SK142093A3 - Method of arrangment of milk at production of cheeses and curds - Google Patents

Description

Spôsob úpravy mlieka pri výrobe syrov a tvarohov

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu úpravy mlieka na výrobu syrov a tvarohov,s účelom zvýšiť výťažnosť bielkovín a tukov z mlieka.

Doterajší stav

Spôsoby úpravy mlieka pre výrobu syrov, tvarohov a kazeínu je možné rozdeliť na spôsoby, pri ktorých sa ka_zeín vyzráža z mlieka okyselením na svoj izoelektrický bod pH 4,G a na spôsoby, kde sa kazeín vyzráža z mlieka enzymaticky, napr, syridlom. Proteíny mlieka sú pritom tvorené z cca 80 hmotn.% kazeínu a 20 hmotn.% iných bielkovín, označovaných za srvátkové bielkoviny. Pri oboch spomínaných spôsoboch vyzrážania kazeínu z mlieka odchádzajú biologicky hodnotnejšie srvátkové bielkoviny do odpadov. Zvýšenie výťažnosti proteínov z opracúvaného mlieka je preto zamerané aj na lepšie využitie srvátkových bielkovín.

Doteraz známe SDÔsoby úpravy mlieka možno združiť do niekoľkých skupín. Prvú tvoria spôsoby využívajúce operácie ultrafiltrácie, diafiltrácie a dehydratácie. Pri týchto postupoch sa mlieko koncentruje na ultrafiltračných zariadeniach /napr. ČSSR Λ0 242 219, A0 255 311/, prípadne sa využíva kombinácia ultrafiltrácie a dehydratácie, a získaný koncentrát sa ešte diafiltruje /napr. NDR P247 832,P 255 472,P 257 577 alebo NSR P 2035 534,P 2064 974,USA P 4149 231 atď./.

Druhú skupinu tvoria spôsoby na zvýšenie výťažnosti bielkovín zo srvátky ultrafiltráciou, vyzrážaním za zvýšenej teploty alebo elektrickou cestou. Zvýšeným ohrevom sa mliečny bielok vyzráža zo srvátky zahriatím nad S5°C /ČSSR A0 170 355/, prípadne sa srvátka podrobí tepelnému onrac.ovaniu za prídavku vápenatých solí a za normálnej teploty sa potom podrobí účinj 09 kom meniča ionov /PLR P 129 313/. Je známy aj postup, kde sa obohacuje mlieko pred spracovaním koncentrátom, ktorý sa získa ultrafiltráciou zo srvátky /ZSSR AO 1 294 327/, prípadne elektrolýzou /ZSSR Λ0 1220 608/.

Ďalšiu skupinu reprezentujú spôsoby využívajúce homogenizáciu mlieka pri vysokých tlakoch nnd 12 MPa pred syrársl?y^m spracovaním. Podiel vyzrážaných mliečnych bielkovín možno zvýšiť takouto homogenizáciou mlieka, pri ktorej dňjdc k čiastoč_ 9 . néuiu prušeniu miciel kazeínu, pričom sa uvoľnia karboxylové skupiny aminokyselín, na ktoré sa viaže voľný vápnik a tým sa zvýši syritelnosť mlieka /napr. PÍR P 93 876/. Podobný je aj nrinoín vynálezu nodľa XI? R P 257 577, podľa ktorého mlieko pri teplote S5°C až 95°C pod tlakom 100 až 200 kPa turbulentným tokom preteká cez zahrievanie zariadenie.

Najjednoduchším a najefektívnejším spôsobom úpravy mlieka skupina nostupov využívajúca poznatok, že pri syrení mlieka sa viaže ionizovateľný vápnik na kazeín, v ktorom je účinkom nroteolvtických enzýmov hydrolyzovaný kapa kazeín. V surovom mlieku je obsah ionizovateľného vápnika dostatočný, ale pri pasterizácii sa rovnováha minerálnych solí poruší. Obsah vápnika môže klesať aj v závislosti od fyziologického stavu dojníc. Preto sa za účelom zvýšenia výťažnosti bielkovín upravuje obsah vápnika v mlieku prídavkom solí vápnika, čím sa zvýši syritelnosf mlieka /napr. ČSSR AO 178 691, PĹR P 86 491,

P 88 360.P 11S 079/.

Pri týchto spôsoboch úpravy mlieka vápenatými sólami sa tieto pridávajú pred odstredením a pasterizáciou /ČSSR AO 192 981/ a potom sa mlieko zahreje na teplotu 80 až 98°C alebo pred pasterizáciou a následne po ohreve mlieka sa obsah nerozpustných vápenatých solí znižuje, resp. viaže do komplexných zlúčenín, alebo nahrádza sodíkovými katiónmi /ČSSR AO 184 077,

ZSSR AO 1 222 236, PLR P 82 699, P 83 265 a pod./.

Nevýhodou opísaných spôsobov úpravy mlieka na výrobu syrov a tvarohov je buď ich náročnosť na špeciálne technologické zariadenia /ultrafiltrácia, diafiltrácia a elektrolýza/, alebo energetická náročnosť vyplývajúca z nutnosti dodatočného zahrievania mlieka na vyššie teploty/nad 85°C/ prípadne prostredia so zvýšeným tlakom /nad 12 MPa/. Inde sa zasa vyžaduje pridávať tepelnelabilizujúce látky, meniče ionov.

Z tohto pohľadu sú úpravy mlieka založené na zmene pomeru vápnika najjednoduchšie a vzhladom k vynaloženým prostriedkom aj najefektívnejšie. Nevýhodou jednorazovej úpravy mlieka pridaním normovaného množstva vápenných solí pred pasterizáciou % je to,,že môže dochádzať k zhoršeniu konzistencie syrovej masy. Preto je potrebné koncentráciu nerozpustných vápenatých solí po ohreve mlieka upravovať viazaním vápnika do komplexných zlúčenín, prípadne nahrádzať katión vápnika sodíkovým katiónom,

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky je možné vo veľkej miere odstrániť sôsobora úpravy mlieka podľa vynálezu pri výrobe syrov a tvarohov. Jeho podstata spočíva v tom, že po pasterizácii mlieka pri teplote 72 až 90°C sa súčasným pôsobením tlaku v rozsahu 4 až 8 MPa a teploty v rozsahu 55*až 74'C v homogenizátore fyzikálno-chemicky dezagreguje mliečny tuk a komplexy mi ciel kazeínu a čiastočne aj komplexy miciel rozpustných bielkovín, pričom sa do mlieka pred sýrením pridáva stanovené množstvo vápenatých solí. Ako výhodné sa ukázalo pridávať staaovené množstvo vápenatých solí postupne, v navzájom rôznych etapách jeho spracovania, minimálne vo dvoch dávkach. Navrhovaný spôsob je možné vykonávať vo dvoch základných modifikáciách, buď pri teplote pasterizácie minimálne 85°C a teplote dezagregácie mliečneho tuku a komplexov miciel kazeínu a čiastočne aj komplexov miciel rozpustných bielkovín 55”až 65°C, alebo pri šetrnej pasterizácii pri teplote 72’ až 74^cC a pri teplote dezagregácie mliečneho tuku a komplexov bielkovín v rozšahu 70‘až 74°C,zatial čo stanovené množstvo rozpustných vápenatých solí sa môže pridávať pred a po štandardizácii mikrobiologických pomerov mlieka, v pomere 1/3 až 1/2 ku 2/3 až 1/2 stanoveného množstva vápenatých solí.Stanovené množstvo vápenatých solí je možné pridávať aj v troch rovnakých dávkach, pričom prvá dávka sa pridáva pred pasterizáciou mlieka a zvyšné dve pred a po štandardizácii mikrobiologických pomerov mlieka pred “syrením.

Uvedený spôsob podľa vynálezu využíva fyzikálno-chemické pôsobenie v homogenizátore na mliečny tuk, čím sa dosiahne dezagrcgácia tuku, odstránenie zhlukov tukových guľôčok v mlieku nri podstatne nižšom tlaku ako pri klasickej homogenizácii a teplotách v rozsahu 55°až 74^eC. Dezagregáciou sa okrem zmeny zhlukov mliečneho tuku narušujú komplexy miciel kazeínu a čiastočne aj komplexy miciel rozpustných bielkovín. Tým sa vytvárajú priaznivé podmienky pre ich koaguláciu pri syrárskom spracovaní. Proces dezagregácie nie je viazaný na pasterizáciu mlieka a pri výrobe niektorých druhov syra môže prebiehať dezagrcgácia bez predchádzajúcej pasterizácie surového mlieka.

Fyzikálno- chemické účinky dezagregácie sa synergicky zvyšujú súčasným pôsobením ďalšej fyzikálno-chemickej zmeny vyvolanej pridávaním rozpustných vápenatých solí do mlieka pred syrením. Týmto sa zabezpečuje optimálny pomer voľného a viazaného vápnika v mlieku, ktorý pozitívne vplýva ha výťažnosť koagulovaných bielkovín vo vzťahu ku kazeínovému komplexu pri enzimatickom spôsobe vyzrážania kazeínu z mlieka.

Výhoda riešenia podľa vynálezu spočíva v tom, že dochádza k zníženiu úniku mliečneho tuku do srvátky, k zníženiu obsahu bielkovín v srvátke a teda k zvýšeniu celkovej výťažnosti bielkovín oproti známym porovanteľným spôsobom výroby syrov a tvarohov , o minimálne 5 %. Nižšie teploty pri šetrnej pasterizácii a najmä nižšie tlaky potrebné na dezagregáciu mlie čneho tuku a komplexov miciel kazeínu aj komplexov miciel rozpustných bielkovín májú priaznivý dopad na celkovú energetickú náročnosť a ekonomickú efektívnosť spôsobu podľa vynálezu, pri zachovaní vysokej kvality syrov a tvarohov. Výhodou je tiež skutočnosť, že spôsob podľa tohto vynálezu nevy žaduje osobitné investície ani špeciálne úpravy zariadení, Dezagregácia sa môže vykonávať na existujúcich homogenizátoroch.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Celkový technologický proces úpravy mlieka pri enzymatickom spôsobe výroby syrov a tvarohov je možné rozdeliť do nasledujúcich blokov operácií : pasterizácia surového mlieka, dezagregácia mliečneho tuku a komplexov miciel bielkovín, štandardizácia mikrobiologických pomerov mlieka a úprava kysavosti mlieka, predzrievanie vo výrobníku, syrenie a dosúšanie syroviny. Na nasledujúcich príkladoch vyhotovenia je objasnený spôsob úpravy mlieka podľa vynálezu v troch modifikáciách.

Príklad 1

Surové mlieko určené na výrobu syra s bielou plesňou na povrchu typu Encián sa pasterizuje vysokou pasterizáciou pri teplote 90^cC a dezagreguje sa spôsobom plnej alebo čiastočnej dezagregácie v homogenizátore :

a/ štandardizované mlieko o tučnosti 2,75 % sa predhrieva na teplotu 60^cC a dezagregácia mliečneho tuku a narušenie komplexov miciel bielkovín sa uskutočňuje pri tlaku 6 MPa;

b/ nízkotučná smotana z odstredivky sa privádza na homogenizátor , kde pred vstupom do homogenizátora je prisávané odtučnené mlieko z prvej regeneračnej sekcie. Nasleduje vlastná dezagregácia, ktorá prebieha pri teplote 65*C a tlaku

6,5 MPa. Dezagregovaný podiel sa vracia späť do prvej regeneračnej sekcie pastéra, kde sa spája so zvyškom odtučneného mlieka.

Po pasterizácií a dezagregácií mliečneho tuku a komplexov miciel bielkovín sa do mlieka pridá stanovené množstvo nasýteného roztoku chloridu vápenatého. Takto upravené mlieko sa po štandardizácii na požadovanú tučnosť 2,75% a úprave kysacej aktivity nechá pri bežných technologických podmienkach prezrieť do druhého dňa. Syrenie mlieka prebieha pri kyslosti 8 až 8,6°SH a teplote 28^cC. Celková doba spracovania mlieka od zasyrenia až po vypustenie zrna na dopravníkový pás pri zvýšenom vytužovaní je 55 až 70 minút.

Príklad 2

Do pasterizovaného mlieka určeného na výrobu jemného tvarohu o obsahu tuku v sušine 10% sa pridá jedna polovica z celkového stanoveného množstva nasýteného roztoku chloridu vápenatého. Mlieko sa potom štandardizuje na tučnosť 0,35 %, predhrieva sa na teplotu 65^cC a dezagreguje sa pri tlaku 7MPa v homogenizátore. Pred syrením sa pridá druhá polovica stanoveného množstva nasýteného roztoku chloridu vápenatého a spracúva sa pri bežných technologických podmienkach ďalej.

Príklad 3

Do surového mlieka určeného na výrobu syra typu Eidamská tehla 45% sa pridá 1/3 z celkového stanoveného množstva nasýteného roztoku chloridu vápenatého. Mlieko sa potom pasterizuje šetrnou pasterizáciou pri teplote 72‘C a potom sa v homogenizátore dezagreguje mliečny tuk a komplexy miciel bielkovín. Dezagregácia sa uskutočňuje plnej alebo čiastočnej dezagregácie :

a/ štandardizované mlieko o tučnosti 2,55 % sa predhrieva na teplotu 72*C a dezagrcguje sa pri tlaku 5,5 MPa.

b/ nízkotučná smotana z odstredivky sa pridáva na homogenizátor, kde pred vstupom na homogenizátor sa prisáva odtučnené mlieko z prvej regeneračnej sekcie. Nasleduje vlastná dezagregácia mliečneho tuku a komplexov miciel bielkovín, ktoré prebieha pri teplote 72°C a tlaku 7,5 MPa. Dezagregovaný podiel sa vracia späť do prvej regeneračnej sekcie pastéra, kde sa spojí so zvyškom odtučneného mlieka.

Po pasterizácií a dezagregácii mlieka sa pridáva druhá 1/3 stanoveného množstva nasýteného roztoku chloridu vápenatého. Takto upravené mlieko sa po štandardizácií na požadovanú tučnosť 2,7 % a po úprave kysacej aktivity nechá pri bežných technologických podmienkach prezriet do druhého dňa. Do mlieka vo výrobnxku sa potom pridá tretia 1/3 nasýteného roztoku chloridu vápenatého a po úprave kyslosti sa syrí pri teplote 3O’až 35°C a dosúša sa pri teplote 38^caž 15*C počas 50 až 70 minút.

Príklad 4

Nepasterizované mlieko na výrobu syra ementálskeho typu sa štandardizuje na obsah tuku 2,65 až 2,9 % , predhrieva sa na teplotu 55 až 65^cC a dezagreguje sa pri tlaku 6 MPa v homogenizátore.

Syrenie mlieka po úprave kysacej aktivity prebieha pri teplote 3O’až 35°C a dosúšanie sa uskutočňuje pri teplote 52^caž 55°C .

Priemyselná využiteľnosť

Okrem uvedených príkladov je možné spôsob podľa vynálezu využiť aj pri výrobe netradičných syrov, hlavne polotvrdých o rôznej sušine a rôznom obsahu tuku v sušine, ako aj tvarohov.

Claims (4)

1. Spôsob úpravy mlieka pri výrobe syrov a tvarohov vyznačujúci sa t ý m , že po pasterizácii mlieka pri teplote 72 až 90’C sa pôsobením tlaku v rozsahu 4 až 8 llPa a teploty v rozsahu 55 až 74*C v horaogenizátore fyzikálnochemicky dezagreguje mliečny tuk a komplexy miciel kazeínu a čiastočne aj komplexy miciel rozpustných bielkovín, pričom sa do mlieka pred syrením pridáva stanovené množstvo vápenatých solí.

2_a Spôsob podlá bodu lvyznačujúci sa tým, že stanovené množstvo vápenatých solí sa pridáva do mlieka postupne, v rôznych etapách spracovania, najmenej v dvoch dávkach.

3. Spôsob podľa bodu la2vyznačujúci sa týra, že po pasterizácii mlieka pri teplote najmenej 85’C prebieha dezegregácia mliečneho tuku a komplexov miciel kazeínu, a čiastočne aj komplexov miciel rozpustných bielkovín pri teplote 55 až 65’C, zalial čo stanovené množstvo rozpustných vápenatých solí sa do mlieka pridáva v dvoch dávkach, pred a po štandardizácii mikrobiologických pomerov mlieka, v pomere 1/3 až 1/2 ku 2/3 až 1/2 stanoveného množstva.

4. Spôsob podľa bodu 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že po pasterizácii mlieka pri teplote 72 až 74*C prebieha dezagregácia mliečneho tuku a komplexov miciel kazeínu, a čiastočne aj komplexov miciel rozpustných bielkovín pri teplote 70 až 7l’C, zatiaľ čo stanovené množstvo rozpustných vápenatých solí sa do mlieka pridáva v troch dávkach, výhodne rovnakých, a to pred pasterizáciou, pred a po štandardizácii mikrobiologických pomerov mlieka.

.¾