ПЛАВЛЕНИЕ СЫРНОЙ МАССЫ

Теоретические основы плавления.Плавление сырной массы является основной и наиболее важной операцией, в технологии плавленых сыров и заключается в нагревании и перемешивании сырной массы в присутствии солей-плавителей. Плавление сыра, сопровождаемое размягчением и приобретением массой текучести, можно рассматривать как своеобразную пастеризацию продукта. Важную роль при плавлении выполняют соли-плавители. Если нагревать сыры без солей-плавителей, то получается неоднородная масса, при этом происходит синеретическое сжатие структуры белка, сыр расслаивается на воду, свободный жир и белковый осадок. После перемешивания и охлаждения этой расплавленной массы получается продукт грубой слоистой структуры. Напротив, нагревание сыра с солями-плавителями дает возможность получить продукт, имеющий однородную пластичную консистенцию.

На основании анализа результатов исследований, проведенных отечественными и зарубежными учеными, Г.Н. Крусь сформулированы теоретические основы плавления, заключающиеся в следующем. Плавление сырной массы представленный собой сложный комплекс химических, физико-химических и коллоидных процессов:

­ декальцинирование параказеинаткальцийфосфатного комплекса (ПККФК) мицелл казеина солями-плавителями, сопровождающееся разрушением гелевой структуры сыра и переходом казеина из нерастворимого состояния (гель) в растворимое- золь;

­ образование кальциевых солей на основе ионов кальция, выделившихся при декальцинировании ПККФК, и анионов солей-плавителей и их участие в стабилизации золевой и формировании новой гелевой структур плавленого сыра;

­ диспергирование жидкой фазы сыра (жир, вода) и эмульгирование жира.

Определяющим процессом при плавлении сырной массы является декальцинирование ПККФК мицелл казеинового геля солями-плавителями. Они отщепляют кальций и коллоидный фосфат кальция от ПККФК с образованием параказеината натрия (ПКН). В результате разрушаются связи между мицеллами, параказеиновый гель распадается на отдельные мицеллы, которые в свою очередь распадаются на субмицеллы. Кроме того, дестабилизация мицелл приводит к диспергированию из них таких полипептидов как g-казеины, пара-x-казеин и др. (по данным Н.П. Захаровой)

Одновременно со структурными изменениями ПККФК образуются соли кальция с соответствующими анионами солей-плавителей. При использовании солей лимонной кислоты образуются цитраты кальция, при использовании пирофосфатов – пирофосфаты кальция, фосфатов – фосфаты кальция. Образовавшиеся соли обладают различной растворимостью, наименьшей растворимостью обладают фосфаты кальция. Образующиеся при диссоциации этих солей катионы и анионы играют определяющую роль в формировании структуры плавленого сыра.

Так, ионы кальция участвуют в образовании нового геля. При охлаждении плавленого сыра растворимость образованных кальциевых солей повышается, и образовавшиеся ионы кальция снова связывают мицеллы и субмицеллы параказеината натрия, образуя новый параказеиновый гель, структура и свойства которого будут определяться длиной цепочек связанных между собой мицелл и субмицелл. Длина цепочек зависит от количества свободных ионов кальция, а следовательно, от растворимости образовавшихся солей. Цитраты, пирофосфат и триполифосфат кальция обладая большей растворимостью, чем фосфаты кальция, образуют больше свободных ионов кальция, которые связывают мицеллы и субмицеллы ПКН в длинные цепочки, при этом образуется длинноволокнистая структура и вязко-упругая консистенция плавленого сыра. При использовании для плавления фосфатов, образуются труднорастворимые фосфаты кальция, которые слабо диссоциируют при охлаждении плавленого сыра, в результате образуются короткие цепочки из мицелл и субмицелл ПКН, обусловливающие получение коротковолокнистой структуры и вяко-пластичной, пастообразной консистенции плавленого сыра. Недиссоциированные фосфаты кальция остаются в плавленом сыре в виде отложений солей кальция. Так, методом микроструктурного анализа было показано, что в случае применения гидрофосфата натрия образуется фосфат кальция, который выявляется в виде дополнительных (по отношению к исходному сырью) отложений солей кальция (по данным В.Г. Тинякова).

Анионы кальциевых солей участвуют в адсорбционных процессах, способствуя повышению растворимости белка сыра. Образовавшиеся при декальцинировании ККФК структурные элементы: мицеллы и субмицеллы обладают высокой гидрофильностью вследствие большей доступности пептидных связей воде. Дополнительным фактором усиления гидрофильности мицелл и субмицелл является адсорбция на их поверхности многовалентных анионов солей-плавителей, что приводит к повышению растворимости белка, увеличению связывания воды и повышению вязкости сырной массы.

Жидкая фаза сыра (жир и вода) также подвергается изменением в процессе плавления. Увеличивается дисперсность воды. Значительным изменениям подвергается жир. В натуральном сыре жир диспергирован в гелевой структуре белка в виде жировых микрозерен, отличающихся от жировых шариков более крупными размерами. Размер жировых микрозерен превышает средний диаметр жировых шариков в 2-4 раза и составляет для разных сыров 8-14 мкм. При нагревании и перемешивании происходит диспергирование жира, а образовавшиеся жировые шарики стабилизируются субмицеллами и мицеллами ПКН, образующими на поверхности жировых шариков белковую оболочку. В результате жир в плавленом сыре лучше диспергирован и стабилизирован, чем в натуральном сыре.

Режимы и техника плавления заключается в следующем. Сырную массу плавят в специальных аппаратах. Нагрев сырной массы в них осуществляется теплоносителем через стенку емкости и путем непосредственного введения пара в сырную массу.

Порядок закладки сырья зависит от вида вырабатываемого плавленого сыра. При выработке сыров 45-60%-ной жирности рекомендуют следующий порядок закладки компонентов. В аппарат для плавления сыра вносят все компоненты смеси, кроме сливочного масла, массу нагревают до температуры 65-70 °С. после этого вносят масло и плавят до готовности. При выработке сыров 30-40-ной жирности во избежание пригара на дно котла помешают часть масла, затем жирные сычужные сыры и творог, нежирный сыр и сухое молоко. В последнюю очередь в котел вносят соли-плавители и воду, массу подплавляют и вносят остальную часть масла.

Вкусовые наполнители рекомендуется вводить в сырную массу в конце плавления, чтобы сохранить сопутствующие им витамины, вкус и аромат. При использовании агрегата В2-ОПН все компоненты закладывают одновременно. Для того чтобы предохранить плавленые сыры от плесневения, вносят сорбиновую кислоту в конце плавления из расчета 0,1% общей массы компонентов, предварительно растворив в небольшом объеме воды температурой 25-30°С. количество воды учитывают при расчете рецептуры.

В целях предохранения плавленых сыров, особенно пастообразных, от вспучивания при большой обсемененности сырья маслянокислыми бактериями вносят антибиотик низин. Его вносят из расчета 1,5 г на 10 кг готового продукта в сухом виде непосредственно в смесь перед плавлением или с сухими компонентами (сливками, молоком, сывороткой), предварительно смешав с ними.

При плавлении смесь компонентов непрерывно перемешивается мешалкой сначала на малой скорости, а затем скорость перемешивания увеличивают. При температуре 50-55°С сырая масса становится однородной и текучей, во время пастеризации ее обычно нагревают до 75-95°С. Продолжительность плавления сыра в зависимости от используемого оборудования и технологии составляет 5-20 мин.

Режим плавления сырной массы устанавливают в зависимости от состава и свойств исходного сырья, степени его зрелости, вида вырабатываемого плавленого сыра и применяемых солей-плавителей. Так , сыры с повышенным содержанием влаги плавят при температуре 85-95°С. Увеличить кислотность и придать сыру острый вкус, получив менее плотную консистенцию можно, повысив температуру плавления до 90°С, а в отдельных случаях до 95°С. Если необходимо значительно увеличить остроту и кислотность сыра, а так же получить нежную, пластичную консистенцию, сырную массу выдерживают при температуре плавления 3-10 мин. Наоборот, для уменьшения кислотности и остроты вкуса снижают температуру плавления и не выдерживают сыр. Более связной и плотной консистенции можно добиться, уменьшая температуру плавления до 80°С и увеличивая продолжительность нагрева.

Плавление (при нагревании через стенку) при температуре 75-80°С должно быть более длительным (15-20 мин), плавление при более высоких температурах (90 и 95°С), наоборот, должно быть менее длительным (10-12 мин), но более интенсивным. При плавлении путем ввода пара непосредственно в сырную массу продолжительность плавления составляет 10-15 мин, при использовании агрегата В2-ОПН она уменьшается до 5-7 мин.

Для получения более однородной консистенции (без пузырьков воздуха) и удаления нежелательных запахов сырье плавят под вакуумом. При этом из сырной массы удаляются летучие компоненты и воздух, что приводит, с одной стороны, к снижению интенсивности запаха, а с другой- к ослаблению окислительных процессов во время хранения плавленого сыра. Стойкость продукта в этом случае повышается.

Для улучшения эмульгирования жира и получения более тонкой структуры пастообразных и сладких сыров сырную массу гомогенизируют непосредственно после плавления при температуре 75-80 °С и давлении 10-15 МПа. Применять гомогенизацию при выработке ломтевых сыров нецелесообразно из-за значительного уплотнения структуры, выраженного в получении грубой резинистой консистенции.