Food-Info.net> Produkty żywnościowe > Produkty mleczne

Produkcja serów

Do produkcji większości serów na świecie używa się mleka krowiego, choć szeroko stosowane jest także mleko innych zwierząt, w szczególności kóz i owiec. Jakość mleka używanego w (pół-) przemysłowym wyrobie sera podlega w Europie rygorystycznym kontrolom. Większość serów wytwarza się z mleka pasteryzowanego o różnej zawartości tłuszczu. Jeśli używa się mleka niepasteryzowanego, ser musi dojrzewać przynajmniej 60 dni w temperaturze nie niższej niż 4°C, aby zapewnić bezpieczeństwo mikrobiologiczne. Wymagania dotyczące procesu pasteryzacji mleka używanego do wyrobu specyficznych gatunków sera podlegają zróżnicowanym regulacjom w poszczególnych krajach.

W produkcji sera wyróżnić można szereg etapów, które są wspólne dla większości typów sera.

Do mleka kotłowego, poddanego obróbce wstępnej, dodaje się kultury bakterii odpowiednie dla danego typu sera a następnie miesza z podpuszczką. Podpuszczka powoduje koagulację mleka, tj. jego przejście w żel, powszechnie zwany skrzepem. Skrzep tnie się specjalnymi ostrzami w niewielkie kostki o ściśle określonych wymiarach głównie po to, by ułatwić wyciek serwatki. Podczas dalszej obróbki skrzepu namnażają się bakterie, które wytwarzają kwas mlekowy. Ziarno serowe miesza się i jednocześnie ogrzewa zgodnie z ustalonym wcześniej programem.

Łączny efekt wszystkich tych trzech przemian/zabiegów – wzrostu bakterii, obróbki mechanicznej i cieplnej ziarna – prowadzi do synerezy, czyli oddzielenia serwatki od ziarna serowego. Uzyskana w ten sposób gęstwa serowa jest umieszczana w metalowych, drewnianych lub plastikowych formach, które nadają odpowiedni kształt sera. Następnie ser jest prasowany, pod wpływem własnego ciężaru lub częściej przy użyciu dodatkowego ciśnienia. Obróbka na etapie tworzenia skrzepu oraz prasowania masy serowej określa właściwości produktu. Z kolei cechy sensoryczne, tj. smak i zapach, kształtują się podczas procesu dojrzewania.

Poszczególne etapy produkcji sera omówiono poniżej.

Pasteryzacja

Zanim rozpocznie się właściwa produkcja sera, mleko jest zwykle poddawane wstępnej obróbce, która ma na celu wytworzenie optymalnych warunków produkcji.

Mleko przeznaczone do wyrobu serów dojrzewających ponad miesiąc zazwyczaj jest pasteryzowane, choć nie jest to konieczne.

Mleko przeznaczone na sery niedojrzewające (świeże) musi być pasteryzowane. Oznacza to, że pasteryzacja mleka przeznaczonego na sery, które wymagają co najmniej miesięcznego okresu dojrzewania w większości krajów nie jest wymagana.

Mleko przeznaczone na sery typu Ementaler, Parmezan czy Grana i niektóre twarde rodzaje serów nie może być ogrzewane w temperaturze powyżej 40°C, gdyż zmieni się ich smak, aromat lub wyodrębni się serwatka. Mleko przeznaczone dla tych typów sera pochodzi zwykle z wyselekcjonowanych farm mlecznych z częstymi inspekcjami weterynaryjnymi stad.

Mimo, że sery produkowane z niepasteryzowanego mleka mają lepszy smak i aromat, dla bezpieczeństwa zdrowotnego większość producentów pasteryzuje mleko (z wyjątkiem produkcji serów bardzo twardych).

Pasteryzacja musi być na tyle skuteczna, aby zinaktywować bakterie mogące mieć niepożądany wpływ na jakość sera, np. pałeczki grupy coli, które mogą wywoływać wczesne wzdęcia sera oraz niepożądany smak sera. Najczęściej stosuje się pasteryzację w temp. 72-73°C w czasie 15-20s. Jednakże formy przetrwalne mikroorganizmów, które przetrzymały pasteryzację mogą powodować poważne problemy podczas procesu dojrzewania. Jednym z przykładów są bakterie Clostridium tyrobuctyrium, które wytwarzają kwas masłowy i dużą ilość wodoru w czasie fermentacji kwasu mlekowego. Gaz ten całkowicie niszczy strukturę sera, wywołując tzw. późne wzdęcia, a kwas masłowy nadaje produktowi niepożądany smak.

Bardziej intensywna obróbka cieplna zredukowałaby te niekorzystne zjawiska, ale również niekorzystnie wpłynęłaby na właściwości mleka jako surowca do produkcji sera. Stosuje się zatem inne środki redukcji liczebności bakterii termostabilnych.

W tradycyjnym procesie wytwarzania sera, do mleka dodaje się pewne związki chemiczne, aby zapobiec wzdęciom i pojawianiu się niepożądanego smaku wywołanego przez ciepłoodporne, przetrwalne formy bakterii (głównie Clostridium tyrobutycurum ). Najpowszechniej stosowanym związkiem chemicznym jest azotan sodu (NaNO₃), aczkolwiek przy wyrobie sera typu Ementaler używany jest także nadtlenek wodoru (H₂O₂). Ponieważ stosowanie substancji chemicznych spotyka się z powszechną krytyką, stosuje się mechaniczne metody redukcji liczby niepożądanych mikroorganizmów (baktofugacja), szczególnie w krajach, gdzie zakazane jest stosowanie konserwantów chemicznych.

Kultury starterowe

Kultury starterowe są bardzo ważne podczas wyrobu sera, ponieważ spełniają kilka zadań. W produkcji serów są używane dwa typy kultur bakterii:

- kultury mezofilne – ich temperatura optymalna to 20-40°C

- kultury termofilne – rozwijają się w temperaturze do 45°C

Najczęściej używa się mieszanych kultur wieloszczepowych. W tych kulturach, dwa bądź więcej szczepów obu rodzajów bakterii, mezofilnych i termofilnych żyją w symbiozie tj. wywierają na siebie wzajemnie korzystny wpływ. Te kultury nie tylko wytwarzają kwas mlekowy, ale także związki zapachowe oraz dwutlenek węgla, odpowiedzialny za tworzenie się oczek w serach. Przykładem są sery typu Gouda, Manche i Filister wytwarzane z udziałem kultur mezofilnych oraz sery z udziałem kultur termofilnych takie jak Gruyer .

Pojedyncze kultury bakterii są głównie stosowane w celu wytworzenia kwasu i doprowadzenia do degradacji białek. Przykładem są tutaj sery Cheddar i jemu podobne .

Podczas wyrobu sera zasadnicze znaczenie mają trzy cechy kultur starterowych:

- zdolność do produkcji kwasu mlekowego,

- zdolność do degradacji białek oraz, gdy jest to istotne,

- zdolność do produkcji dwutlenku węgla.

Podstawowym zadaniem kultur starterowych jest wytworzenie kwasu w skrzepie.

Gdy mleko koaguluje, komórki bakterii koncentrują się w skrzepie, a przez to w serze. Wzrost stężenia kwasu obniża pH, co ma istotne znaczenie przy wspomaganiu synerezy (obkurczanie się żelu, któremu towarzyszy wyciek serwatki).

Ponadto uwalniane są sole wapnia i fosforu, co wpływa na konsystencję sera i poprawia zwartą strukturę skrzepu. Inna ważną funkcją pełnioną przez bakterie kwaszące jest hamowanie wzrostu mikroflory przeżywającej pasteryzację lub będącej wynikiem wtórnego zakażenia mleka, fermentującej laktozę i wrażliwej na obecność kwasu mlekowego. Produkcja kwasu mlekowego ustaje, kiedy cała laktoza zawarta w serze (z wyjątkiem serów miękkich) ulegnie przefermentowaniu. Fermentacja mlekowa jest stosunkowo krótkotrwała. W przypadku niektórych typów sera (np. Cheddar), musi zakończyć się przed jego prasowaniem, a w innych - przed upływem tygodnia.

Jeżeli kultura starterowa zawiera również szczep wytwarzający CO₂ na drodze fermentacji cytrynowej, zakwaszaniu skrzepu towarzyszy produkcja gazu . Użycie kultur mieszanych ze zdolnością do wytwarzania CO₂ jest niezbędne w produkcji serów o regularnym bądź nieregularnym oczkowaniu.

Początkowo, wydzielany gaz rozpuszcza się w wodnej fazie sera, a kiedy roztwór nasyci się, tworzy oczka w masie sera.

Proces dojrzewania twardych i pewnych półtwardych gatunków sera jest wynikiem współdziałania natywnych enzymów proteolitycznych mleka, enzymów kultur bakteryjnych oraz podpuszczki.

Dodatki do mleka stosowane przed formowaniem skrzepu

Chlorek wapnia (CaCl₂)

Jeśli mleko przerobowe jest zbyt słabej jakości, skrzep będzie miękki. Prowadzi to do dużych strat kazeiny oraz tłuszczu, a także słabej synerezy serwatki. W celu utrzymania stałego czasu koagulacji i uzyskania wystarczająco zwartego skrzepu powszechnie stosuje się dodatek 5-20g chlorku wapnia na 100 kg mleka. Dodanie nadmiaru chlorku wapnia może spowodować zbytnie stwardnienie skrzepu, co z kolei utrudniłoby jego pokrojenie.

Podczas wyrobu serów chudych, jeśli jest to dozwolone, jeszcze przed dodaniem CaCl₂, do mleka dodaje się fosforan disodowy (Na₂PO₄), zwykle 10-20g/kg. Tworzy się wtedy koloidalny fosforan wapnia Ca₃(PO₄)₂, który pełni rolę podobną do kropli tłuszczu mleka uwięzionych w skrzepie, zwiększając elastyczność koagulatu.

Dwutlenek węgla (CO₂)

Dodatek CO₂ jest jedną z metod poprawiających jakość mleka przeznaczonego do wyrobu sera. CO₂ występuje naturalnie w mleku, ale większość gazu uwalnia się podczas procesów technologicznych. Dodatek CO₂ ze źródeł zewnętrznych obniża pH mleka o 0,1- 0,3 jednostki, co w następstwie powoduje skrócenie czasu koagulacji. Działanie dwutlenku węgla umożliwia uzyskanie podobnego czasu koagulacji z dodatkiem mniejszej ilości podpuszczki.

Saletra potasowa (NaNO₃ lub KNO₃)

Jeśli mleko do wyrobu sera zawiera bakterie kwasu masłowego (Clostridium) i/lub pałeczki okrężnicy, mogą pojawić się zaburzenia procesu fermentacji.

Saletra potasowa (azotan sodu lub potasu) może wstrzymać wzrost tych bakterii, ale dawka soli musi zostać dokładnie ustalona w zależności od składu chemicznego mleka i przebiegu procesu technologicznego. Nadmiar saletry potasowej zahamuje też wzrost kultur starterowych. Ponadto, zbyt duża dawka saletry potasowej może negatywnie wpływać na dojrzewanie sera, czy wręcz całkowicie zatrzymać ten proces.

Saletra potasowa w wysokich dawkach może odbarwiać ser powodując przebarwienia w postaci czerwonawych smug oraz zmienić jego smak. Maksymalna dozwolona dawka wynosi ok. 30g saletry potasowej na 100kg mleka.

W przeszłości stosowanie saletry potasowej wzbudzało kontrowersje z medycznego punktu widzenia, a w niektórych krajach jest zabronione.

Farby serowarskie

Barwa sera jest w dużym stopniu zdeterminowana przez zabarwienie tłuszczu mlekowego. Z tego powodu podlega sezonowym zmianom. Barwniki takie jak karoten i orleana, czyli naturalny barwnik anatto, są stosowane do poprawienia wspomnianych wyżej sezonowych zmian barwy w krajach, gdzie barwienie jest dozwolone.

Na przykład do sera z przerostem pleśni stosowany jest chlorofil (barwnik kontrastowy), w celu uzyskania jasnej barwy jako kontrastu dla pleśni.

Podpuszczka

Oprócz serów niedojrzewających, takich jak serek wiejski oraz twaróg, w których skrzep uzyskuje się na drodze koagulacji kwasowej mleka, cały proces wyrobu sera zależy od formowania skrzepu poprzez działanie podpuszczki lub innych enzymów koagulujących.

Koagulacja kazeiny jest najważniejszym procesem podczas produkcji sera. Do koagulacji najczęściej stosuje się podpuszczkę, choć można wykorzystać inne enzymy proteolityczne, a także zakwaszenie kazeiny do punktu izoelektrycznego (pH 4.6 – 4.7).

Aktywnym składnikiem podpuszczki jest enzym nazywany chymozyną, zaś koagulacja następuje krótko po dodaniu podpuszczki do mleka. Istnieje kilka teorii na temat mechanizmu tego procesu i nawet obecnie nie jest on w pełni wyjaśniony. Dyskusji nie podlega natomiast fakt, że proces ten odbywa się w kilku etapach, a mianowicie:

- transformacja kazeiny do parakazeiny pod wpływem podpuszczki,

- wytrącenie parakazeiny w obecności jonów wapnia.

Przebieg procesu jest uwarunkowany temperaturą, kwasowością i zawartością wapnia w mleku, oraz innymi czynnikami. Optymalna temperatura dla działania podpuszczki wynosi około 40˚C, ale w praktyce wykorzystywane są niższe temperatury w celu uniknięcia nadmiernej twardości skrzepu.

Podpuszczka jest ekstrahowana z żołądków cieląt i w handlowej postaci jest roztworem o mocy

1:10 000 do 1:15 000, co oznacza, że jedna część podpuszczki może skoagulować przez 40 minut 10 000 – 15 000 części mleka w temperaturze 35˚C. Używana jest też podpuszczka wołowa i wieprzowa, często w połączeniu z podpuszczką cielęcą (w stosunku 50:50, 30:70, itp.). Podpuszczka w postaci sproszkowanej wykazuje 10-krotnie wyższą moc niż podpuszczka płynna.

Około 50 lat temu rozpoczęto badania nad substytutami podpuszczki zwierzęcej. Prace badawcze prowadzono głównie w Indiach i Izraelu z powodu niespożywania przez wegetarian sera wytwarzanego z użyciem podpuszczki zwierzęcej. W krajach muzułmańskich stosowanie podpuszczki w ogóle nie jest dozwolone, co było dodatkowym ważnym powodem poszukiwania odpowiednich jej zamienników. Zainteresowanie substytutami istotnie wzrosło w ostatnich latach z powodu niedostatku podpuszczki zwierzęcej o zadowalającej jakości.

Istnieją dwa główne typy zastępczych koagulantów:

- enzymy koagulujące pochodzenia roślinnego,

- enzymy koagulujące otrzymywane z mikroorganizmów.

W badaniach wykazano, że zdolności koagulacyjne enzymów roślinnych są ogólnie rzecz biorąc dobre. Wadą ich jest to, że ser gorzknieje podczas przechowywania.

Zbadano także różnego rodzaju bakterie i pleśnie, a wytwarzane przez nie enzymy koagulujące występują pod różnymi nazwami handlowymi. W ostatnich latach metodami inżynierii genetycznej otrzymano podpuszczkę o właściwościach tożsamych z cielęcą i obecnie jest poddawana dokładnym badaniom pod kątem bezpieczeństwa żywieniowego.

Krojenie skrzepu

Czas koagulacji mleka z użyciem podpuszczki wynosi zwykle około 30 minut. Przed krojeniem skrzepu, przeprowadzany jest prosty test, aby ustalić skuteczność wydzielania serwatki. W tym celu, nóż zagłębia się w skrzepie, a następnie przesuwa powoli ku górze, aż do momentu pojawienia się właściwego załamania. Skrzep jest gotowy do krojenia, gdy zauważy się na nim załamanie przypominające rysę na szkle. Odpowiednie krojenie umożliwia otrzymanie ziarna serowego o wymiarach 3–15mm w zależności od typu sera. Im wymiary ziarna są mniejsze, tym niższa jest zawartość wody w uzyskanym z niego serze.

Mieszanie wstępne

Bezpośrednio po krojeniu, ziarno serowe jest bardzo wrażliwe na obróbkę mechaniczną. Z tego powodu mieszanie musi być bardzo łagodne. Jednakże, proces mieszania musi zachodzić dość sprawnie, by utrzymać ziarno zawieszone w serwatce. Jego sedymentacja na dno wanny powoduje tworzenie się grudek. To dodatkowo obciąża mieszadło i zwiększa moc mieszania. Ziarno sera chudego ma tendencję do opadania na dno wanny, dlatego też mieszanie musi być bardziej intensywne niż dla ziarna sera o wysokiej zawartości tłuszczu. Tworzące się grudki mogą wpływać na teksturę sera jak również powodować straty kazeiny w serwatce.

Wstępne oddzielenie serwatki

Dla niektórych gatunków sera, takich jak Gouda i Edamski pożądane jest, aby ziarna serowe pozbawić jak największej ilości serwatki. Ogrzanie gęstwy serowej można uzyskać przez bezpośredni dodatek do niej gorącej wody, co obniża także zawartość laktozy w ziarnie. Aby ograniczyć zużycie energii niezbędnej do pośredniego ogrzania ziarna, niektórzy producenci odprowadzają najpierw z gęstwy część serwatki. Bardzo ważne jest, aby dla tego samego gatunku sera oddzielać te same ilości serwatki. Zazwyczaj jest to 35%, czasami również do 50% objętości wanny.

Ogrzewanie/gotowanie/dogrzewanie

Podczas produkcji sera wymagana jest obróbka termiczna, która reguluje wielkość ziarn i zakwaszenie masy serowej. Wzrost bakterii kwaszących jest ograniczany przez wysoką temperaturę. W ten sposób ogranicza się także produkcję kwasu mlekowego. Poza oddziaływaniem bakteriostatycznym, ciepło sprzyja także obkurczaniu się ziarn serowych i towarzyszącemu wyciekowi serwatki (synerezie).

W zależności od gatunku sera, ogrzewanie może być przeprowadzone następującymi sposobami:

•  wyłącznie przez ogrzewanie przeponowe wanny/kotła parą wodną,

•  przez ogrzewanie przeponowe parą wodną w połączeniu z dodaniem gorącej wody do gęstwy serowej,

•  wyłącznie przez dodatek gorącej wody do gęstwy serowej.

Czas oraz temperatura procesu zależy od metody ogrzewania oraz gatunku sera. Ogrzewanie w temperaturze powyżej 40°C, czasami również nazywane gotowaniem, zwykle przebiega w dwóch etapach. W temperaturze 37-38°C aktywność bakterii mezofilnych kwasu mlekowego ulega zahamowaniu. Wtedy ogrzewanie jest przerywane w celu sprawdzenia kwasowości, po czym jest kontynuowane do uzyskania temperatury końcowej. Powyżej 44°C bakterie mezofilne są całkowicie inaktywowane, natomiast przetrzymywanie w temperaturze 52°C przez 10-20 minut powoduje ich śmierć.

Ogrzewanie w temperaturze powyżej 44°C nazywane jest dogrzewaniem. Niektóre gatunki serów jak Emmentaler, Gruyer, Parmezan czy Grana dogrzewa się w temperaturze dochodzącej do 50-56°C. W takich warunkach, przetrwać mogą tylko bakterie produkujące kwas mlekowy, najbardziej oporne na ogrzewanie, np. Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, które są bardzo ważne w kształtowaniu właściwości sera gatunku Ementaler.

Mieszanie końcowe

Wrażliwość ziarna serowego maleje z upływem czasu ogrzewania i mieszania. Więcej serwatki wydziela się z ziarn podczas ostatniego okresu mieszania z powodu wzrastającego stężenia kwasu mlekowego, jaki i w wyniku mechanicznego mieszania. Czas trwania mieszania końcowego zależy od wymaganej kwasowości i zawartości wody w serze.

Końcowe usuniecie serwatki i zasady dalszej obróbki ziarna

Gdy osiągnięta zostanie wymagana przez producenta kwasowość i zwięzłość ziarna, w zależności od typu sera, na różne sposoby zostaje usunięta reszta serwatki.

Ser o ziarnistej strukturze

Jednym ze sposobów jest odczerpanie serwatki bezpośrednio z wanny serowarskiej. Stosuje się to głównie w obsługiwanych ręcznie, otwartych wannach. Po odczerpaniu serwatki, gęstwę serową umieszcza się w formach. W rezultacie ser odznacza się strukturą ziarnistą i nieregularnym oczkowaniem.

Oczka są tworzone głównie przez dwutlenek węgla, zwykle wytwarzany przez kultury straterowe typu LD (Lactoccocus lactis, Leuconostoc cremoris i Lactococcus diacetylactis).

Jeżeli ziarno serowe styka się z powietrzem przed prasowaniem, wewnątrz masy sera pozostaje dużo niewielkich pęcherzyków. Tworzący się w czasie dojrzewania sera dwutlenek węgla wypełnia i powiększa te pęcherzyki. Oczka powstałe w ten sposób mają nieregularny kształt.

Serwatka może być także usuwana przez przepompowanie gęstwy serowej do wibrujących lub obracających się sit, na których ziarna serowe są oddzielane od serwatki i wprowadzane bezpośrednio do form. Powstały w ten sposób ser ma strukturę ziarnistą.

Ser z okrągłymi oczkami

Bakterie gazotwórcze są również stosowane w produkcji sera z okrągłymi oczkami, lecz proces produkcyjny jest nieco odmienny.

Według starszych metod, np. w produkcji sera typu Emmentaler, ziarno serowe łącznie z serwatką było zbierane w chusty serowe, po czym wkładane do dużych form, w których zachodziło odciekanie i prasowanie. Zapobiegało to kontaktowi skrzepu z powietrzem przed prasowaniem, co w tego typu serach jest bardzo ważnym czynnikiem przy kształtowaniu prawidłowej struktury.

Badania dotyczące zjawiska tworzenia się okrągłych oczek w serze wykazały, że kiedy ziarna serowe są zbierane pod powierzchnia serwatki to zawierają mikroskopijne przestrzenie. Kultury starterowe gromadzą się w tych niewielkich przestrzeniach wypełnionych serwatką. Przy wzroście bakterii zaczyna wydzielać się gaz i początkowo rozpuszcza się w cieczy, lecz w miarę wzrostu bakterii następują miejscowe stany nasycenia i powoduje to formowanie niewielkich otworów. Następnie, gdy wytwarzanie gazu ustaje w wyniku niedoboru substratu, dominującym procesem staje się dyfuzja. Wtedy większe otwory powiększają się, podczas gdy te najmniejsze zanikają. Powiększenie większych oczek kosztem mniejszych jest konsekwencją działania prawa napięcia powierzchniowego. Mówi ono, że dla powiększenia dużego oczka potrzebne jest mniejsze ciśnienie gazu, niż do powiększenia mniejszego.

Ser o zwartej strukturze

Zwarta tekstura niektórych serów, których przykładem jest Cheddar, zwykle powstaje w wyniku działania kultur starterowych, w skład których wchodzą bakterie nie wytwarzające gazu. Typowym przykładem są pojedyncze kultury bakterii fermentacji mlekowej Lactococcus cremoris i Lactococcus lactis.

Ta technika wytwarzania może jednak powodować formowanie się oczek nazywanych mechanicznymi. Podczas gdy nieregularne i okrągłe oczka w serze mają charakterystyczny, lśniący wygląd, te wytworzone mechanicznie maja chropowatą strukturę wewnętrzną.

Kiedy stężenie kwasu mlekowego w serwatce osiągnie 0,20-0,22% (około 2h po dodaniu podpuszczki), serwatka jest oddzielana a ziarna serowe poddaje się specjalnej obróbce zwanej cheddaryzacją . W chwili, gdy cala serwatka zostanie odsączona, pozostawia się ziarna serowe do dalszego zakwaszania i formowania struktury. Podczas tego cyklu (zwykle 2-2,5h) ziarna serowe są formowane w bloki, które są odwracane i układane piętrowo.

Końcowa obróbka masy serowej

Jak wyżej wspomniano, po usunięciu całej wydzielonej serwatki, masa serowa może być poddawane dalszej obróbce na wiele różnych sposobów, m.in.:

1) bezpośrednio przeniesiona do form (sery ziarniste),

2) wstępnie sprasowana w bloki i cięta na części o odpowiednich rozmiarach dopasowanych do formy (sery z okrągłymi oczkami) lub

3) poddana cheddaryzacji, gdzie ostatnią fazą jest rozdrabnianie na drobne części, które mogą być solone sucha solą a następnie umieszczone w formach lub, jeśli są przeznaczone na ser Pasta Filata, pozostawia się je nie solone i poddaje obróbce cieplnej i wygniataniu.

Prasowanie

Po umieszczeniu w formie masę serową podaje się prasowaniu. Cele tego zabiegu są następujące:

• ostateczne usunięcie serwatki,
• uzyskanie odpowiedniej struktury sera,
• ukształtowanie sera,
• wytworzenie skórki na powierzchni serów długo dojrzewających.

Szybkość prasowania i ciśnienie jest dostosowane do każdego rodzaju sera. Początkowo prasowanie powinno przebiegać powoli, ponieważ zbyt wysokie ciśnienie może ścisnąć powierzchniową warstwę sera, zatrzymując serwatkę wewnątrz masy sera.

Solenie

Sól, podobnie jak w wielu innych produktach, pełni rolę dodatku smakowego. Jednakże, jest również dodawana w celu hamowania aktywności kultur starterowych i innych przemian mikrobiologicznych zachodzących podczas dojrzewania sera. Dodatek soli do ziarna serowego powoduje usunięcie większej ilości wody, zarówno na drodze osmozy jak i poprzez wysalanie białek. Ciśnienie osmotyczne można przyrównać do siły ssącej przyłożonej do powierzchni skrzepu, powodującej odciąganie wody.

Poza nielicznymi wyjątkami, zawartość soli w serze wynosi 0,5 – 2%. Ser z przerostem pleśni i niektóre gatunki białego sera peklowanego (Feta, Domiati, itp.) zwykle zawierają 3-7% soli.

Zastąpienie wapnia sodem w parakazeinianie, będące wynikiem solenia ma także korzystny wpływ na konsystencję sera, który uzyskuje delikatniejszą strukturę. Ogólnie ziarno serowe jest poddawane soleniu w pH 5,3-5,6 przez około 5-6h, po dodaniu do niego zasadniczej kultury starterowej pod warunkiem, że mleko nie zawiera substancji hamujących rozwój bakterii.

Solenie na sucho

Solenie na sucho może być wykonane ręcznie lub mechanicznie. Sól jest dawkowana ręcznie z wiadra lub podobnych pojemników, zawierających odmierzoną wagowo ilość soli, którą rozprowadza się równomiernie nad ziarnem, po całkowitym usunięciu serwatki. Dla równomiernego rozprowadzenia soli ziarno serowe może być mieszane przez 5-10 minut.

Stosuje się różne metody mechanicznego dozowania soli do ziarna. Jedna z nich jest podobna do solenia rozdrobnionej masy serowej podczas końcowego etapu ciągłego, maszynowego wytwarzania sera Cheddar.

Solenie w solankach

Stosuje się są różne sposoby solenia w solankach, począwszy od prostych do bardzo zaawansowanych techniczne. Najbardziej popularnym sposobem jest nadal umieszczanie sera w zbiorniku z solanką. Zbiorniki powinny znajdować się w chłodnym pomieszczeniu o temperaturze 12-14°C.

Przemysłowe urządzenie do solenia serów

Źródło: Dairy Processing Handbook, Tetrapak Sweden

Zawartość soli w różnych gatunkach serów

% soli

• Ser twarogowy wiejski 0.25 – 1.0
• Emmentaler 0.4 – 1.2
• Gouda 1.5 – 2.2
• Cheddar 1.75 – 1.95
• Limburski 2.5 – 3.5
• Feta 3.5 – 7.0
• Gorgonzola 3.5 – 5.5
• Sery z przerostem pleśni 3.5 – 7.0

Dojrzewanie i przechowywanie sera

Dojrzewanie

Po koagulacji, we wszystkich gatunkach sera, z wyjątkiem świeżych, zachodzi cała seria procesów mikrobiologicznych, biochemicznych i fizycznych.

Zachodzące zmiany dotyczą zarówno laktozy, białek i tłuszczów i składają się na cykl dojrzewania, który bardzo różni się dla serów twardych, średnio twardych i miękkich. Znaczące różnice występują nawet w dojrzewaniu serów należących do jednej z tych grup.

Rozkład laktozy

Techniki, które opracowano w produkcji różnych gatunków sera mają zawsze na celu kontrolę i regulację wzrostu i aktywności bakterii fermentacji mlekowej. W ten sposób możliwe jest jednoczesne kontrolowanie stopnia i szybkości fermentacji laktozy. Wcześniej wspomniano, że w procesie wytwarzania sera Cheddar laktoza ulega fermentacji zanim masę serową umieszcza się w formach. W przypadku innych gatunków sera, fermentacja laktozy powinna odbywać się w taki sposób, by jej zasadniczy rozkład zachodził podczas prasowania sera, a najpóźniej podczas pierwszego lub drugiego tygodnia przechowywania.

Wytworzony kwas mlekowy ulega znacznej neutralizacji na skutek buforującego działania składników mleka, z których większość znajduje się w koagulacie. Kwas mlekowy ma więc w gotowym serze postać mleczanu. W dalszym etapie dojrzewania mleczan jest substratem dla bakterii fermentacji propionowej, które są ważną częścią mikroflory serów Emmentaler, Gruyer i podobnych gatunków.

Oprócz kwasu propionowego i octowego, wytwarzane są znaczne ilości dwutlenku węgla, które bezpośrednim przyczyniają się do wytworzenia dużych oczek w wymienionych gatunkach serów.

Mleczany mogą również ulec rozkładowi przez bakterie fermentacji masłowej, jeśli istnieją odpowiednie warunki dla takiej fermentacji. W tym przypadku, wytwarzany jest wodór oraz pewne lotne kwasy tłuszczowe i dwutlenek węgla. Ta niepożądana fermentacja zachodzi w późnym etapie dojrzewania, a wodór może spowodować pękanie sera.

Fermentacja laktozy jest wywołana enzymem laktazą obecnym w bakteriach fermentacji mlekowej.

Degradacja białek

W dojrzewaniu serów, zwłaszcza gatunków twardych, ogromne znaczenie ma degradacja białek. Stopień rozkładu białek wpływa w znacznym stopniu na jakość sera, a w szczególności na jego konsystencję i smak.

Rozkład białek jest wywołany enzymami, których źródłem są:

• podpuszczka,
• mikroorganizmy,
• plazmina

Jedynym skutkiem działania podpuszczki jest degradacja cząsteczki parakazeiny do polipeptydów. Jednakże, wstępne działanie podpuszczki przyczynia się do znacznie szybszego rozkładu kazeiny przez enzymy bakteryjne, co nie byłoby możliwe, gdyby enzymy bezpośrednio działały na cząsteczki kazeiny. W serach o wysokiej temperaturze dogrzewania, takich jak Emmentaler i Parmezan, po wstępnym działaniu podpuszczki dużą rolę odgrywa aktywna plazmina. W serach średnio-miękkich, takich jak Tilsiter i Limburski, zachodzą równolegle dwa procesy dojrzewania, tj. proces dojrzewania typowy dla serów podpuszczkowych, twardych i proces dojrzewania w powierzchniowej, mazistej warstwie sera. W tym drugim przypadku, proces rozkładu białek przebiega dłużej aż do wytworzenia się amoniaku w wyniku silnego proteolitycznego działania bakterii znajdujących się w warstwie powierzchniowej.

Przechowywanie

Celem przechowywania jest stworzenie warunków zewnętrznych niezbędnych do kontrolowania procesu dojrzewania serów. Dla poszczególnych typów serów należy stworzyć określone warunki temperatury i wilgotności powietrza, które należy utrzymać w wydzielonych pomieszczeniach na kolejnych etapach dojrzewania.

Różne gatunki sera wymagają różnej temperatury i wilgotności względnej w pomieszczeniach dojrzewalni. Parametry te mają duży wpływ na szybkość dojrzewania, utratę wagi, formowanie się skórki i rozwój powierzchniowej mikroflory (w serach Tilsiter, Romadur i innych), a co za tym idzie na pełne wykształcenie właściwości sera.

Sery z wykształconą skórką, głównie twarde i średnio-twarde, mogą być pokryte specjalną emulsją polimerową, parafiną lub warstwą wosku. Sery bez skórki są pakowane w folię z tworzywa sztucznego lub termokurczliwą folię.

•  Sery typu Cheddar najczęściej dojrzewają w niskich temperaturach 4- 8°C i wilgotności względnej niższej niż 80% i przed dystrybucją są pakowywane w plastikową folię lub woreczki i umieszczane w kartonach lub drewnianych skrzynkach. Czas dojrzewania jest zróżnicowany i wynosi od kilku do 8-10 miesięcy, w zależności od wymagań konsumentów.

•  Sery gatunku Emmentaler mogą być najpierw przechowywania w pomieszczeniu dojrzewalni wstępnej w temperaturze 8- 12°C przez około 3-4 tygodni, a następnie przenoszone są do pomieszczenia „fermentacyjnego” gdzie utrzymuje się temperaturę 22- 25°C przez 6-7 tygodni. W końcu, sery te są przechowywane przez kilka miesięcy w pomieszczeniu, w którym dojrzewają w 8- 12°C . Wilgotność względna we wszystkich pomieszczeniach wynosi 85-90%.

•  Sery maziowe, takie jak Tilsiter, Havarti i im podobne, są zwykle przechowywane w pomieszczeniach fermentacyjnych przez około 2 tygodnie w temperaturze 14- 16°C i wilgotności względnej ok. 90%. Wtedy powierzchnię sera smaruje się mieszaniną specyficznych kultur i roztworu soli. Gdy na powierzchni wytworzy się charakterystyczna maź, ser jest przenoszony do pomieszczenia dojrzewalni o temperaturze 10- 12°C i wilgotności względnej 90% na okres 2-3 tygodni.

•  Sery gatunku Gouda i podobne są przechowywane przez kilka początkowych tygodni w dojrzewalni wstępnej w temperaturze 10- 12°C i wilgotności względnej około 75%. Następnie dojrzewanie zachodzi w czasie 3-4 tygodni w temperaturze 12- 18°C i wilgotności względnej 75-80%. W końcowym etapie ser jest przenoszony do przechowalni, w którym panuje temperatura ok.10- 12°C, a wilgotność względna wynosi ok.75%. Wtedy to kształtują się ostateczne właściwości sera.

Podane powyżej wartości temperatury i wilgotności względnej są przybliżone, jednak różnią się w obrębie danej grupy serów.

Literatura Opracowano na podstawie:

Dairy Processing Handbook, wydanej przez TetraPak, Sweden, http://www.tetrapak.com

Kosikowski, F.V., and V.V. Mistry. Cheese and Fermented Milk Foods. Volume 1: Origins and Principles . 3rd ed. Westport, Conn. : F.V. Kosikowski, 1997.

http://www.nationaldairycouncil.org