Спосіб виробництва сиру

Реферат: Винахід належить до способу виробництва сиру, який включає стандартизацію складу молока, термічну обробку, коагуляцію, обробку отриманого молочного сиру шляхом відокремлення сироватки, формування, охолодження та пакування, причому молоко піддають термічній обробці в діапазоні температур від 90 С з витримкою від 50 секунд до 135 °C з витримкою не більше 3-5 секунд, а потім охолоджують до температури 20-35 °C, при якій додають ферментативний препарат трансглутаміназу з білковою питомою активністю 50-200 од./г в кількості, взятій з розрахунку від 1 од./г білка до 10 од./г білка, після чого молоко витримують при температурі 20-35 °C протягом 0,5-2,5 год., а потім до молока при тій же температурі додають молочнокислі бактерії, і через 6-16 годин після їх додавання молочний сир готовий для подальшої обробки стандартними способами. UA 109161 C2 (12) UA 109161 C2 UA 109161 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується способу виробництва сиру, який є білковим продуктом, призначеним як для споживання, так і для подальшої переробки в харчовій промисловості. Цю технологію можна застосовувати як на великих молочних заводах, так і на малих фермерських переробних підприємствах. З рівня техніки відомо класичну технологію, за якої молоко сквашується молочнокислими бактеріями до ізоелектричної точки казеїну, а отриманий згусток піддають процедурам, що мають на меті подальшу концентрацію твердого вмісту. (Bohdziewicz K., Z. Śmietana, 2007, Twarogi - teraźniejszość і przyszłość. Mat. V Forum „Polska spółdzielczość mleczarska w Unii Europejskiej - szanse і zagrożenia". Augustów 27-29.09.2007; 18-26) Згідно з класичною технологією виробництва сиру молоко сквашується молочнокислими бактеріями до ізоелектричної точки казеїну, а отриманий згусток піддають процедурам, що мають на меті подальшу концентрацію твердого вмісту. В класичній технології виробництва сиру в складі сиру зберігається обмежена кількість компонентів, що містяться в молоці. Вдається зберегти лише близько 75% молочних білків, а інші 25% - головним чином білки сироватки - відходять з сироваткою. Добре відома традиційна технологія включає нагрівання сирого молока до температури центрифугування з наступною подачею його до центрифуги для очистки та відокремлення жиру. Після нормалізації жирового вмісту молоко пастеризують при температурах в діапазоні від 72-74°C до 80-85°C протягом 15-20 секунд. Після охолодження до температури сквашування, яка становить 20-35°C, до молока додають молочнокислі бактерії. Отримавши згусток сиру, його розрізають та піддають подальшій обробці шляхом осушування та/або підвищення температури. Отриманий концентрований молочний сир сушать та/або пресують і формують. Потім сир охолоджують і пакують, або спочатку пакують, а потім охолоджують. Виробництво сиру за такою технологією позволяє зберегти в ньому приблизно 75% молочних білків. Одним з способів отримання сиру з підвищеним вмістом білків сироватки є термічний спосіб з використанням хлориду кальцію. (Rymaszewski J., Z. Śmietana, 1997, Sery dojrzewające і sery twarogowe, (w:) Mleczarstwo - zagadnienia wybrane pod red. S. Ziajki, Wydawnictwo ART., Olsztyn) У наведеному способі виконується високотемпературна переробленого молока. Ця термічна обробка відбувається у діапазоні приблизно від 85° не більше ніж до 100°C впродовж 20-40 секунд. Необхідною умовою у цій технології є використання іонів кальцію - як правило, у вигляді хлориду кальцію. Кальцій потрібно поповнювати, тому що під час високотемпературної обробки він переходить у форму нерозчинних солей, а іони кальцію необхідні для правильного проведення процесу коагуляції молока. У цьому методі відбувається денатурація сироваткових білків - зміни їхньої вторинної, третинної і четвертинної структури. Ці зміни викликають лише механічне (фізичне) з'єднання сироваткових білків молока з іншими фракціями казеїну. Таке виконання технологічного процесу призводить до отримання згустку, який дуже важко обробляти, тобто різати, змішувати, сушити і формувати. Перевагою технології вироблення сиру за винаходом за даною заявкою від вищевказаної є те що сир, отриманий за технологією, що заявляється, зберігає форму, виготовлену виробником. Його можна його можна розрізати, і довільно формувати порціонно, а також пакувати у пергаментний пакет. Відомо також технології ультрафільтрації, інакше способи вироблення сирів шляхом мембранної сепарації центрифугуванням, які дозволяють зберегти до 95% молочних білків, включно з білками сироватки. (Obrusiewicz Т., J. Szwojcer, B. Wituszyńska, 2000. Badania technologiczne produkcji serków twarogowych z zastosowaniem wybranych rodzajów modułów ultrafiltracyjnych. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 1,7-13.) Проте такі способи впливають на якість вироблених сирів (сирків). В способах сепарації центрифугуванням отримані згустки дуже інтенсивно розбиваються при перемішуванні та на цьому етапі не отримується сироватки, а тільки однорідна петля згустку молока. Відділення частини компонентів сухої маси молока наступає чисто фізичним шляхом з використанням мембрани як спеціального фільтру за рахунок зусилля від центру (у випадку сепараційної центрифуги. Сир, отриманий цим способом, характеризується гомогенною структурою та вершковою текстурою, що сповідує його пакування тільки в баки або туби. Інакше такий сир неможливо пакувати порціонно. Задачею даного винаходу є здійснення ефективного способу отримання сиру підвищеної якості. Згідно з даним винаходом пропонується спосіб виробництва сиру шляхом стандартизації складу молока, термічної обробки, кислотної коагуляції, обробки отриманого згустку сиру шляхом відокремлення сироватки, формування, охолодження та пакування; особливістю цього 1 UA 109161 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 способу є те, що молоко піддають термічній обробці, витримуючи в діапазоні температур від 90°C з витримкою від 50 секунд, до 135°C - з витримкою не більш ніж протягом 3-5 секунд, а потім охолоджують до 20-35°C, і тоді додають ферментативний препарат трансглутаміназу з питомою активністю по білку від 50 до 200 од./г, причому кількість препарату для додавання до молока беруть з розрахунку від 1 од./г білку до 10 од./г білку; далі молоко витримують при температурі 20-35°C протягом 0,5-2,5 годин, а після цього до молока при тій же температурі додають молочнокислі бактерії. Через 6-16 годин після їх додавання молочний сир готовий до подальшої обробки стандартними процедурами. Даний винахід дає можливість здійснення реакції, в результаті якої в білках утворюються зв'язки, що приводить до стабілізуючого ефекту поперечних перехресних ковалентних зв'язків, характер яких відрізняється від пептидних зв'язків. В результаті цієї реакції дисульфідні містки стабілізують структуру та підвищують жорсткість молекули. Вони також можуть брати участь у зшиванні сусідніх ланцюгів, або в утворенні петель поліпептидного ланцюга. Це приводить до змін в структурі білку та наступних модифікацій текстури, стабільності згустку, водозв'язувальної здатності, в результаті чого змінюються реологічні властивості сиру. Наслідком термічної обробки сирого молока є значні зміни властивостей білку. В результаті термічної денатурації осаджуються білки сироватки, включаючи головним чином лактоглобулін та -лактоальбумін, а також макроглобуліни. Процес виробництва за даним винаходом, який полягає в додаванні ферменту трансглутамінази після термічної обробки молочної сировини та періоду інкубації, та зв'язуванні термічно-денатурованого -лактоглобуліну -казеїном, дає можливість отримувати сир з оптимальним вмістом казеїну. Перевага процесу за даним винаходом полягає в тому, що він дозволяє зберегти на 10-20% більшу кількість білків, завдяки чому збільшується вихід продукту, підвищується харчова цінність сиру, зменшується кількість відділеної сироватки та біологічний вміст, який відходить з сироваткою. Крім того, одноетапний спосіб значно дешевший, ніж багатоетапні способи отримання білків сироватки. Процес виробництва за даним винаходом дає можливість отримувати білок з підвищеною харчовою цінністю, високими реологічними параметрами та високою органолептичною якістю. Наступні приклади допоможуть пояснити сутність способу виробництва сиру за даним винаходом. Приклад. Сире молоко, яке відповідає встановленим стандартам, нагрівають до температури центрифугування у відповідності до типу центрифуги, яка здійснює очистку та відокремлення жиру, - до 45-50°C, або до 55-65°C. Нагріте молоко подають до очисної чи жировідбиральної центрифуги, де відділяються механічні домішки і жир. Ступінь відокремлення жиру може варіюватись: це може бути зниження його вмісту в сирому молоці до мінімального (0,3-0,5%), або часткове повернення жиру до молочної сировини (наприклад, до отримання рівня 1,5-1,8% жиру), або повне змішування жиру, відокремленого центрифугою, з молоком (в цьому випадку вилучаються лише механічні домішки). Молоко з нормалізованим вмістом жиру (відповідно до декларації виробника стосовно вмісту жиру в сирі - наприклад, знежирений, зі зниженим вмістом жиру, не знежирений, вершковий сир) піддають термічній обробці. Ця процедура переслідує дві мети: інактивацію флори, присутньої в сирому молоці (з самого початку, або внаслідок реінфекції), та задану денатурацію білків сироватки. До параметрів, які визначають ступінь денатурації білків сироватки, відносяться рівень температури та тривалість витримки. Заданої денатурації білків сироватки можна досягти, використовуючи широкий спектр температур та тривалості витримки молока при цих температурах. Наприклад, молоко можна пастеризувати при 90°C протягом 50-60 секунд, або стерилізувати при 95°C протягом 100 секунд, або навіть стерилізувати при температурі 120-135°C протягом 3-5 секунд. Рівень температури та тривалість витримки молока визначають різний ступінь денатурації білків сироватки, а, отже, й їх диференційований вміст в кінцевому продукті. Таким чином, задану термічну обробку можна використовувати для модифікації органолептичних та реологічних характеристик сиру. В нашому прикладі молоко пастеризується при температурі 95°C протягом 100 секунд. Після термічної обробки - пастеризації молоко охолоджують до 28°C та додають ферментативний препарат трансглутаміназу з питомою білковою активністю 100 од./г в кількості, обчисленій з розрахунку 6 од./г білку. Кількість доданого препарату залежить від його реактивної здатності та від ступеня денатурації білків сироватки. Після додавання 2 UA 109161 C2 5 10 трансглутамінази молоко витримують при тій же температурі протягом 2,0 годин, а потім подають у ємності для обробки, напр., у ванни чи баки. На наступному етапі виробництва сиру в суміш при тій же температурі, тобто 28°C, додають молочнокислі бактерії, і суміш перемішують. Температура заквашування молока з заквасочними культурами може варіюватись від приблизно 20°C до приблизно. 35°C в залежності від типу та кількості доданих заквасочних культур, та від часу, за який сир має бути готовим для подальшої обробки. Через 6-16 годин після їх додавання отримують готовий для подальшої обробки згусток з рівнем рН = 4,60 ± 0,1. Отриманий сир піддають подальшій переробці, включаючи обережне нагрівання та подрібнення. Після цього сир висушують з необов'язковим процесом швидкого сушіння, пресують та/або формують, охолоджують та пакують згідно стандартних процедур. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб виробництва сиру, що включає стандартизацію складу молока, термічну обробку, коагуляцію, обробку отриманого молочного сиру шляхом відокремлення сироватки, формування, охолодження та пакування, який відрізняється тим, що молоко піддають термічній обробці в діапазоні температур від 90 С з витримкою від 50 секунд до 135 °C з витримкою не більше 3-5 секунд, а потім охолоджують до температури 20-35 °C, при якій додають ферментативний препарат трансглутаміназу з білковою питомою активністю 50-200 од./г в кількості, взятій з розрахунку від 1 од./г білка до 10 од./г білка, після чого молоко витримують при температурі 20-35 °C протягом 0,5-2,5 год., а потім до молока при тій же температурі додають молочнокислі бактерії, і через 6-16 годин після їх додавання молочний сир готовий для подальшої обробки стандартними способами. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3