способ получения сухого мягкого сыра

Формула изобретения

Способ получения сухого мягкого сыра, включающий измельчение и сушку сублимационным способом, отличающийся тем, что сыр измельчают до диаметра гранул 2-3 мм непосредственно в поддон толщиной слоя 15 мм, сублимационную сушку проводят при остаточном давлении 100-130 Па, температуре сыра 38-42°С, тепловой нагрузке 2,0-2,3 кВт/м², температуре поверхности испарителя минус (26-30)°С, в течение 3-3,5 ч до массовой доля влаги в сухом сыре 3,9-4,1%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству сухих мягких сыров.

Известен способ получения сухого сыра в виде гранул, предусматривающий: замораживание сыра при температуре минус (18-28)°С в течение (12-24) часов; предварительно сыр измельчают на гранулы размером (3-5) мм; сушку проводят в псевдоожиженном слое при температуре теплоносителя (130-140)°С с одновременным измельчением сыра до порошка [1].

Недостатками данного способа являются: низкое качество технологического процесса за счет больших затрат энергии на замораживание сыра; высокая температура сушки приводит к деструкции белка и снижению органолептических и реологических показателей.

Известен способ получения сухого сыра, включающий: формовку сыра в виде кусочков размером до 50 мм, их перемешивание с сухими вкусоароматическими ингредиентами, сушку микроволновым вакуумным способом с механическим ворошением. Сушку ведут в несколько стадий - на первой стадии при температуре продукта (40-45)°С при давлении (100-4000) Па, затем при температуре (40-45)°С и давлении (4000-5000) Па, на завершающей стадии при температуре (25-30)°С и давлении (90-100) Па, после окончания процесса сушки продукт стабилизируют в среде инертного газа [2].

Данный способ характеризуется высокой энергоемкостью, длительностью процесса, так как давление в вакуумной камере в течение трех четвертей процесса выше тройной точки воды. Сухой сыр имеет пониженные органолептические и физико-химические показатели вследствие сушки сыра размером до 50 мм. При сушке кусочков сыра относительно больших размеров до 50 мм происходит неравномерное высушивание, поверхностные слои пересыхают, а толща остается недосушенной.

Известен способ производства сухого плавленого сыра, заключающийся в том, что после расплавления сырной массы в котле-плавителе, ее охлаждают до температуры (23-27)°С и измельчают. Измельченный сыр размещают на противнях в виде слоя толщиной (4-5) мм и замораживают при температуре минус (29-31)°С в течение (20-30) минут. Затем подвергают сублимации при температуре минус (15-17)°С в течение (3-4) часов при давлении (65-133) Па. После сублимации сыр сушат при температуре (24-31)°С в течение (16-24) часов до массовой влаги не более (5±1)% [3].

Существенными недостатками данного способа являются долговременность процесса сушки, низкие органолептические и физико-химические показатели сухого сыра.

Задачей технического решения является создание режима сублимационной сушки мягких сыров, имеющих высокие качественные показатели при сокращенной продолжительности процесса сушки и низких затратах энергии.

Поставленная задача достигается тем, что сыр измельчают до диаметра гранул (2-3) мм непосредственно в поддон толщиной слоя 15 мм. Затем сыр подвергают сублимационной сушке при остаточном давлении (100-130) Па, температура сыра находится в пределах (38-42)°С. Теплоту подводят с помощью кварцевых галогенных ламп при величине тепловой нагрузки (2,0-2,3) кВт/м². Для отвода паров воды из зоны сушки применяют испаритель холодильной машины, температура на поверхности которого должна быть равна минус (26-30)°С.

Общая продолжительность сушки, включая процесс самозамораживания, составляет (3-3,5) часа, массовая доля влаги в сухом сыре (3,9-4,1)%.

Способ осуществляли следующим образом. Брали один из видов мягких сыров, измельчали на гранулы диаметром (2-3) мм. Измельчение осуществляли в поддон, добиваясь толщины слоя 15 мм. Затем поддон с сыром устанавливали в сублимационную камеру, где сушили при температуре (38-42)°С, тепловой нагрузке (2,0-2,3) кВт/м² и давлении (100-130) Па. Температура поверхности испарителя равна минус (26-30)°С. Продолжительность сушки составляла (3-3,5) часа, массовая доля влаги в сухом сыре (3,9-4,1)%.

Установлено, что вариант предварительного замораживания мягких сыров не оправдан, так как при этом время сушки сокращается незначительно, а затраты на организацию процесса замораживания существенны. Поэтому для мягких сыров экономичнее процесс сублимационной сушки совмещать с замораживанием в сублиматоре.

Результаты исследований сублимационной сушки некоторых видов мягких сыров приведены в таблице 1.

Таблица 1 Длительность сублимационной сушки мягких сыров
Наименование сыра	Массовая доля влаги, %	Время сушки, мин
в начале сушки	в конце сушки
«Адыгейский»	58,0±0,3	4,1±0,2	180±5
«Клинковый»	64,3±0,3	4,0±0,1	200±5
«Семейный»	58,7±0,3	3,9±0,2	185±5

На основе данных таблицы 1 можно сделать вывод, что индивидуальные особенности каждого конкретного сыра не влияют на продолжительность процесса сушки, которая находится в пределах (3-3,5) часов. Разработанный режим сублимационной сушки справедлив для всех видов мягких сыров.

Измельчение мягких сыров перед сублимационной сушкой на гранулы с диаметром (2-3) мм является необходимым условием для получения сухого сыра с высокими качественными показателями (таблица 2).

Таблица 2 Влияние степени измельчения на свойства сухого сыра
Показатели	Диаметр гранул, мм
2	3	4	5	6
Массовая доля, %	влаги	4,0±0,2	4,1±0,3	4,4±0,3	9,7±0,2	12,5±0,2
жира в сухом веществе	44,0±0,3	44,0±0,3	44,0±0,3	44,0±0,3	44,0±0,3
поваренной соли	2,7±0,2	2,6±0,2	2,6±0,2	2,4±0,2	2,2±0,2
Коэффициент набухания, г/гс.в.	2,04±0,03	2,38±0,03	2,30±0,03	0,63±0,03	0,55±0,03
Время сушки, мин	180	190	210	270	330
Органолептическая оценка*, баллов	29,0	29,0	28,0	26,5	25,5
*Органолептическая оценка складывается из оценки вкуса и запаха - 15 баллов; консистенции - 10 баллов; цвета - 5 баллов (максимальная суммарная органолептическая оценка 30 баллов).

Толщина слоя, равная 15 мм, обеспечивает экономичную работу и высокую производительность сушильной установки. При толщине слоя более 15 мм скорость сушки мягких сыров уменьшается, время сушки увеличивается за счет удлинения продолжительности периода сублимации. При толщине слоя менее 15 мм процесс сушки производить нецелесообразно из-за уменьшения производительности сушильной установки.

Сушка сублимацией - один из наилучших способов консервирования пищевых продуктов, обеспечивающий сохранение всех нативных свойств. За счет того что удаление влаги из продукта происходит при относительно низких температурах. Сушить мягкий сыр при давлении выше 130 Па неэффективно, так как период сублимации будет сокращаться, и большая часть влаги будет удалена при положительной температуре, что отрицательно влияет на качество сухого сыра. Проведение сублимации при давлении ниже 100 Па ведет к дополнительным затратам электроэнергии на привод вакуумных насосов.

Проведение процесса сушки при температуре сыра более 42°С нецелесообразно, так как происходит понижение качества сухого сыра (таблица 3).

Таблица 3 Характеристика сухого сыра в зависимости от температуры сушки
Температура, °С	Характеристика
Вкус и запах	Цвет
20	сырный	светло-желтый
30	сырный	светло-желтый
40	сырный	светло-желтый
50	слегка салистый	светло-желтый
60	пригорелый	наличие частиц кремового цвета

При температуре менее 38°С происходит замедление скорости сушки и увеличение продолжительности процесса.

Важной и основополагающей характеристикой процесса сушки является тепловая нагрузка, в рассмотренных аналогах она не учитывается, что является одним из их основных недостатков.

Период сублимации при тепловой нагрузке более 2,3 кВт/м² сокращается, но период удаления остаточной влаги затягивается на длительное время, что в итоге увеличивает общую продолжительность сушки. Удлинение периода удаления остаточной влаги объясняется излишне высокой интенсивностью процесса сушки. Поверхностные слои сыра пересыхают. Из-за низкой тепло и влагопроводности высохших слоев затрудняется удаление паров воды из глубинных слоев сыра. Содержание влаги в сухом сыре, полученном при таком режиме, составляет от 10 до 13%.

Осуществление процесса сушки при тепловой нагрузке ниже 2,0 кВт/м² также приводит к значительному увеличению общего времени сушки за счет уменьшения скорости удаления влаги.

При температуре на поверхности испарителя выше минус 26°С происходит повышение парциального давления водяных паров у его поверхности. При этом разница парциальных давлений водяного пара над поверхностью сыра и над поверхностью испарителя становится меньше, что замедляет отвод влаги от продукта и увеличивает продолжительность сушки.

При температуре поверхности испарителя ниже минус 30°С происходит повышение коэффициента рабочего времени холодильной машины и увеличение потребления электроэнергии.

Примеры осуществления способа

Пример 1. Брали «Адыгейский» сыр, измельчали на гранулы диаметром 2 мм. Измельчение осуществляли в поддон, добиваясь толщины слоя 15 мм. Затем поддон с сыром устанавливали в сублимационную камеру, где сушили при температуре 38°С, тепловой нагрузке 2,0 кВт/м² и давлении 100 Па. Температура поверхности испарителя была равна минус 30°С. Продолжительность сушки составила 3 часа, массовая доля влаги в сухом сыре 3,9%.

Сухой продукт имеет вид гранул различной формы, легко рассыпающихся при сдавливании. Характеристика сухого сыра: цвет - светло-желтый; вкус и запах - сырный; структура - пористая.

Пример 2. Брали «Клинковый» сыр, измельчали на гранулы диаметром 3 мм. Измельчение осуществляли в поддон, добиваясь толщины слоя 15 мм. Затем поддон с сыром устанавливали в сублимационную камеру, где сушили при температуре 42°С, тепловой нагрузке 2,3 кВт/м² и давлении 130 Па. Температура поверхности испарителя была равна минус 26°С. Продолжительность сушки составила 3,4 часа, массовая доля влаги в сухом сыре 4,0%.

Сухой продукт имеет вид гранул различной формы, легко рассыпающихся при сдавливании. Характеристика сухого сыра: цвет - светло-желтый; вкус и запах - сырный; структура - пористая.

Пример 3. Брали «Семейный» сыр, измельчали на гранулы диаметром 3 мм. Измельчение осуществляли в поддон, добиваясь толщины слоя 15 мм. Затем поддон с сыром устанавливали в сублимационную камеру, где сушили при температуре 40°С, тепловой нагрузке 2,15 кВт/м² и давлении 115 Па. Температура поверхности испарителя была равна минус 28°С. Продолжительность сушки составила 3,2 часа, массовая доля влаги в сухом сыре 4,0%.

Сухой продукт имеет вид гранул различной формы, легко рассыпающихся при сдавливании. Характеристика сухого сыра: цвет - светло-желтый; вкус и запах - сырный; структура - пористая.

Физико-химические и микробиологические показатели трех образцов сухого сыра, высушенных по примеру 1, 2, 3, приведены в таблице 4 и 5.

Таблица 4 Физико-химические показатели сухих сыров сублимационной сушки
Показатели	Сыр
«Адыгейский»	«Клинковый»	«Семейный»
Массовая доля, %	жира в сухом веществе	44,8±0,5	30,5±0,3	30,0±0,6
влаги	3,9±0,1	4,0±0,2	4,0±0,1
поваренной соли	2,8±0,1	3,0±0,1	2,5±0,1
Активная кислотность рН	5,45±0,03	5,36±0,04	5,06±0,06
Коэффициент набухания, %	2,31±0,05	2,5±0,03	2,4±0,03

Таблица 5 Микробиологические показатели сухих сыров сублимационной сушки
Сыр	Наличие бактерий группы кишечной палочки, г	Молочнокислые бактерии, КОЕ/г
до сушки	после сушки	до сушки	после сушки
«Адыгейский»	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	(5,7±0,3)·107	(4,5±0,3)·105
«Клинковый»	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	(2,9±0,4)·107	(6,3±0,2)·105
«Семейный»	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	не выявлены в 1; 0,1; 0,01	(4,1±0,2)·107	(5,1±0,1)·105

Источники литературы

1. Патент № 2039447 Российская Федерация, А23С 19/086. Способ получения сухого сыра / Куцакова В.Е., Хутиева Е.С. - Санкт-Петербурский технологический институт холодильной промышленности. - № 5060299/13; заявл. 26.08.1992; опубл. 20.07.1995.

2. Патент № 2218797 Российская Федерация, А23С 19/086. Способ получения сухого вспененного сыра «Хрустер» / Пензин В.В., Музалевский А.Н. - № 2002102736/13; заявл. 28.01.2002; опубл. 20.12.2003.

3. Патент № 2078515 Российская Федерация, А23С 19/086. Способ производства сухого плавленого сыра / Краева Н.Н., Самодуров В.А., Тарасюк В.И., Полянин А.Н., Мурашова P.M. - № 94030557/13; заявл. 11.08.1994; опубл. 10.05.1997.