Сгусток можно получать как в стационаре, так и в потоке. По первому способу подготовленное к свертыванию молоко подогревают, вносят сычужный фермент и оставляют в покое до образования сгустка. Температура свертывания белков молока имеет очень важное значение для получения нормального сгустка. Выбор температуры зависит от многих факторов: степени зрелости, кислотности, жирности молока и вида вырабатываемого сыра. Температуры, применяемые на практике для свертывания белков молока, лежат в пределах 27—35 °С (оптимум действия сычужного фермента 40—41 °С). Объясняется это отчасти тем, что температуры 40—41 °С несколько выше оптимума жизнедеятельности молочнокислых бактерий, и, кроме того, при этих температурах белки молока очень быстро свертываются. В одинаковых условиях производства сыра чем выше температура свертывания, т. е. чем ближе она к оптимальной, тем быстрее образуется сгусток и возрастает его прочность; при низких температурах консистенция сгустка более слабая.
При производстве мягких сыров белки молока свертываются при более низких температурах, а твердых — при более высоких. Для одного и того же вида сыра свертывание можно проводить при более высоких температурах, если молоко характеризуется более низкой кислотностью, недостаточной зрелостью и высоким содержанием жира. С повышением относительной жирности сыра на 10% (с 40 до 50%) необходимо повысить температуру свертывания белков молока на 1 — 1,5°С. Если кислотность молока разная, но в пределах, допустимых для данного вида сыра, бодее высокую температуру свертывания применяют при низкой кислотности, и наоборот.
С увеличением кислотности молока следует понижать температуру свертывания от 0,5 до 1,5 °С на каждый градус кислотности, а с уменьшением ее соответственно повышать температуру. Для сыров, содержащих большое количество влаги, целесообразнее свертывать белки молока при низких температурах, а для сыров с меньшим количеством влаги — при высоких. При нормальной кислотности и жирности температура свертывания белков молока для твердых сыров лежит в пределах 32—35 °С (кислотность до 20 °Т), а для мягких сыров — около 28—30 °С (кислотность 22 °Т и несколько выше).
Продолжительность свертывания белков молока зависит от требуемой степени зрелости вырабатываемого сыра и зрелости самого молока. Если молоко незрелое (16—17 °Т), а для производства сыра требуется молоко кислотностью 20 °Т и более, то свертывают его более продолжительное время. Если же требуется для выработки сыра небольшая зрелость молока (кислотность 18—19 °Т), то при тех же условиях продолжительность свертывания должна быть уменьшена. В случае использования перезрелого молока продолжительность свертывания должна быть минимальной. На практике продолжительность свертывания белков молока при выработке всех сычужных сыров колеблется в довольно узких пределах — от 20 до 60 мин. Большая длительность свертывания вообще нецелесообразна, так как увеличивается продолжительность всего технологического процесса, большое количество жира переходит в сыворотку вследствие его отстоя во время свертывания. С учетом вышеописанных способов получения зрелого молока лучше всего установить продолжительность свертывания от 15 до 30 мин.
Количество сычужного фермента, необходимое для свертывания белков молока, определяют с помощью специального прибора (рис. 1). На внутренней поверхности его нанесена шкала с делениями от 0 до 5. Верхний диаметр прибора 119 мм, нижний—103 мм, высота — 110 мм. В дно прибора вмонтирована на резиновой пробке трубка (ниппель) диаметром 2—3 мм. Прибор изготовляют с таким расчетом, чтобы свободное истечение молока через трубку (отверстие ниппеля) от верхнего, нулевого, деления до нижнего, пятого, продолжалось примерно 4 мин (230—240 с). За 10 мин до начала измерения готовят раствор: ложечку (2,5 г) сычужного порошка смешивают с равным количеством поваренной соли и растворяют в 95 мл воды. Затем прибор заполняют молоком, подготовленным к свертыванию, и ставят его на край ванны для того, чтобы молоко стекало в нее. Когда уровень молока в приборе доходит до верхнего нулевого деления, к нему быстро добавляют, энергично помешивая, 10 мл ранее приготовленного раствора сычужного фермента и оставляют в покое. В момент образования сгустка молоко перестает вытекать вследствие увеличения вязкости. Отмечают деление шкалы, на котором остановился уровень свернувшегося молока. Каждое деление соответствует количеству сычужного фермента (в г), необходимому для свертывания молока в течение 30 мин. Количество фермента для свертывания перерабатываемого молока можно рассчитать по формуле X = МР/100м,
где х — количество ложечек порошка, которое необходимо внести для свертывания белков молока; М — количество молока, кг; Р — показания прибора (уровень молока по шкале); м — количество сычужного порошка в одной ложечке, г.
Полученное в результате расчета необходимое число ложечек уменьшают на одну, так как раствор, приготовленный для пробы, в который добавлена одна ложечка порошка, также вносят в молоко. С помощью описанного прибора можно примерно определить н степень зрелости молока. Нормальному сыропригодному молоку соответствует показание 2,5 ед.; молоку менее зрелому соответствует большее количество единиц, а если молоко не свертывается до 5-го деления, то из него нельзя вырабатывать сыр В таких случаях следует увеличить дозы хлорида кальция и отчасти чистых культур, которые вносят в молоко.
Если необходимо провести свертывание молока не за 30 мин, а в течение другого времени, делают перерасчет по формуле:
X = 30а/с,
где X — количество фермента, необходимого для свертывания 100 кг молока, г; а — показания прибора; с — желаемая продолжительность свертывания, мин.
Зная крепость закваски, можно вычислить количество сычужного фермента, необходимого для свертывания молока в аппарате выработки сырного зерна в заданное время, по формуле:
Х = МП/(гС· 60),
где X — количество 1 %-ного раствора закваски, л; М — количество молока, подлежащего свертыванию, кг или л; П — продолжительность свертывания пробы молока (в с) или крепость раствора фермента; г — соотношение количества молока и количества раствора фермента, использованного при определении крепости закваски; С — желаемая продолжительность свертывания молока в аппарате выработки сырного зерна, мин.
При свертывании белков молока пепсином раствор готовят за 6—10 ч до использования. Для определения крепости закваски 5 г пепсина смешивают с равным количеством поваренной соли и растворяют в 250 мл осветленной (освобожденной от альбумина) сыворотки кислотностью 120—150 °Т и нагретой до 35 °С. Нормализованную смесь молока заливают в прибор. Когда уровень молока дойдет до верхнего нулевого деления, добавляют 11 мл тщательно перемешанного раствора пепсина и оставляют в покое до прекращения вытекания молока через трубку. Деление шкалы, на котором остановился уровень свернувшегося молока, показывает количество раствора пепсина (в мл), необходимого для свертывания 1 л молока в течение 30 мин.
Впервые способ получения сгустка в потоке был предложен в Голландии (способ НИЗО). Он основан на разделении периода свертывания белков молока на две стадии и разработан A. G. J. Arentzen, Webbels, Vander Linde. При производстве голландского сыра аппарат выработки сырного зерна заполняют пастеризованным и охлажденным до 2 °С молоком, вносят закваску, приготовленную на чистых культурах, селитру и сычужный фермент. После этого молоко выдерживают при 2 °С не менее 5 ч (рис. 2)
Затем в молоко вносят соли кальция и насосом подают в теплообменник, где нагревают до 32 °С. Далее молоко направляют в секцию свертывания молока и разрезания сгустка (вертикальный цилиндр), где казеин свертывается и образует сгусток (рис. 3). Вертикальный цилиндр имеет паровую рубашку для поддержания определенной температуры молока. В нижней части цилиндра, куда поступает молоко, расположены две перфорированные пластинки. Отверстия первой пластинки меньше, чем второй, расположены они в шахматном порядке. Это сделано для того, чтобы молоко в цилиндре поднималось спокойно. По мере подъема в цилиндре молоко постепенно свертывается, и образуется сгусток. В верхней части цилиндра имеются ножн из тонкой проволоки для разрезания сгустка на кубики (размером около 6 мм). Сырные зерна вместе с сывороткой поступают в аппарат, где происходит обезвоживание сырной массы. Обезвоженная сырная масса с помощью шнеков направляется в аппарат для формования сыра.
В ФРГ запатентована опытная установка для непрерывного производства сыра, в которой процессы получения сгустка и обработки его отличаются от описанных выше. Молоко подготовляют к свертыванию при низких температурах, вносят в него сычужный фермент, чистые культуры молочнокислых бактерий, соли кальция; подготовленное молоко подают в установку. Аппарат выработки сырного зерна заменен трубами диаметром 5—10 мм. Молоко поступает в трубы небольшого диаметра, которые снабжены рубашками. Это позволяет нагревать молоко быстро и равномерно до температуры свертывания. После свертывания молока образовавшийся сгусток движется дальше и постепенно нагревается до температуры обработки сгустка. В это время происходит уплотнение сгустка и выделение сыворотки. Сгусток получается в виде длинного жгута, окруженного сывороткой. Сечение трубы подбирают таким, чтобы диаметр жгута после отделения сыворотки был равен размеру ребра обработанного зерна изготовляемого вида сыра. Далее сгусток поступает на транспортер (рис. 4) для отделения сыворотки (рис. "5). При необходимости жгуты разрезают до требуемой величины сырных зерен, после чего формуют сыр непосредственно в сырных формах или в специальной формовочной трубе.
Представляет интерес французский способ непрерывного производства нескольких групп сыров, предложенный Р. Stenne и Huting под названием SH-13. Он также основан на принципе свертывания белков молока сычужным ферментом в две стадии. Однако оригинальность предлагаемого метода заключается в том, что молоко сгущают до 7з первоначального объема посредством пастеризации при высокой температуре в тонком слое при одном проходе. После сгущения молоко охлаждают до 12—20 °С, вносят в него бактериальную закваску и оставляют для созревания на несколько часов. По достижении pH 5,8—5,9 молоко вновь охлаждают до 6—10 °С и вносят требуемое количество сычужного фермента. Через 30—40 мин его разбавляют горячей водой температурой 50 °С, чтобы вызвать мгновенное свертывание белков. Горячей воды должно быть такое количество, чтобы восстановить сгущенное молоко до первоначального объема с содержанием сухих веществ 130 г в 1 ли довести температуру до 32 °С. Молоко свертывается в течение 40—50 с.
Процесс свертывания и все остальные операции производятся в установке «Паракурд» (рис. 6). В верхнюю часть цилиндра установки непрерывно поступают сгущенное молоко, подготовленное к свертыванию, и горячая вода. Количество горячей воды изменяется в зависимости от необходимой степени обезвоживания сгустка. В это время происходит мгновенное отделение сгустка от сыворотки, и смесь их начинает перемещаться по трубе, где она уплотняется, а через нижнюю часть цилиндра выходят частицы сгустка, уносимые жидкостью. Они проходят через ряд систем аппарата, в которых в результате уплотнения приобретают определенную форму и отделяются друг от друга.
Обсушенное сырное зерно при необходимости промывают водой или горячей сывороткой, после чего готовую сырную массу непрерывно разливают в формы, перемещающиеся по транспортеру.
Описанный метод имеет ряд преимуществ по сравнению с ранее рассмотренным. Производство сыра с момента поступления молока в аппарат до формования сырной массы длится около 10 мин. При этом все технологические операции осуществляются непрерывно в потоке, в хороших гигиенических условиях. Благодаря автоматизации обеспечивается постоянное качество конечных продуктов. Выход мягких сыров на 10— 20 % выше, чем при выработке их классическими методами.