Sirarstvo-proizvodnja nastavak - PBF

SOLJENJE SIRA
Za suho soljenje sireva:
- koristi se kuhinjska sol (NaCl):
- suho soljenje gruša– sitnija sol
- suho soljenje oblikovanog sira – krupnija sol
Za soljenje večine sireva – koristi se salamura
feta
- otopina
NaCl-a
u vodi
ili
sirutki
1
Za sireve s plemenitim plijesnima:
- primjenjuje se suho soljenje i/ili salamurenje
Održavljanje mikrobiološke kvalitete salamure:
• pasterizacija salamure
(izmjenjivači topline od nehrđajućeg čelika)
• dodatak inhibitorne tvari rasta bakterija
(H 2 O 2 , Na ili K-sorbat, Delvocid, ovisno o propisima)
• prolaz salamure kroz ultraljubičasto svjetlo
Novije - BF ili MF (pročišćavanje salamure)
2
1

Trajanje salamurenja sira ovisi:
- o koncentraciji soli u salamuri
- kiselosti i T salamure
- veličini i površini sira (masi)
- željenoj količini prisutne soli
- vrsti sira (udjelu vode i masti)
Uvjeti salamurenja sireva
Vrsta Koncentracija T salamure Kiselost Trajanje
sira NaCl (%) ( o C) ( o SH) soljenja
ementaler 20-23 10-14 10-15 3-5 dana
gouda 18-22 14-16 18-20 3-4 dana
edamac 17-20 11-14 18-20 3-4 dana
tilzit 16-20 14-16 16-18 40-42 sata
kamamber 14-17 17-20 12-25 2-4 sata
3
Za sireve u salamuri (tipa Feta) :
• obično se koristi 10-15%-tna otopina soli
• zriju u salamuri 2-3 tjedna (pri 12-14 o C)
• čuvaju se u salamuri ili ulju (2- 5 °C) i do godinu dana
Udjel soli u različitim vrstama sira
Tip sira Koncentracija soli (%)
zrnati svježi (Cottage) 0,25-1,0
ementaler 0,4-1,2
gouda 1,5-2,2
čedar 1,75-1,95
limburger 2,5-3,5
gorgonzola 3,5-5,5
drugi plavi sirevi 3,5-7
feta 3,5-7
4
2

Trajanje salamurenja najviše ovisi:
• o vrsti sira (kakvoći sirne mase, pH- vrijednosti)
• o veličini i tvrdoći sira (veći i tvrđi sirevi, dulje trajanje)
• o koncentraciji soli i T salamure
Tipični tvrđi sirevi (velike mase, oko 40-50 kg):
- mogu se salamuriti i do 7 dana (ementaler)
- tradicionalni parmezan (oko 15-20 dana)
5
Sol u siru ima višestruku ulogu:
n
n
n
n
n
n
n
n
utječe na tijek zrenja sira
sudjeluje u nastanku arome sira
smanjuje količinu vode u njemu
utječe na oblikovanje kore sira
pospješuje bubrenje proteina
pomaže nastanku plastičnosti tijesta
djeluje selektivno na mikrofloru sira
značajno utječe na trajnost sira
Nakon salamurenja provodi se:
- blago dosušivanje sira
(u komorama ili tunelskim sušnicama)
- postepeno zrenje sira (u zrionicama)
6
3

ZRIONICA
UVJETI ZRENJA I NJEGA SIREVA
Zrionice – posebne prostorije:
- moraju imati povoljnu klimu
(T, Rv i protok zraka)
- moraju imati povoljnu opremu
(ovisno o tipu ili vrsti sira)
10
7
Kakvoća nezrelog sirnog tijesta:
- ovisi o udjelu m.m., vode, soli i pH
- nezreli sirevi su bez boje i arome
- bez svojstvenih karakteristika:
• poput “gumaste mase” (tvrđi sirevi)
• poput “kredaste mase” (naki mekši sirevi)
Vrlo opčenito pravilo:
• mekši sirevi – zriju pri nešto ↑T i kraće vrijeme
• tvrđi sirevi – zriju pri nešto ↓T i znatno dulje
8
4

Trajanje zrenja ovisi o više faktora:
• tipu ili određenoj vrsti sira
• udjelu vode, m.masti i udjelu soli
• prisutnoj mikroflori i pH-vrijednosti
• načinu zrenja (klasično- sir bez folije ili zamotan sir u foliji)
Tijekom trajanja zrenja:
• sireve treba kontrolirati i njegovati
• osigurati nastanak željenih karakteristika sira
9
• Polutvrdi i tvrdi sirevi
Na početku zrenja:
- sireve treba okretati i brisati
(prva 2 tjedna svaka 2-3 dana)
- osigurati postupno dosušivanje sira
(ravnomjerno zrenje/vlaženje ili brisanje)
- osigurati ↓T (oko 10 °C)
Glavno zrenje:
- na nešto ↑T (oko 15 °C)
- najmanje 1-2 mjeseca (polutvrdi)
Tvrđi sirevi:
- zrenje više mjeseci do godinu dana ili dulje, ↓T
10
5

• Sirevi tipa ementaler (najviše zahtjevni):
• predhodno zrenje: 3- 4 tjedna, niže T (8-12 °C)
• glavno zrenje (pr.vrenje): 6-7 tjedana, T (22-25 °C)
• završno zrenje i čuvanje (8-12 °C) / Rv oko 85-90%
Dulje čuvanje - niže temperature !
11
• Sirevi s “mazom” na površini:
• osigurati intenzivnu proteoliza na površini sira
• rast i aktivnost Brevibacterium linens
- prva 2-3 dana (okretanje/brisanje) nastanak tanke pokožice
- prva 2 tjedna zrenja (14-16 °C / Rv oko 90%)
- daljnja 2-3 tjedna zrenja i dulje (10-12 °C)
• dosušivanje ili brisanje “maže” / umatanje u Al-folije
• čuvanje (6-10 °C) pri nižoj Rv (oko 70-75%)
limburger
12
6

• Sirevi u salamuri (tipa Feta):
• zrenje u salamuri (10-15% soli / T ≈ 12-16 °C)
- traje najmanje 2-3 tjedna
• čuvanje pri nižim T (oko 5 °C).
- kontrolirati izgled salamure (mora biti bistra)
- kontrolirati izgled sira (željena proteoliza)
• čuvanje u salamuri (>16% soli /oko 2 °C) i do godine dana
13
• Sirevi s plemenitom plijesni:
• osigurati rast bijele plijesni - na površini sira:
(kamamber, bri) (mrežaste police)
- osigurati prosušenu površinu sira
(pri 18-20 °C/tijekom 24 sata)
- ravnomjerni pristup zraka (Rv, 75-80%)
- osigurati rast i aktivnost kulture (pH)
- zrenje (10-14 °C/ Rv, 85-90%)
- rast plijesni počinje (za 10-14 dana)
- bijela plijesan (nakon 30 dana)
- umatanje sira u aluminijske folije
• čuvanje pri nižim T
u zaštitnoj ambalaži - do prodaje
14
7

• osigurati rast plave plijesni - unutar sira:
(rokfor, gorgonzola, stilton)
• osigurati pristup zraka (bušenje iglama)
ili inokulirati kulturu u sir injekcijama
- nakon 2-3 tjedna (rokfor i gorgonzola)
- nakon 5- 6 tjedana (stilton)
• zrenje (10-13 °C / Rv, 90-95%)
(pojava plijesni za 8-10 dana/ max. rast za oko 30-90 dana)
• umatanje prosušenih sireva u aluminijske folije
• čuvajnje
pri nižim T
do prodaje
15
16
8

BIOKEMIJSKI PROCESI
TIJEKOM ZRENJA SIREVA
- niz biokemijskih, kemijskih i fizikalno-kemijskih promjena
(u sirnoj masi)
- proces sazrijevanja sirne mase u zreli sir
(nastanak određenih karakteristika)
Zrenje
Paškog sira
u Paškoj sirani
17
Zrenje sira uzrokuje bezbroj čimbenika:
• zaostali enzimi pripravaka za sirenje
(10-20% od dodanih - ostalo u sirutku)
• prirodni enzimi mlijeka
(djelomice važni/ plazmin i LPL -kazeina)
• enzimi primarne kulture BMK
(izlučeni nakon ugibanja i lize stanica)
• sekundarna kultura i njeni egzogeni enzimi
(Propionibacterium spp., B. linens, Penicillium spp.)
• enzimi prirodne mikroflore mlijeka
(ili pristigle za vrijeme proizvodnje sira)
• enzimi sekundarne mikroflore sira
18
9

Glavni biokemijski procesi:
• Primarna zbivanja:
- glikoliza, proteoliza i lipoliza
(tijekom proizvodnje i tijekom zrenja sira)
- propionsko vrenje (tijekom zrenja- ementalera/ grojera)
• Sekundarna zbivanja:
- transformacije nastalih produkata razgradnje
(tijekom duljeg zrenja sira)
- aminokiselina (dezaminacija, dekarboksilacija i desulfurizacija)
- masnih kiselina (β- oksidacija )
- esterifikacija nastalih produkata
(modifikacija temeljne strukture - teksture sira)
19
PRIMARNO ZRENJE SIREVA
(a) tijekom proizvodnje i (b) u zrionici
(a)
(b)
20
10

SEKUNDARNO ZRENJE SIREVA
(u zrionici)
21
Sekundarna mikroflora sireva
Tip MO Tip sira
Plijesni
Plijesni
Penicilium camemberti
Geotrichum candidum
zreli s bijelom plijesni na površini
(bri, kamamber)
Kvasci
Kvasci
Penicilium roqueforti
Kluyveromyces lactis
Saccharomyces cerevisiae
Candida utilis
Debaryomyces hansensii
Rhodosporidium
infirmominiatum
plavi, zreli s plijesni unutar tijesta
(danski plavi, rokfor, stilton)
plavi; zreli, meki s plijesni i s crvenim
mazom, isprana kora
Bakterije Corynebacteria (B. linens)
Bakterije Micrococcus spp.
Lactobacillus spp.
Pediococcus spp
Propionibacterium spp.
zreli s crvenim mazom, isprana kora
tvrdi i polutvrdi
Švicarski tip (ementaler i grojer)
22
11

Relativni značaj izvora enzima za proteolizu sira
Tip sira
BMK
Plijesni
sirilo plazmin mezofilne/termofilne Corynebacteria bijele / plave
Kamamber ++ +/- ++ - ++ ++ -
Gouda tip +++ +/- +++ - - - -
Čedar tip +++ - +++ - - - -
Ementaler +/- ++ +/- ++ - - -
Grojer +/- ++ +/- ++ + - -
Provolone +/- + - ++ - - -
Rokfor ++ +/- ++ - - - +++
Gorgonzola ++ +/- ++ + - +++
Lipoliza – jedino djelomice poželjna
u sirevima s plemenitim plijesnima i kod zrele fete
23
AROMA SIREVA
(aroma) - ovisi o vrsti mlijeka ; vrsti kulture, sekundarnoj mikroflori
- stupnju zrenja ; uvjetima zrenja i čuvanja- (vrsta sira) !
24
12

21
ZAMATANJE I ZAŠTITA SIREVA
Polutvrdi ili tvrdi sirevi:
• mogu se premazati:
- obojenim parafinom
- sintetičnim premazima
- sadrže tvari s antimikrobnim djelovanjem
(natamicin/pimaricin, sorbinska, propionska i benzojeva kiselina / ili soli)
- uljem (parmezan, ementaler, Paški sir)
25
• mogu se zamotati u folije
(obojene ili neobojene):
- polivinil (PVC, PVDC)
- polistiren (PS) ili dr.
- pod vakuumom
- u struji inertnog plina
(N 2
; N 2
+ CO 2
)
26
13

Polumeki ili meki sirevi:
• zamataju se:
- pergament papirom ili celofanom
- najčešće aluminijskom folijom
• ulažu u kartonske ili drvene kutije
(zaštita oblika sira i omotnog materijala - pri transportu)
• pakiraju - u plastičnu ambalažu (folije ili plastične posude)
(svježi meki sirevi i sirni namazi)
- u plastične, drvene ili metalne posude
(sirevi u salamuri)
27
Ambalaža sira (Pravilnik)
- mora sadržavati naljepnice s potrebnim podacima:
- naziv sira (vrsta korištenog mlijeka)
- sastav sira (% suhe tvari, % masti u suhoj tvari...)
- datum proizvodnje/trajnosti (ovisno o vrsti sira)
kačkavalj
SKLADIŠTENJE
SIREVA
• niske T
Jako tvrdi (9 mj); tvrdi (6 mj); polutvrdi (4 mj); polumeki (1,5 mj) - pri 5 o C
- sirevi s plemenitim plijesnima (nekoliko dana ili puno dulje- pri 0-1 o C) 28
14

Produljenje trajnosti sira:
Zamrzavanje (u zaštitnoj ambalaži):
- brzo zamrzavanje (-15 do -40 °C)
- postupno odmrzavanje (hladniji prostor)
Dimljenje (samo neke vrste) uzrokuje:
- izlučivanje masti na površinu sira (zaštita od plijesni)
- evaporaciju vlage iz sira (smanjenje prinosa)
• uklapanje dimnih para (fenolne tvari)
• okus i miris sira (aroma)
• zaštitno djelovanje (↑trajnost)
Čuvanje u ulju ili salamuri (> 16% soli):
- osigurati niske T i hermetičko pakiranje
29
Čedar sir
- star 70 god
- proizveden 1926. u Cornellu
pod nadzorom prof. Ayresa
- čuvan u salamuri
- dobar izgled gruša
- bez izrazite proteolize
- bistra salamura
30
15

MOGUĆE MANE SIREVA
Konzistencija:
krto, drobljivo, nepovezano tijesto
žilavo ili premeko do gnjilo tijesto
Okus i miris:
preslani, prekiseli, užegli, bez okusa i mirisa
gorki - prejaka proteoliza (gorki peptidi), lipoliza,
(previše sirila ili CaCl 2 , oksidacija m. kis.)
Opći izgled:
bez boje, nejednolike boje (šareno tijesto)
predebele kore, presluzavi, neželjene plijesni
31
Rano “nadimanje” sireva:
• koliformne bakterije, kvasci
Kasno “nadimanje” sireva:
• sporogene bakterije Clostridium
Sirni rak:
• Penicillium brevicaule
Clostridium tyrobutyricum
Kontaminacija patogenom:
• Listeria monocytogenes
- dobro raste i pri ↓T i dugo preživljava
(sir rizičan po zdravlje ili život potrošača)
32
16

Na kori tvrdih sireva : paraziti
(prostorije s malo vlage)
Tyroglophus farinae (šugarac)
(nastaju naslage debele nekoliko milimetara)
33
Prijavljene zaraze uzrokovane sirevima (1980. -1995.)
(Stanley, 1998.)
1985 SAD
1983-1987,
Švicarska
1995,
Francuska
1984, Kanada
1985,
Švicarska
1989, Engleska
1989, SAD
1993,
Francuska
Patogeni MO
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes
Salmonella typhimurium
Salmonella typhimurium
Salmonella dublin
Salmonella javiana i
Salmonella oranienberg
Salmonella paratyphi
N slučajeva
> 142
> 122
20
2700
> 40
42
164
273
N smrti
48
34
4
1
0
0
0
1
Vrsta sira
Mexican-style a
Vacherin Mont
d'Or sir b
Brie de Meaux b
Čedar b
Vacherin Mont
d'Or sir b
Irski meki sir b
Mozzerella
Sirevi od kozjeg
mlijeka b
34
17

Prijavljene zaraze uzrokovane sirevima (1980. -1995.)
(Stanley, 1998)
Patogeni MO
N slučajeva
N smrti
Vrsta sira
1983,
Nizozemska,
Danska,
Švedska, SAD
Escherichia coli
> 3000
NP
Brie c
1994, Škotska
Escherichia coli
> 20 ¤
0
Lokalni, domaći b
1984 – 1985,
Škotska
Staphylococcus aureus
> 13
0
Sir od ovčjeg
mlijeka b
1988-1989,
Engleska
Staphylococcus aureus
155
0
Stilton b
1995, Malta
Brucella melitensis
35
1
Meki sir b
a) pasterizirano+ nepasterizirano mlijeko NP = neprijavljeno
b) nepasterizirano mlijeko c) mnogi Brie od nepasteriziranog mlijeka
Infektivna doza patogene Escherichia coli 0 157:H7 (smatra se već 10 stanica)
35
Tijekom sekundarnih procesa zrenja
(dekarboksilacijom aminokiselina)
- mogu nastati biogeni amini u siru:
- mogu uzrokovati povećanje krvnog tlaka (tiramin)
ili smanjenje (histamin) te neke pseudoalergije
Koncentracija nekih amina u sirevima (mg/100 g)
Tip sira Tiramin Histamin
Parmezan 0,4-29 0- 58
Ementaler/grojer 3-73 1- 94
Čedar 35-109 4- 27
Gouda/edamac 0- 60 0- 90
“Sindrom sira” - migrena nakon konzumacije sira (↑ tlak)
- nedostatak enzima monoamin oksidaze
36
18

RAZVOJ I DOSTIGNUĆA
U PROIZVODNJI SIREVA
Svrha istraživanja:
• usavršavanje procesa proizvodnje
• poboljšanje senzorskih svojstava sira
• produljenje trajnosti sireva
• poboljšanje hranjive i zdravstvene vrijednosti sira
Mlijeko - sirovina:
- velika mikrobiološka kakvoća (BF/MF)
- standardizacija omjera kazein/m.m.
Mikrobne kutlure:
- selekcionirane vrste i sojevi posebnih odlika
(genetički inženjering)
- primjena probiotičkih bakterija
37
Grušanje mlijeka:
- izravno kiseljenje mlijeka
(kraće trajanje proizvodnje i bolja konzistencija mekih sireva)
- primjena mikrobnih pripravaka za sirenje
(↑ proteolitička aktivnost)
- rekombinacija kimozina (genetička DNA - rekombinacija)
Sirevi s malo masti:
- veći stupanj separacije m.m.
(dijetalni sirevi/ “light” proizvodi)
- uvođenje zamjena za m.m.
(na bazi usitnjenih čestica koncentrata proteina sirutke)
38
19

Ubrzanje zrenja sira i/ili poboljšanje arome:
- dodatak ekstrahiranih pripravaka enzima
(proteaze/lipaze, ekstrahirane od jakih proteolita/lipolita)
- dodatak koncentriranih aroma (pojedinog sira)
- dodatak drugih aroma (nekih biljaka, povrća ili čak vina)
Mehanizacija u proizvodnji sira (oprema i kontrola):
- unapređenje opreme:
automatizirane kade za sirenje ili “čedarizaciju”
automatizirani separator sirutke
automatizirano prešanje, rezanje i salamurenje sira
potpuna mehanizacija i automatizacija u zrionici
- automatizacija kontrole procesa:
mjerni instrumenti čvrstoće gela/ zrelosti sira
praćenje pH tijekom procesa proizvodnje sira
- kontinuirane linije za proizvodnju sira
39
Materijali i oprema za pakiranje:
• plastika koja će zaštititi sir (a neće onečistiti okoliš)
• primjena modificirane atmosfere pakiranja
(sigurniji proizvod i veća trajnost)
Uvođenje novih postupaka:
• primjena termalizacije svježeg sira
• primjena mikrofiltracije (MF)
- izbjegavanje nadimanja sira
- lakša kontrola i kraće trajanje zrenja
- produljenje trajnosti sira
• primjena ultrafiltracije (UF)
(veći prinos, uštede, zadržavanje proteina sirutke)
40
20

PRIMJENA ULTRAFILTRACIJE (UF)
U proizvodnji mekših sireva (UF -patent “MMV”, 1969.)
- svježeg sira, zrnatog svježeg (Cottage cheese)
- sireva feta, kamamber, mocarela i rikota (Fcv ≈ 2X)
U proizvodnji tvrđih sireva- neke modifikacije (Fcv ≈ 3- 5X)
- primjena dijafiltracije (DF)
(ispiranje laktoze/miner. tvari- iz koncentrata)
- zakiseljavanje mlijeka prije ili nakon UF
(veća topljivost mineralnih tvari, osobito Ca)
- dodatak NaCl-a tijekom UF
(smanjenje udjela kalcija u koncentratu)
- primjena prethodne MF
(odvajanje bakterija i spora; veći kapacitet UF)
41
Primjena ultrafiltracije u proizvodnji sira
(Kazein)
(Kazein+proteini sirutke)
42
21

Prednosti UF u proizvodnji sira:
• ujednačena kakvoća sira (usklađen omjer proteini / mast)
• povećanje prinosa sira (za 13-35%, ovisno o vrsti sira)
• ušteda utroška m.m. (za 1,5 - 1,7%)
• manja količina kulture i sirila (i do 50%)
• nepotreban dodatak CaCl 2 (pri sirenju mlijeka- sirilom)
• manje gubitaka sirne prašine i m.m. (manje sirutke)
• ušteda radne snage (kontinuirane linije i automatizacija)
• povećanje kapaciteta proizvodnje sira
• produljenje trajnosti sira (kombinacija MF/UF)
• povećanje hranjive vrijednosti sira (zadržani proteini sirutke )
43
Kontinuirana linija za proizvodnju sira- primjenom UF
sirenje
1. Spremnik za mlijeko 5. Spremnik za miješanje 10. Kalupljenje sira
2. Prethodna obradba 6. Crpka za doziranje 11. Ocijeđivanje sirutke
uz termalizaciju 7. Statička mješalica i okretanje sira
3. Modul za ultrafiltraciju 8. Spremnik za sirenje 12. Oslobađanje sira od kalupa
4. Naknadna obradba uz 9. Naprava za rezanje 13. Salamurenje sira
pasterizaciju (UF-koncentrat) i miješanje gruša 14. Zrenje sira
44
22

PRINOS SIREVA
Stvarni prinos sira (RANDMAN), prije i nakon zrenja:
masa proizvedenog sira (kg )
od 100 L ili 100 kg mlijeka
m (sir)
Prinos sira (%) = X 100
m (mlijeko) ili V (mlijeko)
m (mlijeko) = V (mlijeko) ⋅ ρ (mlijeko)
m - masa (kg); V - volumen (L); ρ - gustoća (kg/L)
45
Pretpostavljeni prinos (teorijski):
može se izračunati prema analitičkim podacima
prema udjelu suhe tvari mlijeka, sira i sirutke
(ili udjelu proteina ili udjelu m.m.)
m (sir) =
m (mlijeka) ⋅ w (s.t. mlijeka) – m (sirutke) ⋅ w (s.t. sirutke)
w (s.t. sira)
m – masa izražena u kg
w – postotni udjel (%)
s.t. – udjel suhe tvari (%) → ili udjel proteina (%) ili m. m.(%)
46
23

Uspješnost proizvodnje (manji m sira):
- razlika teorijskog (pretpostavljenog)
i ostvarenog (stvarnog) prinosa = m sira
Tako se prinos sira (djelotvornost) može prikazati:
1. m (sir) 3. m (sir)
m (mlijeko)
m (proteini mlijeka)
2. m (sir) 4. m (sir)
m (suha tvar mlijeka)
m (mast mlijeka)
47
Prinos nekih sireva (%)
Vrsta sira Udjel m.m./st. Prinos (%)
Ementaler 45 8,4- 9,0
Edamac/ gouda 45 9,0- 10,0
Edamac/ gouda 20 7,8- 8,0
Tilzit 45 9,2- 10,2
Tilzit 20 8,0 - 8,5
Bri 50 13,0- 14,0
Kamamber 45 11,0- 13,1
Limburger 20 9,4- 10,5
Limburger 40 10,7- 12,0
Romadur 45 11,0- 12,8
Svježi sir- jako masni 60 18,0- 20,0
- polumasni 45 16,0- 18,0
- posni 10 10,0- 12,0
Prinos
Fete (ovčje)
nakon 15-20 d.
zrenja (≈ 30%)
Prinos
Roquefort-a
(≈ 25 kg/100kg
ovčjeg mlijeka)
Prinos
Paškog sira
(≈ 15-17%)
Prinos
Parmezana
(≈ 5-7%)
48
24