Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Факультет інженерної механіки

Кафедра ТМБ і КТС

Пояснювальна записка курсової роботи

Системи технологій

Технологічний процес виготовлення Ярославського сиру

Виконала студентка I курсу групи ЕП – 24

Кукса Аліна Миколаївна

Перевірив Яновський Валерій

Анатолійович

Житомир 2006

Анотація

У даній курсовій роботі викладено технологію виготовлення натурального сиру з усіма процесами (контроль якості , прийняття і сортування молока, резервування та дозрівання молока , обробка згустку , друге нагрівання і вимішування сирного зерна, отримання пласту, формування сиру, пресування, посол , дозрівання , парафінування, упаковка, транспортування і зберігання). Наведено: характеристику обладнання, потрібного для виконання цих процесів; перелік сировини. Проведено визначення собівартості та економічної ефективності виготовлення Ярославського сиру як одного із видів твердих пресованих сирів.

Вступ

З давніх-давен людина не могла обходитися без їжі, адже та забезпечує організм людини всіма необхідними речовинами: білками, жирами, вуглеводами та вітамінами. Сама природа потурбувалася за людину і дала їй корисні та смачні продукти. Одним з таких є сир, що виробляється з молока та його складових.

Сир- високоякісний харчовий продукт, котрий отримують з молока шляхом ферментативного згортання білків, виділення сирної маси з наступною переробкою з достиганням. При достиганні проходять складні біохімічні та мікробіологічні процеси, характерні різним видам сиру. Виробляти сири розпочали приблизно вісім тисяч років до нашої ери.

У стародавні віки сири виготовляли в Аравії, Єгипті, Індії, Греції.

Ще в середньовіччя були відомі такі сири, як швейцарський та рокфор. Виготовлення сиру мало сезонний характер, їх виробляли в основному в літню пору.

Харчова і біологічна цінність сирів

Сир відомий людству дуже давно. Він є продуктом із високою енергетичною і біологічною цінністю, що містить незамінні амінокислоти і більш прості з'єднання білкового і небілкового азоту, що легше і швидше засвоюються, чим білки молока. Крім того, сири містять і комплекс жиру, масова частка котрого сильно коливається - від 5-10% до 60% у сухій речовині, і водорозчинні вітаміни, а також багато мікроелементів. Калорійність 1кг сиру в залежності від вмісту жиру та білка в ньому сягає від 2500 до 4000 ккал.

1. Класифікація сирів

Вперше класифікацію сирів запропонував вчений А.М.Корольов, а згодом його підтримав і І.Т.Гісін. Надалі були розроблені класифікації сирів і іншими науковцями. При класифікації зазвичай враховують такі ознаки, як спосіб згортання молока, наявність повторного нагрівання і його температура, розмір і маса голівок сиру, характер поверхні сформованого сиру, умови дозрівання, ступінь зрілості, характер мікрофлори при дозріванні. Згідно даних Міжнародної молочної федерації, у країнах з розвитком молочного тваринництва виробляється понад 500 назв сирів.

Сири поділяють на кисломолочні та сичужні.

Сичужні сири поділяються на наступні групи: тверді пресовані з низькою температурою нагрівання (голландський, костромський, ярославський, степовий, естонський, дністровський); тверді пресовані з низькою температурою та чеддеризацією сирної маси (чеддер); тверді пресовані з низькою температурою нагрівання та підвищеним рівнем молочнокислого бродіння(російський); тверді самопресовані з великою температурою другого нагрівання та достигаючи за участю мікрофлори сирного слизу (латвійський, пікантний); тверді пресовані з високою температурою повторного нагрівання (радянський, швейцарський, алтайський, карпатський). До сичужних сирів також відносяться м’які, дозріваючі під впливом молочнокислих слизоподібних бактерій (доріжнобугський, дорожній); м’які , дозрілі під впливом молочнокислих бактерій та плісені (любительський), м’які, достиглі під дією молочнокислих бактерій та плісені (рокфор, російський, десертний білий) і розсольні (бринза, тушинський).

Кисломолочні сири поділяються на свіжо-витривалі(зелений) та свіжі (чайний, клинковий).

Виробляють також плавлені або перероблені сири.

Згідно класифікації А.І.Чоботерева всі сири поділяються на три класи, які в свою чергу, поділяються на підкласи, групи та види. Кожен вид сиру характеризується певною формою, оригінальними якостями, хімічним складом, які повинні відповідати ГОСТу.

Таблиця 1.

5.116—69-сири голландські. Вимоги до якості атестованої продукції; ГОСТ 1616-55-сири сичужні тверді.

2. Призначення та характеристика об’єкту виробництва (ярославського сиру)

Ярославський сир відноситься до твердих пресованих сирів групи голландського з низькою температурою другого нагрівання. Він має вигляд високого циліндра з діаметром 8-10 см і висотою 25-35 см та вагою голівки 2-3 кг. Крім цього, виробляють ярославський уніфікований сир великим (маса 8-10кг) і малим (4-6кг).Шкірка сиру рівна, тонка, без товстого покривного шару, смак і запах помірно виражений, сирний, смак може бути злегка кислуватим (можливе додавання легких прянощів); тісто ніжне, злегка пружне, консистенція однорідна по всій масі, вічка мають круглу, овальну форму, допускаються одиничні вічка або їх відсутність, колір тіста –від кремового-білого до ледь жовтуватого.

2.1 Технологічний процес виготовлення даного виробу

Окрема технологія вивчає технологічний процес виготовлення окремих видів сирів, особливості технологічного процесу, котрі визначають різноманітність сирів, фізико-хімічні, органолептичні показники характеру готового продукту.

Технологічний процес виготовлення сиру має ряд особливостей — якість первинної сировини, зміст мікрофлори вторинної сировини, бактеріальних препаратів і сирної маси, вміст вологи в сирі після пресування і т.д; включає наступні операції: контроль якості , прийняття і сортування молока, резервування та дозрівання молока , обробка згустку , друге нагрівання і вимішування сирного зерна, отримання пласту, формування сиру, пресування, посол , дозрівання , парафінування, упаковка, транспортування і зберігання сиру.

Контроль якості, прийняття і сортування.

При прийманні молока роздивляються тару, проводять органолептичну оцінку молока кожної ємкості , визначають його температуру, беруть проби для аналізу, звертаючи увагу на цілісність пломби, чистоту тари. Якщо молоко знаходиться у флягах, під кришками повинні знаходитись гумові прокладки, а в цистернах на патрубках - заглушки та чохли. На основі даної органолептичної оцінки, хімічного складу редуктозної проби та інших показників встановлюють сорт молока згідно ГОСТу на заготовлення молока. Додатково проводиться бродильна і штучно-бродильна проби, проба на маслянокислі бактерії. Встановлюють штучну згуртованість молока з метою визначення його сиро придатності. Кожен сорт молока переробляють окремо. Для виготовлення сиру не можна використовувати молоко 3 і 4 класів за пробою на бродіння і 3 класу по штучно-бродільній формі. Прийняте молоко очищують.

Резервування та дозрівання молока .

При недостатній кількості молока для виготовлення сиру його резервують. Молоко охолоджують до 5°С і при цій температурі зберігають до наступного дня. Якщо на завод поступило парне чи охолоджене, але свіжовидоєне молоко його не можна переробляти на сир. Свіжовидоєне молоко погано згортується штучним ферментом і являє собою непідходяще джерело для розвитку молочнокислих бактерій. З такого молока отримують поганий згусток, який погано виділятиме сироватку, процес молочнокислого бродіння протікає повільно. Тому свіжовидоєне молоко підлягає дозріванню при 8-12°С протягом 10-14 годин. Під час дозрівання молока в результаті розвитку мікрофлори змінюються його фізично-хімічні якості. При цьому збільшуються міцели козеїну знижується кислотно-відновлюючий потенціал, на 1-2°С збільшується кислотність, частина кальцієвих солей переходить в розчинений стан, збільшується кількість поліпептидів. Ці зміни в складі молока прискорюють його сичужну згортуваність, забезпечують кращий розвиток бактерій молочнокислої закваски і отримання сиру більш високої якості.

Нормалізація молока за жиром та білком

Сири виробляють з певним вмістом жиру в сухій речовині тому молоко потрібно нормалізувати. Нормалізацією молока за жиром проводять за допомогою спеціальних таблиць. Кількість білка в молоці, отриманого від корів, котрі їдять різну їжу в різні періоди лактації, пори року, неоднакова, тому на сироробних заводах молоко нормалізують за жиром з врахуванням наявності білка. Кількість білка в молоці визначається методом формального титрування. Визначивши кількість жиру і білка в молоці, встановлюють потрібний вміст жиру в суміші за наступною формулою

Ж_{см =} ^{А× К ×Ж} де Ж_см

 

- потрібний вміст жиру в суміші(%);А-вміст ¹⁰⁰ білка в молоці (%); Ж- вміст жиру в сухому сирі за стандартом, (%); К- коефіцієнт, визначаючий ступінь використання жиру та козеїну.

Для сирів з вмістом 50% жиру в сухій речовині К=2,09-2,15; для сирів 45% жирності К=2,02 та для сирів 40% жирності К=1,9.

Регулювання жирності суміші за вмістом в ній білка засновано на тому, що в суміші повинно бути оптимальне співвідношення жиру та білка, забезпечуючи заданий вміст жиру в сухій речовині сиру.

Пастерилізація і охолодження молока

В сироварінні застосовують короткочасну пастерилізацію молока при t°71-72°С з витримкою 20-25 сек. Після пастеризації молока одразу ж охолоджують до температури приміщення та пори року. Час згуртування 25-30хв.

Підготовка молока до згортання.

Вона включає в себе внесення бактеріальної закваски, хлористого кальцію, хімічно чистого калію чи натрію азотнокислого, фарби, встановлення кількості сичужного ферменту.

Внесення бактеріальної закваски: молочнокислі бактерії обов’язково повинні знаходитись у сирі. Їх роль полягає в тому, що вони в результаті життєдіяльності виділяють ферменти, які разом з сичужним ферментом розщеплюють всі компоненти молока, утворюючи речовину, котра надає специфічних якостей сиру. Завдяки зміні активної кислотності створюються умови, сприятливі для появи дії сичужного ферменту і синерезису утвореного згустку. Молочнокислі бактерії подавляють розвиток сторонньої мікрофлори.

Молочнокислі бактерії додають в пастеризоване молоко під виглядом бактеріальних заквасок в кількості 0,5-0,8% До складу молочнокислої закваски ярославського сиру входять Str.lactis, Str.diacetilactis, Str.paracitrovus.

Допускається вироблення сиру із сирого високоякісного молока. В цьому випадку молочнокислої закваски вносять 0,1-0,2%.

Перед додаванням згусток розбивають до однорідної сметани. Заквашене молоко ретельно перемішують.

Внесення хлористого кальцію. В процесі пастеризації молока деяка мінеральних речовин, в тому числі кальцію, випадає в осад , що робить молоко непридатним для виготовлення сиру. Крім того, зустрічається молоко, яке погано згортається під дією сичужного ферменту. Для покращення сичужної згортуваності молока та якості згустку додають хлористий кальцій з розрахунком 10-40г. безводної солі на 100кг молока. Додають хлористий кальцій у вигляді 40% розчину.

Хімічно чистий азотнокислий калій чи натрій додають з метою попередження раннього розбухання сирів. Ці речовини використовують у вигляді розчину з розрахунком 10-30 г солі на кожні 100 кг молока. Вказані солі азотної кислоти відновлюються до нітратів і придушують розвиток газоподібних бактерій, кишкової палички і маслянокислих, але не негативно впливають на розвиток молочнокислих бактерій.

Підфарбування молока. Незалежно від пори року виготовлення сиру, він повинен мати колір, котрий відповідає вимогам ГОСТу.

В літню пору, а також зимою при достатній кількості в раціоні корів силосу та інших харчів колір сиру забезпечується за рахунок каротину, котрий міститься в молоці. Як що ж в молоці його мало, для надання сиру стандартного світло-жовтого кольору в молоко вносять рослинну фарбу аннато: 5-10мл. на 100кг молока зимою і 1-5мл. літом. Після внесення фарби молоко ретельно перемішують.

Встановлення кількості сичужного ферменту. Кількість сичужного ферменту необхідну для згортання молока, визначають за допомогою певних приладів

Малюнок 1. Прилад для визначення кількості сичужного ферменту. 1-Шкала, 2-отвір.

Прилад являє собою кварту, в центрі якої знаходиться отвір, закритий пробкою. На внутрішній поверхні кварти розташована шкала з поділами від 0,5 до 5. Кварту з закритим отвором встановлюють на кутку ванни, а згодом заповнюють молоком. Відкривши отвір кварти, спостерігають за станом молока. При досягненні молоком рівня нульової поділки отвір закривають і в молоко додають 10мл. розчину сичужного ферменту.

Для приготування розчину беруть 2.5г звареної солі і розчиняють в 100мл води при 35°С. Після внесення розчину сичужного ферменту в молоко, отвір відчиняють для стікання молока. При утворенні згустку стікання молока припиняється. По відмітці на шкалі на рівні якої знаходиться згусток, визначають кількість сичужного ферменту в грамах, потрібне для згортання 100кг молока протягом 30хв. Якщо ж протяжність згортання молока буде іншою., кількість сичужного ферменту обраховують за формулою

_{Ф =} ^30×П , де

.       ^В

Ф- кількість сичужного ферменту для згортання 100кг. молока;

П- показник шкали кварти;

В- бажана протяжність згортання хв.;

Хоч молоко можна згорнути за будь який проміжок часу, але оптимальний час 25-30 хв. Як більш швидка, так і більш довша протяжність згортання не бажана.

Необхідну кількість розчину сичужного ферменту для згортання молока можна визначити за формулою:

_Ф= ^{М × К × 0,1}

        В×60

Ф- кількість розчину сичужного ферменту, л.;

М- кількість молока для згортання, л. ;

К- міцність розчину сичужного ферменту, с.;

В- заданий час згортання молока, хв.

Під міцністю розчину сичужного ферменту (К) розуміють час в секундах, протягом якого 100 мл молока згортається під дією 10 мл розчину сичужного ферменту. Розчин готують водяний (1 %). Міцність розчину визначають після підготовки молока і при тій температурі, при якій його будуть згортати. З цією метою в ківш відмірюють мензуркою 100 мл молока і при його розмішуванні швидко вносять 10 мл розчину ферменту, зупиняють рух молока і відмічають час по секундоміру. Згусток вважається готовим, якщо з поверхні нахиленого ковша він сповзає, не залишивши слідів від білка.

Згортання молока. Вироблення будь-якого сичужного сиру засноване на здатності молока до згортання під дією сичужного ферменту. Тому при виготовленні сиру необхідною умовою є перетворення молока в гель.

Під час згортання молока сичужним ферментом протікають два взаємопов’язані процеси:

- утворення паракозеїну;

- формування структурного згустку за рахунок коагуляції паракозеїну під впливом іонів кальцію.

Внесення розчину сичужного ферменту. При температурі молока 32-36°С вливають розчин сичужного ферменту, приготований за 20-30 хв. до його використання. Розчин ферменту вливають тонким струменем при помішуванні молока 3-5 хв. після внесення ферменту, а згодом зупиняють рух молока і залишають в стані спокою до утворення згустку.

Готовність згустку визначають так: за допомогою шпателя роблять розріз згустку, згодом пласкою частиною шпателя в напрямку розрізу піднімають згусток. Якщо краї згустку рівні, без утворення пластівців білка, а сироватка світло-зеленого кольору, то згусток готовий до розрізу. Готовий згусток при легкому надавлюванні на нього рукою добре відстає від стінок ванни. Він повинен бути пружним, не сильно рідким і не дуже твердим.

Обробка згустку і повторне нагрівання.

Її проводять з метою часткового видалення сироватки із згустку і зерна, а також створення оптимальних умов для мікробіологічних і біохімічних процесів у згустку, зерні і у сирі в перший період його дозрівання.

Сичужний згусток може виділяти сироватку, в результаті чого його об’єм зменшується. Без розрізу згустку цей процес протікає повільно. Для прискорення і більш повного видалення сироватки згусток розрізають, вимішують отримане сирне зерно, нагрівають другий раз.

В період обробки згустку ступінь і швидкість його обезводнення залежить від жирності молока, вмісту в ньому кальцію, температурного режиму, пастерилізації, кислотності молока, розрізу зерна і температури обробки. Пастерилізація уповільнює обезводнення згустку.

Обробка згустку проходить у ваннах. Його розрізають за допомогою сирних лір чи ножів. Спочатку розрізають згусток по взаємоперепендикулярному напрямку лірою з вертикально розташованими струнами. Після розрізу згустку масу залишають в спокої на 3-4 хв. щоб затверділи грані кубиків. Згодом видаляють 20-30% сироватки і кубики кришать за допомогою тонкострунної ліри з вертикальними струнами, потім лірою з горизонтальними струнами; розмір зерна повинен бути 7-8 мм. Розріз згустку називають постановкою зерна, яка продовжується 10-15 хв. В результаті цієї операції зерно стає густим, пружним і більш округлим.

Друге нагрівання

Поводять при температурі 40-42°С ( на 6-8°С вище, ніж температура молока при згортанні). Під час другого нагрівання посилюється виділення сироватки із зерна, надаються сприятливіші умови для розвитку молочнокислої флори, зерно набуває клейкості, пружності. Друге нагрівання в двостінних ваннах виконується шляхом запускання в між стінний простір пари чи гарячої води. Температуру підвищують поступово (за 1 хв. на 1-2°С) при перемішуванні зерна. Якщо ванни без парового зігрівання, то при закінченні вимішування зерна відливають сироватку, нагрівають, а згодом нагріту сироватку вливають в ванну і доводять до певної температури.

Температуру, до якої слід нагріти сироватку, встановлюють за формулою:

_Т2= ^{М×(Т-Т1)+С×Т1}

                    ^С

де Т2-температура, до якої слід нагріти сироватку, °С;М-загальний об’єм маси, яка залишилась в сирній ванні, л;Т-температура другого нагрівання, °С; Т1-температура речовини, що знаходиться у ванній, °С; С – кількість сироватки, взятої для другого нагрівання, л.

Сироватку наливають у ванну поступово при енергійному помішуванні маси лірою з товстими струнами. При швидкому вливанні гарячої сироватки може відбутись «заварювання» сирного зерна (утворення поверхневої плівки), що зменшує виділення сироватки.

Вимішування зерна після другого нагрівання. Після встановлення потрібної температури другого нагрівання зерно вимішують до його готовності. Таке вимішування називають обсушкою зерна. В цей період відбувається виділення сироватки з внутрішніх шарів. Протяжність обсушки залежить від якості молока і здатності зерна до обезводнення; вона сягає 30-45 хв.

Під час вимішування періодично визначають готовність зерна, для чого його мнуть у руці. Готове зерно має розмір 4-5мм; при стисканні у кулаку утворює згусток при легкому струшуванні він розламується, при розтиранні на долоні розпадається на окремі пружні зерна. Недостатнє обсушування зерна підвищує вміст вологи у сирі, пересушування продовжує процес дозрівання сиру і призводить до появи певної консистенції.

Отримання пласту. Ця операція виконується для того, щоб з’єднати сирне зерно в цілий моноліт, для чого готове зерно залишають в спокої на 10-15 хв., а згодом видаляють основну частину сироватки, зерно відсовують до стінки ванни. Видаливши сироватку, на сирну масу кладуть дошку і тяжінь з розрахунком 1до1. В такому стані її витримують 20-25хв. Товщина пласту після прасування повинна сягати 9-10 см..

Формування сиру. Щоб надати сиру певну форму, характерну для того чи іншого виду, з'єднати окремі зерна в суцільну масу, проводять формування сирної маси. Для цього сирний пласт розрізають на шматки, які відповідають розмірам(45×10 см.). Шматки кладуть у форми, попередньо вилиті і прогріті, температура повинна відповідати температурі сирної маси. Щоб зменшилася сирна маса, форми з сиром три-чотири рази перекидають через кожні 5-10 хв. В цей час потрібно форми з сиром, закриті серп’янкою, поливати теплою сироваткою чи водою (35-40°С), щоб вони не охолоджувались.

Сформовані голівки сиру видаляють з форми і загортають у вологі бязеві серветки для кращого видалення сироватки і перестрахування від охолодження.

Застосовується пресування сиру і без серветок. Для цього використовують пресувальні форми зі вставками із нержавіючої перфорованої сталі. При цьому способі краще щільнішає сирна маса, спостерігаються хороші заповнення поверхні головки і видалення вологи.

Пресування сиру. Загорнуті в серветки і складені у форми сири пресують, щоб надати їм форму та видалити залишки сироватки. Пресують сири на горизонтальних багатоярусних пресах і пресах інших конструкцій. Найбільше перспективними є пневматичні преса МАЛЮНОК 51.Протяжність пресування 2-3 год з тиском 30-40 кг на 1кг сирної маси, температура повітря пресувального приміщення повинна бути 15-18°С. Спочатку тяжінь повинен бути мінімальним, а згодом його збільшують. Через 30-45 хв. відбувається пресування, при цьому в разі необхідності зачищають краї за допомогою ножа. Добре пресований сир має рівну, гладеньку поверхню.

Посол сиру. Після пресування сири відправляють в посолку, де їх опускають в басейни з розсолом, концентрація якого не менше, ніж 20%. Для посолу сиру використовують тільки високоякісну сіль. Температура розсолу і повітря в посоленому приміщенні повинна бути 8-12°С і вологість повітря 90-95%. Посол триває 2-3 дні. Вона надає специфічний смак і аромат сиру; крім цього, сіль, до деякої міри впливає мікробіологічні, ферментативні і хімічні процеси при дозріванні сиру. Після посолу сири виймають із розсолу, кладуть на дерев’яні ложки і розмішують для обсушки на лавах солильного відділу на 2-3 дні. Температура приміщення повинна бути 8-12°С, а відносна вологість повітря 90-95%.

Дозрівання сиру. Під час цього процесу відбувається формування певного смаку, запаху, консистенції і кольору сиру. Обсушені в соляному приміщенні сири перекладаються на чисті сухі лотки і переносять в відділення для дозрівання. В перших 15-20 днів сири знаходяться при температурі 10-12°С і відносній вологості повітря 85-90%. Згодом на 20-30 днів їх кладуть у камеру, де температура повітря 14-16°С, а відносна вологість 80-85%. Після цього до кінця дозрівання сири витримують при 12-14°С і відносній вологості повітря 75-85%. Тривалість дозрівання складає не менше 2.5 місяців. В процесі дозрівання перші 2-3 тижні через кожні 2 дні сири перекладають, а згодом цю операцію виконують по необхідності.

Через 5-7 днів на поверхні сиру утворюється плісень, з метою видалення неї сири миють у воді, температура якої 30°С. В подальшому миття сиру роблять через 10-12 днів в залежності від утворення плісені і мікрофлори сирного складу на поверхні голівок. Після кожного миття сир обсушують на лотках і перекладають на сухі, добре вимиті лотки.

Сутність процесу дозрівання сиру

Дозрілий сир дуже відрізняється від сиру з-під пресу. При виробленні сиру і його дозріванні проходять різні зміни в складі всіх бактерій, в тому числі молочнокислих. Найбільша кількість мікроорганізмів знаходиться в перші 5-10 днів дозрівання сиру, а згодом кількість зменшується. Згідно даних А.К.Данилової, зміни кисломолочних бактерій при дозріванні ярославського сиру відбуваються так: