OSNOVE PROIZVODNJE SIREVA 1
ODABIR I ČUVANJE MLIJEKA Prosječni sastav Sisavci
Ovca Koza Bivolica Deva Krava
Voda
Mast
Proteini
Laktoza
Pepeo
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
80,6 87,8 82,4 84,8 87,3
8,3 3,8 7,4 3,0 3,7
5,4 3,5 4,7 5,2 3,4
4,8 4,1 4,6 5,5 4,8
0,9 0,8 0,9 1,5 0,8
Najviše sireva - od kravljeg mlijeka - ovčje i kozje mlijeko (tradicionalni sirevi)
2% ovčje1,5% i kozje 10% bivolje
kravlje
- bivolje i devino (uglavnom Indija i Egipat) - izvorna Mozzarella u Italiji (bivolje mlijeko) Kravlje
2
1
Mlijeko za sir mora imati – dobru sposobnost sirenja Bitno je: očuvati prirodna svojstva proteina (bolja kakvoća gruša / veći prinos sira)
osigurati dovoljnu količinu topljivog Ca (za koagulaciju kazeina djelovanjem enzima)
koristiti higijenski proizvedeno mlijeko (najbolje mikrobiološke kakvoće)
izbjegavati dugo skladištenje mlijeka: - spriječiti razgradnju kazeina (i oslobađanje LPL) - spriječiti porast psihrotrofnih bakterija (proteoliti i lipoliti) 3
Log broja (CFU/mL)
Rast bakterija u sirovom mlijeku tijekom čuvanja pri 5°°C 4
2
Treba naglasiti: • sve bakterije u mlijeku mogu postati dio mikroflore gruša ili sira • otpornije bakterije prežive pasterizaciju (u siru se mogu koncentrirati i do 10 x) • egzogene lipaze i proteinaze (termostabilne): - mogu djelovati tijekom proizvodnje i tijekom zrenja sira
Za proizvodnju sira: - treba očuvati mikrobiološku kvalitetu mlijeka - mlijeko se mora kontrolirati prije same proizvodnje (prethodne promjene u mlijeku nije moguće popraviti)
5
STANDARDIZACIJA MLIJEKA Obavezno:
udjel mliječne masti (prema vrsti sira) - smanjiti (separacijom mlijeka) - povećati (dodatkom vrhnja) Novije mogučnosti:
omjer kazein/mliječna mast (ujednačena konzistencija/ veći prinos sira)
omjer kazein/proteini sirutke (primjenom ultrafiltracije - UF) 6
3
Standardizacija m.m. u mlijeku za proizvodnju sira željene kvalitete Kvaliteta sira Polumasni Tričetvrtmasni Normalno masni Punomasni Ekstra masni
Mast u suhoj tvari sira (%) 20 30 40 50 60
Mast u mlijeku (%) 0,95-1,0 1,65-1,75 2,5-2,55 3,0-3,05 5,0-5,1
7
HOMOGENIZACIJA MLIJEKA Homogenizirano mlijeko: • brže se gruša (mekši gruš - slabija sinereza)- kao kozje mlijeko • veće zadržavanje masti u grušu (sirutka, 3-4 x manje masti) • veći prinos sira (više masti, ali i vode) Homogenizacija mlijeka može se provoditi jedino: (uz primjenu manjeg tlaka) • za proizvodnju mekih sireva - svježeg sira, kremastih sireva - sireva s plemenitim plijesnima • za proizvodnju ostalih sireva – može se homogenizirati samo vrhnje 8
4
TOPLINSKA OBRADBA MLIJEKA Za neke izvorne – tvrđe sireve: (Emmentaler, Grojer, Parmesan i Grana) • koristi se i
sirovo mlijeko (samo uz strogi sanitarni nadzor)
• ponekada termalizacija mlijeka prije čuvanja (63-69 °C/10-60’’) - nije zamjena za pasterizaciju (inaktivacija psihrotrofa / fosfataza +)
Pasterizacija mlijeka za sireve može biti: • niska/dugotrajna (63-65 °C/30’) (mali pogoni- u kadi /duplikatorima)- nepoželjna
• srednja/kratkotrajna (72 °C/15-20’’) (u pločastim izmjenjivačima topline) 9
Samo za svježi sir (netradicionalni): • pasterizacija mlijeka (85-95 °C/5-10’) - dovodi do denaturacije proteina sirutke (odmotavanja) te povezivanja s κ- kazeinom na površini micela (-S-S- veze) (blokira se veza Phe105- Met106 - osjetljiva na djelovanje sirila) Mikrostruktura
kiseli gruševi
Nativni kazein
Kazein povezan s proteinima sirutke
• zadržavanje proteina sirutke u svježem siru (↑ prinos, ↑ nutritivna vrijednost, ↑ udjel vode - puno mekši sir)
10
5
BAKTOFUGACIJA MLIJEKA • centrifugalna separacija bakterija (oko 80-90%) • sporogenih vrsta Clostridium /Bacillus (oko 99%) - uz jednofaznu ili dvofaznu baktofugu (pri T oko 55-60 °C) - na osnovi različite gustoće bakterija (1,070-1,130 g/cm3) i mlijeka (1,028-1,034 g/cm3 ) Baktofugat (koncentrat bakterija): - sterilizira se (pri 130 °C/par sec.) i pripaja baktofugiranom mlijeku
11
Jednofazna baktofuga
Dvofazna baktofuga
baktofugirano mlijeko Baktofugat 2-3% od volumena mlijeka
Baktofugat oko 0,15% od volumena mlijeka
ulaz mlijeka
ulaz mlijeka
12
6
Jednofazna baktofugacija i sterilizacija baktofugata
1. Pasterizator 2. Centrifugalni separator 3. Sustav automatske standardizacije vrhnja 4. Jednofazna baktofuga 5. Infuzijski sterilizator
13
MIKROFILTRACIJA MLIJEKA Primjenom dvostruke mikrofiltacije (MF): - pomoću membrana (pore 0,8-1,4 µm) i pri T oko 50 °C - može se ukloniti više od 99,5% bakterija - uklanjanje spora: - Bacillus cereus - Clostridium tyrobutiricum - do 99,9%
Koncentrat bakterija (oko 5% vol. mlijeka): - sterilizira se (pri 130 °C/par sec.) i pripaja mikrofiltriranom mlijeku
14
7
Obradba mlijeka dvostrukim mikrofiltrom i sterilizacijom koncentrata bakterija (te vrhnja) pri standardizaciji mlijeka za sir
1. Pasterizator 2. Centrifugalni separator 3. Sustav automatske standardizacije vrhnja 4. Linija dvostruke mikrofiltracije 5. Linija sterilizacije koncentrata i vrhnja 15
Noviji APV- sustav mikrofiltracije (MF) koncentrat bakterija
mlijeko MF mlijeko Keramičke membrane
bakterije spore i SS
željeni % m.m.
talog
Visoka toplinska obradba Prednosti - nepotrebna sterilizacija koncentrata - nema gubitaka proteina - uklanjanje živih i mrtvih stanica 16
8
Primjena mikrofiltracije (MF) mlijeka za sireve – ima više prednosti: • nepotrebna termalizacija mlijeka (primjena MF prije čuvanja mlijeka)
• nepotrebna termalizacija svježeg sira • nepotreban dodatak nitrata u mlijeko (sprječava nadimanje sireva)
• lakša kontrola sira tijekom zrenja - kraće trajanje zrenja sira • produljena trajnost sira
Clostridium tyrobutiricum
17
ULOGA DODATAKA U MLIJEKO • Kalcijev klorid • pri sirenju mlijeka (djelovanjem enzima) - dodaje se oko 0,02% CaCl2 • Natrijev klorid • pri sirenju slanog mlijeka (za sir tipa Domiati) - dodaje se 5-10% NaCl • Sirilo (kimozin)- proteinaza životinjskog podrijetla • u tekućem obliku (jakosti od 1:10.000 do 1:15.000) • u prahu ili tabletama (jakosti 1:100.000 do 1:150.000) (grušanje mlijeka za oko 40 minuta pri 35 °C) 18
9
• Sirila (s lipolitičkim enzimima ) • jače izražena aroma sireva (kao kod uporabe ovčjeg i kozjeg mlijeka)
• Mikrobna sirila (proteinaze plijesni / bakterija/ kvasaca) • jače proteolitičko djelovanje (manje osjetljive na T i pH) • manja količina, osobito MAKSIREN® (100% kimozin) • Natrijev ili kalijev nitrat (max. 0,03% NaNO3 ili KNO3 ): Ksantin oksidaza - redukcija nitrata u nitrite - mogu spriječiti: • rast koliformnih bakterija (Enterobacter aerogenes, E. coli) - uzročnike ranog nadimanja sireva
• rast sporogenih bakterija (Clostridium tyrobutyricum, Bacillus spp.) - uzročnike kasnog nadimanja sireva
(ne preporučuju se kod ementalera- zbog kulture BPK !) 19
• Lisozim (1-3 g komercijalnog pripravka / 100 L mlijeka): • razlaže stanične opne Clostridium spp. i drugih gram pozitivnih bakterija • enzim djelotvoran i na Listeria monocytogenes (opasna po život patogena bakterija- raste i pri T ispod 0 oC)
• Boje (dodaju se samo ponekad i to prije sirila): • pri proizvodnji nekih polutvrdih i tvrdih sireva (čedar, ementaler, gouda, edamac)
• koriste se ekstrakti: - β-karotena; orelana- annatto (iz sjemena voća Bixa orellana) - šafrana; crvene paprike ili drugih dopuštenih boja
20
10
• Primjena
Tip sira
egzogenih enzima za pojačanje arome tijekom zrenja sireva
Tip enzima
Izvor enzima
Faza dodatka enzima
čedar
kisele i neutralne proteinaze, peptidaze lipaze i dekarboksilaze
različiti komercijalni i animalni enzimi
gruš
čedar
lipaze
enzimi probavnog trakta deve
mlijeko i gruš
parmezan
proteinaze
gouda
proteinaze
Aspergillus oryzae
mlijeko i gruš
edamac
proteinaze i peptidaze
Pseudomonas fluorescens
mlijeko
mocarela
lipaze, esteraze (mikroenkapsulirane)
sekret probavnih telećh enzima
mlijeko
plavi sirevi
lipaze
Aspergillus spp.
gruš
čedar
Dodatak komercijalne β -
galaktozidaze u mlijeko (stimulacija rasta mo-kulture) 21
SIRENJE MLIJEKA – pri T oko 30 °C • u tradicionalnim otvorenim- kadama ili bazenima
22
11
• u suvremenim zatvorenim posudama (zgotovljači sira) - horizontalnog ili vertikalnog tipa Horizontalni zatvoreni uređaj za sirenje mlijeka 1. Dodaci za kombinirano rezanje-miješanje 2. 3. 4. 5. 6.
Cjedilo za odvod sirutke Motor za pokretanje sustava Plašt za zagrijavanje Otvor za ulaz mlijeka CIP-raspršivač
23
Za sirenje mlijeka - djelovanjem enzima: - poželjno je prethodno zakiseljavanje mlijeka (dodatak kiseline, GDL ili provesti “zrenje mlijeka” - BMK)
• do (pH ≈ 6,0-6,3-6,5)- za mekši do tvrđi sir • veća aktivnost enzima (kisele proteinaze) i ↑ Ca2+iona • jača sinereza nastalog gela (svojstvena tekstura) Za sirenje mlijeka - djelovanjem kiseline: - poželjno je dodati i malo enzimskog pripravka (10 x manje) - utječe na oblikovanje čvršćeg gruša svježeg sira Sirišni preparati — dodaju se zadnji u mlijeko nakon ostalih dodataka (one u prahu- prethodno otopiti) da se ne ošteti jakost • mlijeko tada miruje (do nastanka gruša poželjne kakvoće)
•
• blago se mješaju oko 2-3 minute
24
12
Nakon miješanja mlijeka s dodacima: (ovisno o vrsti sira, proizvođačkoj specifikaciji i zakonskim propisima)
osigurati oblikovanje gruša dovoljne čvrstoće ustanoviti vrijeme pogodno za rezanje gruša: - na osnovu iskustva (očekivanog trajanja grušanja) (slatki < slani < kiseli gruš) - određivanjem pH- gruša (ovisno o vrsti sira) - određivanjem titracijske kiselosti sirutke - određivanjem dovoljne jačine gruša (brza provjera u praksi ili mjerni instrumenti)
25
OBRADBA GRUŠA Tradicionalni svježi sir (pH ≈ 4,6) – odvajanje sirutke od gruša (samoprešanjem - gaze, cjedila) – ponekada i blago rezanje gruša (uz stezanje gaze) Termalizirani svježi sir (pH ≈ 4,6) - toplinska obrada (60 °C/ 3 min.) - hlađenje gruša (na oko 37 °C) - odvajanje sirutke (centrifugalnim separatorom) (oko 10% veći prinos ⇒ zadržavanje proteina sirutke)
26
13
Zrnati svježi sir - Cottage cheese: - rezanje gruša (pH = 4,4 - 4,85) (kockice /7-15 mm/- sitno ili krupno zrnati)
- mirovanje gruša (15 -20 min.– sinereza) - dogrijavanje gruša sa sirutkom do T 50-60 °C (postupno tijekom 2 - 3 sata - očvršćavanje kockica)
- ispiranje zrna (3 puta sve hladnijom vodom) - cijeđenje zrna (samoprešanje- preko cjedila) Dodatak kremaste mješavine (slane ili slatke)
PBF 27
Za zrele sireve (polumeki, polutvrdi i tvrdi) gruš se reže na kockice (različite veličine): - za sireve s bijelim plijesnima: 3 cm - za sireve s plavim plijesnima: 1-1,5 cm - za sireve tipa feta: 2-3 cm - za sir edamac i gouda: 1-1,2 cm - za sir grojer i ementaler: 1 cm - za sir čedar: 6-8 mm - za sir parmezan: 3-4 mm - za sir grana: 3 mm blago miješanje izrezanog gruša (da ne dođe do ponovnog sljepljivanja kockica) 28
14
oblik za miješanje
Noževi za kombinirano rezanje ili miješanje gruša
oblik za rezanje
29
• dogrijavanje gruša (stezanje mreže proteina) - toplinska sinereza (dehidratacija): - neizravno: parom (preko duplog plašta - kade) - izravno: toplom vodom (u mješavinu gruša i sirutke) - kombinacijom (parom u plaštu i dodavanjem tople vode)
• može se provesti: - pri 35 - 40 °C (za većinu sireva) - pri 40 - 56 °C (za tvrđe sireve) – sušenje zrna gruša 33
• provodi se uz stalno miješanje gruša - potpomaže izlučivanje sirutke od zrna gruša 30
15
31 33
OBLIKOVANJE SIRA Provodi se na više načina (uz odvajanje sirutke): • izravno - prebacivanjem gruša u oblikovana cjedila • preko rotacijskog odjeljivača sirutke - u kalupe - plastični ili metalni - različite veličine i oblika - perforirani
32
16
33 35
2
34
17
-
Rotacijski odjeljivač sirnog zrna od sirutke 35
PRETPREŠANJE GRUŠA I KALUPLJENJE • mehanizirana kada za pretprešanje gruša (odvajanje sirutke preko perforirane ploče) - prešano tijesto sira reže se na manje komade - oblikuje (prenošenjem u odgovarajuće kalupe) • u kontinuiranim linijama (za blok sireve): – može koristiti i za kompletno prešanje sira (oko 10 x veći pritisak nakon pretprešanja) 36
18
Mehanizirana kada za pretprešanje /prešanje
1
1. Kada za pretprešanje (može koristiti i za potpuno prešanje) 2. Razdjeljivač gruša, zamjenjiv s CIP-raspršivačem (2a)
3. Naprava za istovar (stacionarna ili pokretna) i rezanje sira 4. Tekuća vrpca (tzv. konvejer) 37
Sustav kontinuiranog pretprešanja (Casomatic) 1. Ulaz mješavine zrno/sirutka 2. Kolona sa staklenim otvorom (nije pokazano) 3. Perforirani odjeljivači sirutke 4. 5. 6. 7.
Prihvatnik sirutke Balansni spremnik sirutke Rezanje i sustav za istovar sira Kalupi 8. Brtvilo
9. Žlijeb za skupljanje sirutke
38
19
Naprava za doziranje gruša i oblikovanje tijesta sira 1. Dovod zrna i sirutke 2. Razdjelnik 3. Preše 4. Ventil 5. Perforirane cijevi 6. Ventil 7. Rezač gruša 8. Pregrade 9. Ploče 10. Kalupi
39
Postupak oblikovanja sira u blokove (u liniji Pasilac A/S) 40
20
Kod sireva tipa
čedar:
(koji posjeduju zatvorenu teksturu tijesta)
(čedar, mocarela, kačkavalj, parenica, provolone) - provodi se postupak nazvan
“čedarizacija”:
- zrenje gruša (oko 2 sata nakon sirenja) - postepeno odvajanje sirutke od gruša - blago pritiskanje gruša (spajanje u tijesto)
- zrenje tijesta (traje oko 2- 2,5 sata) - nastaje plastično, glatko tijesto - zrelo tijesto (pH ≈ 5,3)- melje se u rezance 41
Glavne faze diskontinuirane proizvodnje sira tipa čedar Čedarizacija (zrenje tijesta)
Miješanje i soljenje
Mljevenje
Kalupljenje mljevenog sira 42
21
Neki detalji tijekom diskontinuirane proizvodnje čedar sira
43
Naprava za kontinuiranu “čedarizaciju” - postepeno odvajanje sirutke od gruša - spojena zrela masa sira melje se u rezance - soljenje i miješanje oblikovanje sira čedar
1. 2. 3. 4.
Odjeljivač sirutke (sito) 5. Pritiskanje izmiješanog gruša Skupljač sirutke 6. Mlin za rezance tijesta Pokretač gruša 7. Sustav suhog soljenja Tekuća vrpca/okretni prijenosnik
44
22
Pretpreša Block-former za čedar, bez kore 1. Kolona 2. Punjenje 3. Ciklon 4. Senzor razine 5. Vakuumska jedinica 6. Kombinirano brtvilo-rezač 7. Elevator ploča 8. Ejektor 9. Prijenosnik sira (plast. vrečica) 10. Tekuća vrpca (na vakumiranje) 11. Ocjeđivanje sirutke
45
“čedarizacija” - zrenje tijesta • čedar (mljevenje, soljenje, oblikovanje sira) zrenje • mocarela, kačkavalj, parenica, provolone: - nakon mljevenja - kuhanje/rastezanje tijesta - u toploj vodi oko 80 - 85 °C (dok ne nastane glatka i rastezljiva masa) - oblikovanje sira (jaja, lopte, salame, koluti i sl.) - hlađenje raspršenom vodom (70- 50 - 35 °C) - očvršćavanje u hladnoj salamuri (5- 10 °C) - vakum pakiranje u plastične folije
46
23
• mocarela
Izvorna Mozzarella - od bivoljeg mlijeka Pakira se svježa: - u plastične folije - sa malo salamure (da zadrži karakterističan porculanski sjaj i oblik)
• kačkavalj, parenica i provolone idu na zrenje - proizvode se i od ovčjeg mlijeka, različito se oblikuju i pakiraju - poželjno- prethodno dimljenje (parenica, nekad i provolone) kačkavalj
22
47
Tijek mehanizirane proizvodnje sireva tipa mocarela Pranje kalupa
sirutka
1. Kada za sirenje 2. Naprava za "čedarizaciju" 3. Pokretna tekuća traka s okretom 4. Naprava za kuhanje/ rastezanje (topla voda 80-85 °C) 5. Moguće suho soljenje 6. Mnogostruko kalupljenje 7.Tunel za očvršćivanje (hlađenje vodom na 40-50 °C) 8. Odvajanje kalupa 9. Salamurenje (8-10 °C) 10. Paletizacija 11. Skladište 48
24
Sirutka se oslobođa od gruša - na 3 osnovna načina: • prenošenjem sirnog zrna u perforirane kalupe - raznih oblika i materijala, sa ili bez sirne marame (za sireve grublje teksture tijesta)
• pretprešanjem zrna u blokove - koji se režu na komade i prenose u kalupe (za sireve s rupicama)
• prenošenjem gruša na “čedarizaciju” - uz kontinuirano odjeljivanje sirutke (zrenje sirne mase) (za čedar i sireve tipa mocarela)
49
PREŠANJE SIRA Završno prešanje oblikovanog sira provodi se zbog više razloga: • da se postigne željeno krajnje odvajanje sirutke • da nastane odgovarajuća tekstura sira (bolje spajanje zrna) • da se postigne konačni oblik (ovisno o vrsti sira, kalupu) • da se osigura nastanak kore (tijekom klasičnog zrenja sira)
50
25
Različito konstruirane preše (uspravne ili vodoravne): - polumehanizirane ili visoko mehanizirane - pneumatski ili hidraulički sustav prešanja - uz mogućnost automatske regulacije tlaka
- vakuum preše, tunelske preše s tekućom trakom ili druge Stupanj prešanja/primijenjeni tlak: - podešava se prema vrsti sira - ovisi i o masi i veličini sira (podešava se po jedinici površine sira) -
tlak se postepeno povećava (ovisno o željenoj tvrdoći sira)
Za blokove sira, bez kore (za zrenje sira u foliji) 51
Vodoravna preša - tekuća vrpca, tzv. konvejer preša
Uspravna preša - s pneumatskim sustavom ploča 52
26
53 54
54 55
27
Prešanje većine sireva: – odvija se u hladnim prostorijama (T oko 15 oC) Sirevi u salamuri (tipa Feta): - prešaju se pri nižoj sobnoj T , obično preko noći - utjecajem blagog tlaka (1,5-2 kg /kg gruša)
(osigurati aktivnost mezofilne kulture) - obično se režu na fete, zaljevaju salamurom i opet blago tlače Sirevi uz plemenite plijesni (samoprešanje) - pri T oko 25 oC (osigurati porast kiselosti) - traje 18-24 sata (okretanje sira oko 4 puta) 55
28
