Технология производства сыра «Эмменталя»

Содержание                                                                                                          стр.

Введение 3

1 Реферативная  часть 

1.1 Ассортимент  и классификация выпускаемой  продукции 4

1.2 Приемка  закупаемого молока  6

1.3 Требования к заготавливаемому сырью 8

1.4 Характеристика  вырабатываемой продукции 12

1.5 Технология  производства сыра «Эмменталя» 14

1.6 Производство  продуктов вторичной переработки 19

1.7 Технологическое  оборудование 20

1.8 Пороки  сыра «Эмменталя» 21

2 Расчетная  часть 

2.1 Материальный баланс 24

2.2 Продуктовый  расчет на выпускаемую продукцию 27

2.3 Расчет  и подбор технологического оборудования 28

3 Санитарная  обработка на предприятии 29

Заключение 33

Библиографический список 34

Приложения 35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Сыр- продукт с высокой энергетической и биологической ценностью, который содержит незаменимые аминокислоты, жирные кислоты, минеральные соли, витамины, ферменты. Но, несмотря на это выпуск сыра в России за последнее десятилетие сократился почти в три раза. Для выхода из сложившейся ситуации есть два пути. Первый - государственные мероприятия, связанные с вложением больших материальных и финансовых средств в молочную промышленность и животноводство, второй заключается в том, что наука совместно с промышленностью должны определить рациональные этапы повышения эффективности функционирования предприятий.

     В молочной промышленности приоритетными  направлениями научных исследований следует считать:  создание ресурсосберегающих технологий по циклам производства; использование обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки на производство продуктов питания;  создание новых видов микробиологических препаратов; разработка новых видов тароупаковочных материалов и покрытий;  автоматизация и компьютеризация основных технологических процессов производства молочных продуктов.

     Кроме того, необходима разработка индивидуальных планов структурной перестройки производства. Следует формировать принципиально новые системы заготовок молока, создавать условия по привлечению на переработку дополнительных объемов молочного сырья.  
 
 
 
 
 
 

1 Реферативная  часть

1. Ассортимент и классификация выпускаемой продукции

   Сыродельный завод выпускает следующий ассортимент твердых сыров (таблица 1) :

Таблица 1-Ассортимент  твердых сыров

     Анализ  таблицы 1 показал, что твердые сыры имеют в России большую популярность и наиболее распространены, к данным сырам относятся: Эдам (голландский), Эмменталь (швейцарский), Пармезан, Гауда, Маасдам, Грюйер, Мимолет, Ольтерман, Пошехонский, Российский, Костромской и другие.

     Технология  выработки, микробиологические процессы созревания сыров обусловливают сравнительно глубокий распад белков, что способствует получению специфических свойств. Внешний вид твердых сыров (кроме швейцарского) — корка прочная, ровная, без повреждений и без толстого подкоркового слоя, покрытая парафиновым, полимерным, комбинированным составами или полимерными пленками. На поверхности сыров допускаются отпечатки серпянки. Цвет теста — от белого до слабо-желтого, одинаковый по всей массе. 
Основными факторами, определяющими видовые особенности сыров этой группы,являются: 
— применение бактериальных заквасок, состоящих в основном из мезофильных молочнокислых стрептококов; 
— температура второго нагревания сырного зерна — 32-42С ( в зависимости от вида сыра и способности сырного зерна к обезвоживанию); 
— определенный уровень активной кислотности сырной массы на каждом этапе производства, ед. рН: после прессования — 5,2-5,9 в зрелом сыре — 5,2-5,4; 
— умеренное содержание в сырах поваренной соли (1,5-2,5%); 
— применение нескольких температурных режимов в процессе созревания (10-12ºС, 14-16ºС, ) [2,5]. 
 
 
 
 

     1.2 Приемка закупаемого молока

     Молоко, поступающее на сыродельный завод должно отвечать требования ГОСТ Р 52054-2003. молоко натуральное коровье должно быть получено от здоровых животных, отфильтровано и охлаждено в хозяйстве не позднее чем через 2 ч после дойки до температуры не выше 6ºС.

     Молоко  в зависимости от органолептических, физико-химических и микробиологических показателей подразделяют на сортовое (высший, первый, второй) и несортовое. По внешнему виду и консистенции сортовое молоко должно быть однородной жидкостью без осадка и хлопьев, белого или светло-кремового цвета; вкус и запах чистые, без посторонних запахов и привкусов, несвойственных свежему натуральному молоку.

     В зависимости от физико-химических показателей натуральное молоко подразделяют на сорта (таблица 2) :

     Таблица 2-Физико-химические показатели молока

     Молоко  плотностью 1026 кг/м³, кислотностью 15 или 21 ºТ допускается принимать на основании стойловой пробы вторым сортом, если оно по остальным показателям соответствует требованиям действующего стандарта.

     При приемке молока ежедневно в каждой партии определяют органолептические  показатели, температуру, массовую долю жира, плотность, группу чистоты, термоустойчивость, температуру замерзания, а также не реже 1 раза в 10 дней бактериальную обсемененность, содержание соматических клеток, наличие ингибирующих веществ; не реже двух раз в месяц – массовую долю белка; при подозрении на тепловую обработку- активность фосфатазы.

     По  микробиологическим показателям сырое  натуральное молоко должно соответствовать  следующим требованиям: количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не должно превышать для молока высшего сорта 3·10 в пятой степени КОЕ/см³, первого сорта- 5·10 в пятой степени КОЕ/см³, второго сорта - 4·10 в шестой степени КОЕ/см³; число соматических клеток для первого и второго сорта- не более 1·10 в шестой степени в 1 см³.

     Молоко, полученное от коров в первые 7 дней после отела и в последние 5 дней лактационного периода не принимаются на молочные заводы.

     Молоко, предназначенное для выработки  сыров, должно отвечать требованиям высшего или первого сорта, но с содержанием соматических клеток не более 500 тыс./см³, по термоустойчивости должно быть не ниже второй группы, а по сычужно-бродильной пробе соответствовать требованиям не ниже II класса. Содержание спор мезофильных, анаэробных лактатсбраживающих бактерий не более 2 в 1 см³. Молоко, предназначенное для производства сыров, принимают с надбавкой к закупочной цене. Молоко, отвечающее требованиям высшего, первого или второго сорта, температура которого выше 10°С, принимают как «неохлажденное со скидкой с закупочной цены. Массовая доля жира и белка в молоке соответствует базисным нормам. За каждый 0,1% жира и белка выше установленных норм предусматривается надбавка к закупочной цене, а за каждый 0,1% жира и белка ниже базисной нормы- соответствующие скидки установленной цены.

     При приемке молока учитывают его базисную жирность, принятую в крае (области). По базисной жирности молока предприятия государственной молочной промышленности расплачиваются с поставщиками молока [1,4,5]. 

     1.3 Требования к заготавливаемому  сырью

     Важными показателями, по которым оценивают молоко как сырье для сыроделия, являются его органолептические, микробиологические, физико-химические и технологические показатели [6,7].

     Молоко  должно быть без посторонних, несвойственных ему привкусов и запахов. По внешнему и консистенции оно должно быть однородной жидкостью без осадков и хлопьев, незамороженным, белого или слабо-желтого цвета. Не допускается молоко с кормовыми привкусами, химикатами, консервирующими веществами, антибиотиками, а также от коров, больных маститом, бруцеллезом , туберкулезом и подвергаемых лечению антибиотиками. Добавление 5-10% маститного молока к нормальному делает его непригодным для изготовления сыра.

      О бактериальной обсемененности молока судят по редуктазной, бродильной или  сычужно-бродильной пробам и пробе  на маслянокислые бактерии. Особенно опасными при производстве сыра являются маслянокислые бактерии и бактерии группы кишечной палочки, которые вызывают вспучивание сыров.

      Молоко  должно быть полноценной средой для развития молочнокислых бактерий. О технологических свойствах молока судят по таким показателям, как плотность и эластичность сычужного сгустка, кислотность, сычужная свертываемость. Сычужная свертываемость один из главнейших показателей, характеризующих сыропригодность молока. Под действием сычужного фермента молоко должно хорошо свертываться, образовывать плотный, эластичный сгусток с нормальным синерезисом (выделением сыворотки). Из плохо свертывающего сычужным ферментом молока получают дряблый сгусток, сыворотка выделяется медленно.

      Сыропригодность молока оценивают по продолжительности его свертываемости сычужным ферментом и делят на три типа: молоко первого типа- свертывается менее чем за 15 минут, второго типа- в течении 15-40 минут, молоко третьего типа- свертывается более чем за 40 минут или совсем не свертывается. Для изготовления сыра больше всего подходит молоко второго типа. Молоко, медленно свертывающееся от сычужного фермента, считается несыропригодным; чтобы оно стало сыропригодным, в него вносят хлористый кальций, повышенную дозу бактериальной закваски, а также увеличивают температуру свертывания и второго нагревания.

       Молоко характеризуется следующими основными физико-химическими показателями: титруемой и активной кислотностью, плотностью, вязкостью, поверхностным натяжением, осмотическим давлением, температурой замерзания, электропроводностью, диэлектрической постоянной, температурой кипения, светопреломлением.

По изменению  физико-химических свойств можно  судить о качестве молока.

     Общая (титруемая) кислотность является важнейшим показателем свежести молока. Титруемая кислотность отражает концентрацию составных частей молока, имеющих кислотный характер. Она выражается в градусах Тернера (°Т) и для свежевыдоенного молока составляет 16-18 °Т. Основными компонентами молока, обусловливающими титруемую кислотность, являются кислые фосфорно-кислые соли кальция, натрия, калия, лимоннокислые соли, углекислота, белки. На долю участия белков в создании титруемой кислотности молока приходится 3-4 °Т. При хранении молока титруемая кислотность увеличивается за счет образования молочной кислоты из лактозы. Однако кислый характер молока определяют не только ионы водорода, которые образуются в результате электролитической диссоциации содержащихся в молоке кислот и кислых солей.

     Активная  кислотность является одним из показателей качества молока. Активная кислотность (рН) определяется концентрацией водородных ионов. Для свежего молока рН находится в пределах 6,4-6,7, т. е. молоко имеет слабокислую реакцию. От значения рН зависит коллоидное состояние белков молока, рост полезной и вредной микрофлоры, термоустойчивость молока, активность ферментов.

     Молоко  обладает буферными свойствами благодаря  наличию белков, гидрофосфатов, цитратов и диоксида углерода. Это доказывается тем, что, несмотря на повышение титруемой  кислотности, рН молока до определенного предела не изменяется. Под буферной емкостью молока понимают количество 0,1н кислоты или щелочи, необходимое для изменения рН среды на 1 ед. При образовании молочной кислоты сдвигается равновесие между отдельными буферными системами и снижается рН. Молочная кислота растворяет также коллоидный фосфат кальция, что приводит к повышению содержания титруемых гидрофосфатов и увеличению действия кальция на результат титрования.

     Плотность молока — это отношение массы молока при температуре 20 °С к массе того же объема воды при температуре 4 °С. Плотность сборного коровьего молока находится в диапазоне 1,027-1,032 г/см3. На плотность молока влияют все составные части, но в первую очередь, белки, соли и жир. Плотность молочного жира — 0,931, белка — 1,451, лактозы — 1,545, солей — 3. Таким образом, подснятие жира повышает плотность, разбавление водой — понижает. При добавлении воды к молоку в количестве 10% плотность уменьшается на 0,003 ед., поэтому может находиться в пределах колебания плотности молока. Достоверно фальсификацию молока водой можно определить по плотности, если добавлено 15% воды.

     Осмотическое  давление молока составляет около 0,74 МПа. Осмотическое давление молока благоприятно для развития микроорганизмов. Оно тесно связано с температурой замерзания (криоскопической температурой). Температура замерзания, как и осмотическое давление молока, у здоровых коров практически не меняется. Поэтому по криоскопической температуре можно достоверно судить о фальсификации (разбавлении водой) молока. Криоскопическая температура молока ниже нуля и в среднем составляет -0,55-0,56 °С.

     Вязкость  молока почти в 2 раза больше вязкости воды и при 20°С для разных видов молока она составляет 1,67-2,18 Па. Самое сильное влияние на показатель вязкости оказывают количество и дисперсность молочного жира и состояние белков.

     Поверхностное натяжение молока приблизительно на одну треть ниже поверхностного натяжения  воды. Оно зависит прежде всего  от содержания жира, белков. Белковые вещества снижают поверхностное натяжение и способствуют образованию пены.

     Оптические  свойства выражаются коэффициентом рефракции, который составляет 1,348. Зависимость коэффициента преломления от содержания сухих веществ используют для контроля СОМО, белка и определения йодного числа рефрактометрическими исследованиями.

     Диэлектрическая постоянная молока и молочных продуктов определяется количеством и энергией связи влаги. Для воды диэлектрическая постоянная 81, для молочного жира 3,1-3,2. По диэлектрической постоянной контролируют содержание влаги в масле, сухих молочных продуктах.

     Температура кипения, температура при которой  молоко кипит. Нормальное молоко при  давлении 760 мм ртутного столба кипит  при 100,2-100,5 ºС.

     Электропроводность  определяется наличием в нем ионов, зависящих от солей, а также от заряда других компонентов. Наибольшее влияние на электропроводность молока оказывают ионы хлоридов натрия. Средняя электропроводность молока при 18 ºС составляет 43,91×10 в минус четвертой степени Ом×см в минус первой степени.

     От  количества жира и белка в молоке зависит выход сыра. Соотношение между жиром и белком должно быть 1,25-1,1; между жиром и СОМО 0,46-0,4; между белком и СОМО 0,42-0,36 [1,5,10].  
 
 
 
 

     1.4 Характеристика вырабатываемой  продукции

     Производственная  деятельность сыродельного завода направлена на выпуск твердого сыра - Эмменталя. 

     Эмменталь- это классический твердый сыр  из коровьего молока. По форме представляет собой широкий цилиндр со слегка выпуклой поверхностью. Рисунок состоит из глазков круглой или овальной формы размером не менее 10 мм. Сыр имеет форму низкого цилиндра массой 50-100 кг. Массовая доля жира в сухом веществе 50%, влаги - не более 42%, соли - 1,5-2,0%. Срок созревания -9 мес.

     Эмменталь характеризуется сладковатым пряным вкусом и тонким ароматом; консистенция пластичная, однородная по всей массе сыра; рисунок состоит из крупных круглой и овальной формы глазков; цвет от белого до слабо-желтого; корка сыра прочная, без морщин, на поверхности налет серовато-белого цвета.

      В химический состав сыра входят полноценные белки (около 25%),  которые легко  усваиваются  организмом,  молочный  жир  (около   30%),   минеральные вещества (соли кальция, натрия, фосфора  и  др.),  жиро-  и  водорастворимые витамины (А, D, Е, В1,  В2,  РР).  Питательная ценность, легкая  усвояемость  и приятный вкус позволяют употреблять сыр не только как  прекрасную  пищу  для здоровых и больных людей, но  и  как  закуску,  возбуждающую  аппетит  перед едой. В  процессе  производства  он  сохраняет  все основные  питательные  вещества  молока,  за  исключением   углеводов.   При сыроварении из молока удаляется значительная часть воды, в  результате  чего получается концентрированный пищевой продукт.

     Среди продуктов питания сыр занимает одно из первых мест по пищевой, энергетической и биологической ценности, 100 г сыра содержит 36,4 г воды, 24,9 г белков, 31,8 г жиров.

     Пищевая ценность сыра (ккал)-комплекс свойств  продуктов, обеспечивающих физиологические  потребности человека в энергии  и основных пищевых веществах. Пищевая ценность сыра определяется высоким содержанием белков и наличием незаменимых аминокислот.

     Основная  часть белков и других азотистых  веществ находится в растворенном состоянии, легко переваривается и  хорошо ( на 98%) усваивается организмом человека. В сыре имеется 20-25% жира, 1,5-3,5% макроэлементов (Ca, P, Mg), аминокислот (валин, лизин, лейцин), витаминов (витамины группы В, А, РР и другие), кальция, фосфора, микроэлементов (Cu, Mn, Co).

     Биологическая ценность сыра- показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка. Биологическая ценность сыра обусловлена наличием в нем белков. Белки являются необходимым и наиболее ценным компонентом любого сыра. В зависимости от количества сухих веществ, содержится от 11 до 33% белка. В сыр переходит около 95% казеина, или 74-80% белков молока. Сывороточные белки (альбумин, глобулин) составляют 2—3% общего содержания белка, в молоке – около 20%. Биологическая ценность сывороточных белков выше, чем казеина, поскольку казеин дефицитен по серосодержащим аминокислотам, которыми богаты сывороточные белки. Вследствие этого биологическая ценность белков сыра немного ниже, чем белков молока (они дефицитны по метионину и цистину).

     Энергетическая ценность сыра- количество энергии в кДж, высвобождающейся в организме человека из пищевых продуктах и необходимая для обеспечения его физиологических функций. Жиры обусловливают высокую энергетическую ценность сыра, так как в 100 г сыра 396 кДж. Коэффициент переваримости жиров равняется 88-94%. Содержание насыщенных жирных кислот (масляная, капроновая, стеариновая) в сыре составляет 46,9-64,8% от их общего содержания, что намного выше рекомендуемых медициной нормативов в рационе питания [2,4,9].  

     1.5 Технология производства сыра «Эмменталя»

     Процесс производства сыра «Эмменталя» в условиях сыродельного завода производится по следующей схеме (рисунок 1) : 

Рисунок 1-Технологическая схема производства сыра «Эмменталя» 

           Приемка и подготовка молока. На сыродельных заводах молоко принимают по качеству. Качество молока в момент сдачи-приемки должно отвечать требованиям Технического Регламента на заготовительное молоко. При приемке молока его качество  оценивают по органолептическим показателям, содержанию жира, кислотности , термоустойчивости, сычужной свертываемости.

     Молоко, поступающее на завод, содержит механические включения, поэтому применяют центробежную очистку молока на сепараторах-молокоочистителях, На заводах после очистки и охлаждения (до 2-4 °С) молоко при необходимости хранят в промежуточных емкостях не более 48 ч.

          Нормализация и пастеризация. Далее молоко нормализуют по жирности до 3,0% с помощью сепаратора-нормализатора при температуре молока 35ºС. Нормализация осуществляется в потоке путем смешивания сливок и обезжиренного молока в таких пропорциях, чтобы обеспечить заданную жирность молока. Затем нагревают до 70 ºС в течении 15 с.

           Внесение закваски. В  молоко вносят бактериальную закваску, хлористый кальций, сычужный фермент. Молочнокислые бактерии в результате жизнедеятельности выделяют ферменты, которые подавляют развитие посторонней микрофлоры и вместе с сычужным ферментом расщепляют составные компоненты молока, образуя вещества, придающие специфические свойства сыру. Благодаря изменению кислотности создаются условия, благоприятные для действия сычужного фермента и синерезиса, образующегося сгустка.

             Разрезка сгустка. В готовом сгустке продолжается молочнокислое брожение и размножение внесенных в молоко молочнокислых бактерий. По мере уплотнения структурные элементы сгустка сближаются, вследствие чего уменьшаются капиллярные пространства и освобождается находящаяся в них сыворотка. В сгустке содержится столько же воды, сколько было в молоке, и поэтому часть ее необходимо удалить. Для этого нарушают целостность сгустка, разрезая его на зерна.

             Сгусток становится плотным и готовым к разрезке по истечении 25-30 мин. Для разрезки сгустка используют сырную арфу (с проволокой, натянутой на раму с промежутками в 6 мм). Поскольку ванна часто имеет круглую или полукруглую форму, применяют движение «восьмеркой». Тонко нарезают сгусток на кусочки размером с зерно риса.

            Второе нагревание и отделение сыворотки. После разрезки сгустка массу нагревают до температуры 50-53ºС и выдерживают при этой температуре 30 минут. При вторичном нагревании усиливается выделение сыворотки из зерна, создаются более благоприятные условия для развития молочнокислой микрофлоры, зерно приобретает клейкость и упругость.

           Степень и быстрота обезвоживания сгустка зависят от жирности молока, содержания в нем кальция, кислотности молока, размера зерна и температуры обработки. Более жирное молоко с высоким содержанием кальция, повышенной кислотностью, малым размером зерна и повышенная температура сгустка в период его обработки способствуют более быстрому обезвоживанию.

           Энергично круговыми движениями перемешивают сырную массу, перемещая ее в центр котла. Затем при помощи серпянки, прикрепленной к гибкой стальной пластине, сырную массу собирают, берут серпянку за четыре конца и выгружают сырную массу из ванны ( с помощью блока или тельефера) в круглую деревянную (или стальную) форму (обечайку) на прессовальной доске (круге) и помещают под пресс. Удаляют сыворотку и собирают остатки сырной массы.

     Формование. Целью формования является отделение сыворотки от сырной массы и придание ей формы и размеров. Зерна в готовой сырной массе обычно бывают разной величины, и их необходимо соединить в крупные куски- монолиты. Для этого зернам дают свободно осесть и образовать пласт под сывороткой. Зерно подают к стенке аппарата выработки сырного зерна и отделяют сырную массу зернособирателем. Последний представляет собой раму, затянутую серпянкой. Закрепив зернособиратель на бортах аппарата для получения пласта нужных размеров, сыворотку сливают через патрубок или с помощью насоса. После этого зернособиратель заменяют зажимной доской. Пласт должен быть на 2-3 см выше, чем готовый сыр, так как изменения в сырах, имеющих определенную длину и ширину протекают только по высоте.

     После переливания зерна с сывороткой в формовочные ванны содержимое надо оставить в покое на 5-7 мин. За это время зерна оседают и образуют пласт без пустот. Одновременно с образованием пласта отделяется сыворотка, которую сливают окончательно после проверки толщины пласта.