No module Published on Offcanvas position

2.6.4. Синерезис и содержание влаги в сгустке в конце обработки и в сыре

Когда сжатие сгустка прекращается, то прекращается и синерезис. Исследования спонтанного синерезиса сычужного сгустка обезжирен­ного молока при 30° С и pH 6,7 показали, что улавливаемый современ­ными методами измерения синерезис закончился через 40 ч, толщина сгустка при этом уменьшилась до 1/3 (van Dijk, 1982). При использова­нии прессования при 35° С и pH 5,2 наименьшее содержание влаги, ко­торое можно получить в сгустке, равно 1,2 г на г параказеина.

рис226.png

Снижение pH и содержания жира, а также повышение температуры вызывают постепенное, но существенное уменьшение содержания влаги по отношению к обезжиренным веществам сгустка.

Добавление в молоко СаС12 оказывает многоплановое влияние на синерезис, поскольку оно может изменить pH, концентрацию ионов Са и ККФ, ионную силу молока. В свою очередь, эти факторы оказывают неодинаковое влияние на синерезис. Поэтому влияние хлористого каль­ция на содержание влаги в сгустке в конце синерезиса зависит от усло­вий эксперимента: в условиях неконтролируемого pH оно может быть одним, при постоянном pH - другим. Geurts et al. (1972) обнаружили, что кусочки свежевыработанного сыра, выдерживаемые в водном рас­творе при pH 5,1, с добавлением Са в количестве от 9 до 90 мМ, разбу­хали, т. е. впитывали влагу. Добавление в этом же опыте NaCl к раство­ру в количествах не менее 0,7 мМ и такого же, как в первом варианте, количества Са, наоборот, вызвало потерю сыром влаги. По- видимому, внесение в молоко до 9 мМ Са (0,036%) всегда снижает со­держание влаги в сгустке в конце синерезиса. Внесение в молоко для производства сыра Кесо Бланка больше 0,05% СаС12 увеличивало влаж­ность сыра и степень использования сухих веществ молока, но приво­дило к появлению горького вкуса.

Добавление до 0,5 мМ NaCl в молоко вызывает увеличение, боль­ших количеств - снижение содержания влаги в свежевыработанном сы­ре при низком pH (Geurts et al., 1972). Это следует иметь в виду при по- солке сыра в зерне.

Добавление в молоко Mn, Zn и Со в виде водных растворов хлоридов сократило продолжительность свертывания и обработки зерна на 17%, уменьшило содержание влаги в сыре после прессования на 1,7%.

Содержание влаги оказывает мощное влияние на химический со­став, микробиологические и биохимические процессы, показатели безо­пасности и реализации сыра. Стабильная влажность - непременное ус­ловие производства сыра стабильного качества.

Между содержанием влаги в зерне после окончания его обработки (W3) и влажностью отпрессованного сыра (Wc) существует тесная корре­ляционная связь. По Илюшкину, эта зависимость выражается уравнением:

уравнение.png

Следует однако учитывать, что влажность сыра обусловливается не только синеретическими способностями сгустка, но и рядом других факторов, способных оказывать противоположное действие на влаж­ность сыра. Так, например, повышение температуры второго нагревания ускоряет синерезис сгустка, но одновременно ингибирует кислотообра­зующую активность закваски, что вызывает обратное действие на сине­резис. Поэтому уравнение (2.10) будет справедливо только при иден­тичной технологии выработки сыра.

Выработка сыра - временной процесс, и с течением времени фак­торы, влияющие на синерезис (температура, pH), существенно изменя­ются. Характер этих изменений может оказать сильное влияние на си­нерезис. Так, например, слишком высокая начальная скорость выделе­ния сыворотки может привести к обсушке поверхностного слоя и обра­зованию на поверхности зерна пленки (завариванию зерна), замедляю­щей последующий синерезис.

При формовании сыра из пласта под слоем сыворотки пласт может быть подвергнут внешнему давлению (до 400 Па), а также давлению, обу­словленному разницей в плотности сгустка и сыворотки (меньше 100 Па). В пласте идут три процесса, которые могут повлиять на влаж­ность сыра: выделение сыворотки из сгустка (синерезис); выделение сыворотки из межзернового пространства, скорость которого зависит от размеров пор; снижение количества и размеров пор в результате дефор­мации и склеивания зерен друг с другом. Деформация в основном вяз­костная и зависит от внешнего давления и реологических свойств зерна, которые, в свою очередь, зависят от содержания в нем воды, pH, разме­ров зерна, степени его неоднородности, в частности, от наличия на нем поверхностной пленки.

Исследования процессов выделения сыворотки из сырного пласта проведены нидерландскими учеными (Heerink & Guerts, 1981). Сгусток получали из обезжиренного молока без использования заква­ски. После разрезки, вымешивания и удаления части сыворотки отбира­ли смесь зерна с сывороткой и помещали в вертикальный сосуд; высота столба смеси составляла 30 см. Зерно быстро осаждалось под действием собственного веса с образованием пласта высотой 20 см, после чего на него через перфорированный диск накладывали груз; пласт сжимали до уровня 5 см. Прессование продолжалось 90 мин. Результаты опыта по­казаны на рис. 2.27. Проведено три серии опытов. В первой изменяли только давление на пласт. Зерно вымешивали 20 мин при 31 ° С. В этой серии опытов при высокой начальной доле влаги в пласте начальная скорость выделения из него сыворотки была низкой - по-видимому, из- за легкой деформируемости зерна, в результате которой сужаются кана­лы для выхода сыворотки. После приложения нагрузки начальная скорость синерезиса стала быстро расти при увеличении нагрузки до ~ 0,6 кПа; при дальнейшем увеличении давления она изменялась незначительно. Не­смотря на то, что количество удаленной влаги во время прессования в этой серии опытов было выше, чем в двух остальных, конечное содер­жание влаги в пласте было наибольшим по сравнению с другими серия­ми, даже при высоких давлениях прессования. Таким образом, прессо­вание не может устранить главный недостаток слабого сгустка, обу­словливающий выработку сыра с повышенной влажностью. Прочность сгустка играет важную роль в его синерезисе, когда зерно находится в пласте под слоем сыворотки. Следует однако сказать, что кислотность смеси в этих опытах поддерживалась на низком уровне из-за отсутствия закваски, что способствовало слипанию зерен.

Во второй серии этих опытов изменяли только время вымешивания зерна при температуре 31° С; давление прессования зерна после переме­шивания равнялось 0,4 кПа. Vin довольно быстро повышалась при увели­чении продолжительности вымешивания с 20 до 50 мин, после чего воз­растала очень медленно, а при 100-минутном и более продолжительном вымешивании зерна устанавливалась на постоянном уровне. Это обу­словлено тем, что чем продолжительнее вымешивание, тем больше уда­ляется сыворотки из зерна во время вымешивания и тем большие усилия требуются для удаления оставшейся в зерне сыворотки. Конечная влаж­ность зерна заметно уменьшалась только при увеличении продолжи­тельности вымешивания до 50-60 мин (рис. 2.27). Ускорение выделения сыворотки из зерна при увеличении продолжительности его вымешива­ния до определенного уровня можно объяснить упрочением и снижени­ем деформируемости зерна. Доля влаги в пласте в конце прессования при вымешивании зерна в течение 50 мин была ниже на несколько про­центов, чем в пласте при максимальном давлении прессования в преды­дущей серии опытов. Продолжительность вымешивания зерна оказывает более сильное влияние на содержание влаги и выход сыра, чем проч­ность сгустка в момент разрезки.

При выработке низкожирных сыров зерно получается более тяже­лым и требуется более интенсивное вымешивание для того, чтобы пре­дотвратить его комкование, особенно после слива части сыворотки.

В третьей серии опытов изменяли температуру от 20 до 40° С при вы­мешивании зерна в течение 80 мин и давлении прессования 0,4 кПа. Vin при повышении температуры вымешивания увеличивалась с постепенно снижающимся ускорением (рис. 2.27). Увеличение скорости сопровождается почти линейным снижением конечной доли влаги в пласте. Следует на­помнить, что столь же быстро увеличивался синерезис сгустка при повышении температуры (рис. 2.14). Доля влаги в пласте в конце прессования при вымешивании зерна при температурах 30-40° С была заметно ниже, чем в предыдущих сериях опытов. При этом доля удаленной из пласта вла­ги была сравнительно небольшой, что свидетельствует об удалении боль­шего количества влаги из зерна во время вымешивания при температурах выше 31° С (в предыдущих сериях зерно вымешивали при 31° С). Результа­ты этой серии опытов свидетельствуют об исключительной важности тем­пературы второго нагревания для получения сыра с требуемой влажно­стью. Однако выбор температуры второго нагревания зависит не только от желаемой влажности сыра, но и от термоустойчивости микрофлоры заква­ски. Температуры II нагревания и взаимосвязанный с этим состав заквасок - важнейшие критерии в классификации сыров.

рис227.png

По прошествии определенного времени сыворотку сливают, пласт разрезают и укладывают в формы, где синерезис продолжается. Формо­вание сыра из пласта идет во времени, задержка с формованием ведет к снижению содержания влаги в сыре. Если формование из одного пласта продолжается 35 мин, то сыр в последних головках будет содержать на 0,5% меньше влаги, чем сыр в первых головках. При формовании сыров насыпью смесь сыворотки с зерном направляют в отделитель сы­воротки, представляющий вращающийся перфорированный цилиндр. При вращении цилиндра сыворотка выходит из него через отверстия, а зерно остается в отделителе, откуда его выкладывают в перфорирован­ные формы, в которых синерезис продолжается.

Из рис. 2.20 видно, что извлечение сгустка из сыворотки приводит к резкому увеличению скорости синерезиса. Причиной этого является скачкообразное повышение давления в воздушной среде, обусловленное силой тяжести. Скорость синерезиса в этом случае также будет зависеть от возможности выхода сыворотки из сгустка, а, следовательно, от проч­ности сгустка.

Предел прочности (Рг) тесно коррелирует с влагосодержанием зер­на (W3). Уравнение линейной регрессии между этими величинами, по Илюшкину, имеет следующий вид:

уравн2.png

Если зерно извлечь из сыворотки при высоком содержании в нем влаги и, следовательно, низкой прочности, то оно быстро будет дефор­мироваться и каналы для выхода сыворотки перекроются. Это замедлит выход сыворотки во время самопрессования и прессования в сырных формах и увеличит влажность отпрессованного сыра. Следовательно, зерно нужно отделять от сыворотки, когда оно будет достаточно обез­воженным и прочным.

Scott Blair & Coppen (1940), основываясь на этом, разработали ме­тод определения времени, когда нужно отделять зерно от сыворотки («pitching point»). Метод заключается в том, что определенный объем смеси сыворотки с зерном помещают в перфорированный цилиндр и выдерживают определенное время для того, чтобы сыворотка вышла из цилиндра. Далее определяют плотность смеси, равную отношению веса сгустка к высоте его столбика в цилиндре. Если измеряемая плотность будет выше установленной величины, то это будет свидетельствовать о слишком большой влажности и низкой прочности сгустка; при прочном зерне высота столбика сгустка будет большой, так как пустоты, обра­зующиеся в сгустке после выхода сыворотки, заполнятся воздухом и плотность смеси будет низкой (в слабом сгустке зерно будет деформи­роваться с образованием сплошной массы). Отделять зерно от сыворот­ки нужно при минимальных отклонениях измеряемой плотности от ус­тановленного уровня. На измеряемую таким образом плотность смеси сыворотки с зерном оказывает влияние не только содержание влаги и прочность зерна, но также pH и наличие пленки на поверхности зерен.

Более простой способ определения готовности сырного зерна к формованию предложен омскими учеными. Он основан на том, что плотность сырного зерна по мере удаления из него сыворотки воз­растает и к моменту готовности его к формованию достигает опреде­ленной величины. Для определения этого момента готовят рабочую жидкость, например, раствор поваренной соли, плотность которого соот­ветствует плотности сырного зерна,готового к формованию. В процессе обработки после второго нагревания периодически отбирают 2-3 зерна среднего размера и помещают их в рабочий раствор. О плотности зерна судят по характеру его погружения в раствор.

Сыры обычно прессуют при давлении 10-100 кПа. Если сгу­сток не очень сухой, такое давление способствует выделению большого количества сыворотки. Однако применение давления на начальных ста­диях или применение слишком большого давления уменьшает суммар­ное количество выделяющейся из сгустка сыворотки по сравнению с прессованием после некоторого периода самопрессования или прессо­вания при пониженном давлении (Czular, 1959). Различия в содержании влаги могут достигнуть нескольких процентов. По-видимому, в резуль­тате прессования на периферии головки создается труднопроницаемый для сыворотки слой. Учитывая это, Розанов рекомендует после формо­вания сыров проводить в течение одного часа самопрессование, далее в течение 30 мин прессовать сыр при нагрузке.

При одинаковом содержании влаги в зерне большая головка сыра потеряет больше влаги во время прессования, чем маленькая, из-за более медленного остывания и более быстрого нарастания кислотности сырной массы. Разница в содержании влаги в сырах с разными размерами голов­ки может достигать 2%. Если зерно пересушено (меньше 41% влаги в несоленом полножирном сыре типа Гауда), содержание влаги будет более низким в маленьких головках (на 1-2%), что обусловливается меньшей протяженностью пути выхода сыворотки. Сухой сгусток теряет больше сыворотки при пониженных температурах, что связано с его большей деформируемостью при высоких температурах. Различия в температуре сырной массы в пределах головки приводит и к различиям в содержании влаги: сыворотка идет туда, где температура и давление ниже (Geurts, 1978, 1972). Если головка сыра долго лежит в одном положении, то со­держание влаги в верхней части головки будет выше, чем в нижней.

Чедцеризация сырной массы повышает содержание влаги на 1-2%, что связано с большой деформируемостью сырных зерен во время чеддеризации, затрудняющей выход сыворотки.

Разбавление сыворотки водой приводит к небольшому снижению влажности сыра (Berg & Vries, 1975). Однако оно часто сопряжено с из­менениями температуры и интенсивности вымешивания, что также влия­ет на скорость синерезиса (Grootevheen & Geurts, 1954). В связи с этим добавление воды в сыворотку может увеличить ее содержание в зрелом сыре на 1-2%. Наиболее сильное влияние на содержание влаги в сыре из технологических факторов оказывает температура II нагре­вания. При продолжительности II нагревания 15 мин, вымешивании зерна после этого в течение 15 мин и продолжительности прессования 2,5 ч содержание влаги в круглом голландском сыре (Вл, %) зависит от темпе­ратуры II нагревания (Т° С) следующим образом:

еще_форм7.png

Посолка сыра влияет на содержание в нем влаги. Посолка сухой солью может увеличить содержание влаги, посолка в рассоле после прессования сопровождается значительным снижением влажности сыра (Geurts et al., 1980). Снижение влажности при этом пропорционально количеству поглощенной соли: теряется 1,7-3,2 г воды/г соли. Соотно­шение повышается при увеличении pH и температуры сыра, повышении концентрации рассола