при постановке зерна, формовании, лактобациллами и пропионовокислыми микроорганизмами - при созревании.
Таким образом, симбиотический консорциум из сыропригодных штаммов Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarum, Propionibacterium freudenreichii subsp.shermani обладает пробиотическим потенциалом на всех уровнях: пищевой ценности и метаболитеской активности; антагоничтической активности к технически-вредной патогенной и условно-патогенной микрофлоре, клеточного и гуморального иммунитета. Современное состояние доказательной медицины, использующей двойное слепое плацебо-контролируемое исследование позволяет подбирать штаммы указанных культур с усиленным пробиотическим эффектом.
Дополнительные функциональные свойства продукту придает поли декстроза (водорастворимые пищевые волокна). В качестве пищевой добавки полидекстроза широко применяется при создании продуктов с пониженным содержанием сахара, так как по технологическим характеристикам очень похожа на сахарозу и успешно заменяет ее во многих рецептурах.
Полидекстроза изготавливается из натуральных продуктов, обладает низким содержанием калорий, жира, холестерина, натрия, эффективно предупреждает запор, гипертонию, диабета, болезнь с высоким содержанием липидов в крови, регулирует обмен липидов в организме человека, снижает уровень холестерина в крови, выводит из организма человека токсины и улучшает кожу лица. Ее энергетическая ценность составляет всего 1 ккал/г, т.е. в 4 раза меньше, чем у сахара.
Полидекстрозы имеет высокоразветвленную структуру, она представляет собой менее доступный субстрат для микрофлоры кишечника по сравнению с другими пребиотическими волокнами и утилизируется постепенно и равномерно. Поэтому уровень переносимости полидекстрозы по сравнению с другими пребиотиками достаточно высокий. Даже при единовременном приеме даже 50 г полидекстрозы в организме человека не наблюдается нежелательных явлений. Свойства полидекстрозы наряду с пробиотической производственной закваской превращают сыр, произведенный по предлагаемому способу в ФПП с улучшенными пробиотическими и пребиотическими свойствами [12].
Способ поясняется следующими примерами:
Пример 1. Рассольный сыр, реализуемый в полимерных материалах
Способ получения сыра, характеризующийся тем, что нормализованное пастеризованное при 63-65°С в течение 15-17 мин и охлажденное до температуры 16-20°С молоко предварительно вносят для созревания активизированную закваску прямого внесения, выдерживают в течение 12-14 ч до достижения кислотности 24-27°Т.
3
3
Для активизации закваски в стерилизованное при температуре (+121±1)°С (в течение 10 мин) или пастеризованное при +95 (±1)°С (в течение 45 мин) и охлажденное (до температуры +30°С) молоко асептически вносят БК-Углич-4 из расчета 1 единица активности (ЕА) на 1 дм молока. Концентрат предварительно растворяют в небольшом (18 ЕА в 0,1-0,2 дм) количестве стерильного молока или воды. После растворения концентрата его вносят в молоко для активизации, тщательно перемешивают сразу и через 1 ч после внесения, выдерживают при +30 (±1)°С в течение 3 ч.
Затем нормализованную и созревшую смесь подогревают до 34-35°С, вносят 1% основной производственной закваски, хлористый кальций, ферментный препарат [9] и проводят свертывание смеси при 33-35°С.
Сгусток должен быть плотным и ровно разрезаться лирами (стержнями, арфой, механическими ножами) горизонтально и вертикально. По сравнению со сгустком чеддера частицы сгустка более крупные, твердые и более ломкие.
Полученный сгусток разрезают на кубики, проводят постановку зерна (медленно перемешивают сырную массу для уплотнения сырного зерна), нагревая его со скоростью 0,2-0,3°С/мин до 40°С. При слабом сгустке продолжительность вымешивания сырного зерна увеличивают, при плотном - уменьшают. Кислотность сыворотки в конце обработки должна составлять 20-22°Т. В случае, если кисломолочный процесс идет слишком быстро (рано достигнут рН 6,3), допускается во время вымешивания частичная посолка в зерне: до 1,0% - для влажного зерна, до 0,7% - для обсушенного сыра. Необходимо не менее 15 мин для равномерного распределения соли.
Обсушенное сырное зерно (при сжатии сырной массы в ладони руки сырные зерна склеиваются, но не теряют формы). Его с сывороткой подают на формовочные столы с групповой воронкой, при этом сыворотка не выпускается, затем проводят чеддеризацию в сыворотке при температуре 30-32°С в течение 1,0-2,0 часов. К концу чеддеризации кислотность рН сырной массы составляет 5,2-5,3. Обычно сыр начинает плавиться через 2 часа при достижении кислотности 28-32°Т. Если кислотность выше, сыр теряет способность плавиться, в головку его не сформовать. После чеддеризации сырная масса должна иметь слоистую структуру. При нагревании в воде до температуры 95-97°С кусочек сырной массы диаметром 5-7 мм, длиной 80-100 мм приобретает способность вытягиваться в длинные тонкие нити.
Дробление и плавление сырной массы производят в вымешивающей машине со шнековым экструдером для вытягивания сгустка при температуре 82-85°С. Расплавленную массу формуют. Посолку сформованных головок сыра в рассоле проводят при условиях оптимальных для созревания сыра 15-16°С до массовой доли хлорида натрия 2,0-3,0%, затем сыр вынимают из рассола, проводят обсушку, упаковку в вакуумную пленку и маркировку сыра. Обсушка сыра проводят при температуре 7-8°С в течение 12 час относительной влажностью 90%.
Рассол для созревания сыра готовят следующим образом:
Творожную или подсырную сыворотку пастеризуют при 85°С в течение 10 сек, осаждают альбумин и отделяют его от сыворотки. В осветленной таким образом сыворотке растворяют соль в количестве 6-7% и полидекстрозу в количестве 1%.
Рассольный сыр, произведенный по примеру 1, выпускают в 1-10 суточном возрасте, считая от момента его созревания, упакованным в пленки типа повиден.
Физико-химические показатели сыра приведены в табл. 1.
Продукт после упаковки следует необходимо хранить при температуре 0-4°С и относительной влажности воздуха 80-85%, при этом срок годности составляет 45 суток со дня изготовления.
Пример 2. Рассольный сыр, реализуемый в рассоле
Произведенный по примеру 1 сыр после стадии созревания в рассоле при 15-16°С, до массовой доли хлорида натрия 3,0%, вынимают из рассола, проводят формование вручную и упаковку в емкости, заполняемые на 6/7 горячим пастеризованным при 85°С в течение 10 сек. рассолом.
Рассольный сыр, произведенный по примеру 2, выпускают в 1-10 суточном возрасте, считая от момента его упаковки в емкости.
Физико-химические показатели сыра приведены в табл.1, органолептические - в табл. 2., другие требования - в соответствии с ГОСТ 33959-2016. Сыры рассольные. Технические условия.
Продукт после упаковки следует необходимо хранить при температуре 0-4°С, при этом срок годности составляет 50 суток со дня изготовления.
Источники информации:
1. Шунина В.А., Полянская И.С. Древние традиции и современные технологии производства рассольных сыров // Новое слово в науке и образовании, г. Минск. - 2018. - С. 40-45.
2. Скотт Р., Робинсон Р.К., Уилби Р.А. Производство сыра. Научные основы и технологии. - СПб.: Профессия. - 2005. - 464 с.
3. Королев С.А. Основы технической микробиологии молочного дела. - М.: Пищевая промышленность. 1974. - 244 с.
4. Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов. - М.: 1999.-412 с.
5. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты. - М: ДеЛи принт, 2004. - С. 77
6. Свириденко Г.М., Сорокина Н.П., Кураева Е.В., Учеренко И.В. Практические аспекты применения защитных культур. - Молочная промышленность. - 2018. - №8. С. 15-17.
7. Полянская И.С, Семенихина В.Ф. Классификация функциональных пищевых продуктов на молочной основе // Молочная промышленность. - 2017. - №2. - С. 56-58.
8. Сыр Моцарелла // Food and Health https://foodandhealth.ru/syry/mocarella/
9. Полянская И.С, Семенихина В.Ф. Фаговый мониторинг на молочном производстве. - Молочная промышленность. - 2018. - №6. - С 9-11.
10. Подготовка и внесение сычужного фермента в молоко http://xn----8sbedlakhe2axia9aoh6n.xn--p1ai/primenenie/36-podgotovka-i-vnesenie-sychuzhnogo-fermenta-v-moloko.html
11. Полянская И. С.Антагонистическая активность пробиотических штаммов: факторы регулирования / И.С. Полянская, Л.Г. Стоянова, В.Ф. Семенихина // Молочная промышленность. - 2017. - N 1. - С 42-44.
12. Полидекстроза. Пребиотики // BAD. ru http://obad.ru/badinfo/pro-bady/prebiotiki-shirokie-perspektivy-uzkogo-rynka.