Биотехнология, формирование качества сыров

Категория: Молоко и молочные товары

Технологическая схема производства основных видов сычужных сыров включает в себя следующие операции: приемку и контроль качества сырья; обработка и созревание сырья; нормализацию и тепловую обработку молока; заквашивание, внесение хлорида кальция, сычужного фермента; свертывание молока; обработку сгустка; формование сырной массы; самопрессование, прессование и маркировку; посолку сыра; созревание сыра; упаковывание; парафинирование, маркирование, хранение и транспортирование сыра.

Как видно, производство сыров довольно сложный, трудоемкий и продолжительный технологический процесс. При технологии молоко претерпевает наиболее существенное изменение при свертывании, выделении сыворотки из сгустка, посолке и созревании.

Перед свертыванием в сыропригодное нормализованное по жиру и белку пастеризованное и охлажденное до определенной температуры молоко вносят закваску для сыра, хлорид кальция, биологические и химические компоненты, используемые в сыроделии. Свертывание нормализованной смеси в сгусток происходит под действием молоко-свертывающих ферментов и молочной кислоты. Мицеллы казеина под влиянием протеолитических ферментов и (или) молочной кислоты претерпевают физико-химические изменения с образованием сетчатой белковой структуры (сгустка, геля). Для свертывания молока применяют сычужный фермент и пепсин как отдельно, так и в сочетании друг с другом.

Сычужный фермент получают из сычуга телят, вскармливаемых молоком. Он состоит из двух активных ферментов: химозина и пепсина. Протеолитическая активность фермента химозина более высокая.

Активность фермента зависит от рН молока, наличия в молоке растворимых солей кальция, температуры свертывания и др.

Существует много протеолитических ферментов животного, растительного и микробиологического происхождения, обладающих способностью коагулировать казеиновый комплекс. Свертывание молока сычужным ферментом обеспечивает наиболее высокое качество сыра.

В сыродельной промышленности применяется пепсин, получаемый из желудков свиней, сычугов крупного рогатого скота, куриный пепсин и др.

Механизм сычужного свертывания молока еще недостаточно изучен. По данным ряда исследователей, он состоит из двух фаз: первичной ферментативной фазы и вторичной фазы коагуляции измененных мицелл казеина.

Наиболее широко распространенный теорией, объясняющей сущность сычужного свертывания молока, является фосфоамидазная теория П. Ф. Дьяченко. В основу фосфоамидазной теории положен гидролиз под действием сычужного фермента фосфоамидазных связей (-N-P-) в казеине. При этом увеличивается количество активных гидроксильных групп (-ОН) в остатке фосфорной кислоты, а атом водорода присоединяется к остатку аминокислоты.

Образовавшийся параказеин легко отдает водород и присоединяет кальций. Так как кальций двухвалентен, то он связывает две гидро-ксильные группы, образуя «кальциевые мостики» между молекулами параказеина. Таким образом, под действием сычужного фермента происходит агрегирование частиц параказеина и образование сгустка. Свертывание молока сычужным ферментом происходит в течение 20 мин. при температуре 30-32 °С.

Схематически механизм свертывания молока сычужным ферментов выглядит следующим образом:

Ферментативная фаза

Обработка сырного сгустка является важнейшей технологической операцией, влияющей на качество сыра. При обработке сгустка происходит выделение сыворотки из сгустка до определенного уровня в два этапа. Первый этап — постановка сырного зерна, при котором сыворотка выделяется после разрезания сгустка и в процессе его обработки до получения белково-жировых частиц (сырных зерен) определенного размера. Второй этап заключается в дополнительном выделении сыворотки и носит название обработки сырного зерна. Выделение сыворотки на этом этапе происходит при постоянном вымешивании сырного зерна в сыродельных ваннах при определенной температуре. При производстве сычужных твердых сыров применяют после вымешивания второе нагревание с целью усиления выделения сыворотки из сырного зерна и регулирования микробиологических процессов. Применяют низкую температуру второго нагревания (38-42 °С) или высокую (48-56 °С). При высоких температурах второго нагревания создаются преимущественные условия для развития термофильных молочнокислых бактерий.

Формование сыра проводят с целью соединения сырных зерен в монолит определенной формы, удаления избытка сыворотки. Сыры вырабатывают различной формы: шаровидные, прямоугольные бруски, низкие и высокие цилиндры, усеченные конусы и др.

После формования сыры под действием собственной массы самопрессуются (мягкие сыры, некоторые полутвердые и рассольные) или прессуются в формах под давлением внешних нагрузок (твердые сыры).

Посолка сыра. Посолка сыра осуществляется путем выдерживания головок сыра (сырного зерна) в растворе поваренной соли, нанесения соляной гущи или сухой соли на поверхность сыра или внесения в сырное зерно. Посолка сыра обеспечивает дополнительное выделение сыворотки, воздействует на активность воды и через нее влияет на развитие микроорганизмов и активность ферментов при созревании,

формирует характерный вкус сыра, влияет на консистенцию и способствует образованию корки сыра.

Массовая доля поваренной соли в зрелых сырах колеблется 1,2-7,0% в зависимости от вида сыра. Правильное проведение поселки обеспечивает требуемый состав готового продукта и предопределяет ход созревания.

Созревание сыра. После посолки и обсушки сыры помещают в специальные помещения для созревания. В этих помещениях сыры выдерживаются при соответствующих температурно-влажностных условиях в течение определенного времени в зависимости от вида сыра. Сыры созревают на стеллажах при температуре 12-16 °С и относительной влажности воздуха 80-85%. Продолжительность созревания колеблется от нескольких дней (для мягких сыров) до 2-6 мес. (для твердых сыров).

Во время созревания в сырной массе наибольшим изменениям подвергаются белки, молочный сахар, лимонная кислота, частично молочный жир. Непрерывный процесс созревания сыра, при котором происходит реакция расщепления основных компонентов, условно можно разбить на две стадии: молочнокислое брожение и ферментативный процесс.

На первой стадии в течение 7-10 дней активно развиваются молочнокислые кислотообразующие и ароматообразующие бактерии, при этом молочный сахар почти полностью сбраживается с образованием молочной кислоты. При ферментативном созревании развитие молочнокислых бактерий прекращается в связи с отсутствием лактозы, необходимой для их жизнедеятельности. Постепенно происходит отмирание бактериальных клеток с высвобождением внутриклеточных ферментов (эндоферментов). Эндоферменты, обладая высокой протео-литической активностью, вызывают глубокий распад белков (парака-зеина) до пептонов, пептидов, аминокислот и даже до аммиака. Под воздействием ферментов микроорганизмов и ферментативного препарата наряду с распадом белков на более простые соединения образуются свободные летучие и нелетучие жирные кислоты, уксусная и пропионовые кислоты, спирты, эфиры, альдегиды, диацетил, ацетоин и др., которые формируют характерные для данного вида сыра органолептические показатели. При созревании сыров образуются газообразные вещества (углекислый газ, аммиак, иногда сероводород). Количество и интенсивность выделения углекислого газа являются ответственными за создание рисунка сыра. Рисунок сыра — это вид сыра на разрезе, характеризующийся определенной формой, количеством и расположением глазков. По рисунку, характерному для данного вида сыра, судят о его качестве и правильности проведенного процесса созревания.

Так как созревание сыра идет в основном под действием бактериальных ферментов, то их активностью можно управлять путем вентилирования и регулирования состава воздуха в сырохранилищах, изменяя температуру созревания и рН сгустка. На деятельность ферментов и процесс созревания сыра оказывает влияние активность воды, снижение которой тормозит ферментативную активность.