Белки в сырах

2

3 Формирование потребительских свойств сыров

3.1 Химический состав молока-сырья

Сыр получают свертыванием молока и последующей длительной обработкой полученного сгустка, в ходе которого удаляется влага. Обработка завершается формованием сырной массы и последующей посолкой полученных головок сыра. Специфические свойства сыр приобретает лишь после длительного процесса созревания в сырных подвалах, где созданы условия для накопления в сырной массе вкусовых и ароматических веществ.

Скорость сычужного свертывания, плотность сгустка и в конечном итоге качество сыра во многом зависят от состава и свойств используемого молока. Молоко, применяемое для выработки сыра, должно отвечать строго определенным требованиям, т.е. быть сыропригодным. Сыропригодность молока характеризуется комплексом показателей химического состава, физико-химических, технологических и гигиенических свойств. Молоко должно иметь оптимальное содержание белков, жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), кальция, образовывать под действием сычужного фермента плотный сгусток, хорошо отделяющий сыворотку, и быть благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий.

Для сыроделия наиболее пригодно молоко с высоким содержанием белков (не ниже 3,1%, в том числе казеина - не менее 2,6%), жира (не менее 3,6%), СОМО (не менее 8,4%) и оптимальным соотношением между ними.

Лучшим для сыроделия является молоко, относящееся по сыропригодности, определяемой с помощью ускоренной сычужной пробы, к 1 и 2 типам (продолжительность свертывания 10 и 15 минут). Молоко 3 типа (продолжительность свертывания более 15 минут) считается сычужно – вялым. При его свертывании образуется дряблый сгусток, плохо выделяющий сыворотку. Сычужно - вялое молоко следует исправлять путем внесения повышенных доз CaCL2, бактериальной закваски, установления более высоких температур свертывания и второго нагревания.

Молоко, применяемое для выработки сыра, должно быть биологически полноценным, т.е. являться благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий. Молочнокислым бактериям принадлежит главная роль в процессе созревания сыров (их ферменты обеспечивают основные превращения составных частей молока). Они также влияют на процесс сычужного свертывания. За счет образования молочной кислоты молочнокислые бактерии регулируют уровень активной кислотности, создают благоприятные условия для действия сычужного фермента и обработки сгустка. Биологическая полноценность молока определяется содержанием незаменимых факторов роста – витаминов, микроэлементов, полипептидов, свободных аминокислот, количество которых снижается весной. Наряду с этим в молоке должны отсутствовать вещества, задерживающие развитие молочнокислых бактерий, - антибиотики, консерванты и др.

Нельзя перерабатывать на сыр молоко, полученное из хозяйств, неблагоприятных по бруцеллезу, туберкулезу, ящуру, маститу, лейкозу, а также впервые и последние 7 дней лактации. При заболевании животных, особенно маститом, изменяется химический состав молока, и ухудшаются его технологические свойства. Даже незначительная (выше 6%) примесь маститного молока к нормальному отрицательно сказывается на качестве сыра. Нарушается ход технологического процесса изготовления продукта. При внесении сычужного фермента получается рыхлый, слабый, плохо обрабатываемый сгусток. Ослабляется жизнедеятельность молочнокислых бактерий заквасок. Маститное молоко, обсемененное стафилококками, может быть причиной пищевых отравлений. Молозиво является неблагоприятной средой для развития молочнокислых бактерий, а низкое содержание в нем казеина затрудняет процесс коагуляции. Стародойное молоко плохо свертывается сычужным ферментом и отрицательно влияет на органолептические свойства сыра.

Свежевыдоенное молоко – неблагоприятная среда для развития молочнокислых бактерий, оно тоже плохо свертывается сычужным ферментом. Биологические и технологические свойства молока улучшают, подвергая его созреванию -  выдержке при низкой температуре (8-12С) в течение 10-14 часов. В зрелом молоке накапливаются полипептиды, которые способствуют активизации молочнокислой микрофлоры и повышению в результате этого кислотности. Образующаяся молочная кислота переводит кальциевые соли молока из коллоидного состояния в ионно-молекулярное, т.е. увеличивается количество ионов кальция, способствующих укрупнению казеиновых частиц. Но нельзя долго хранить сырое молоко при низких температурах перед переработкой на сыр, оно будет медленно свертываться сычужным ферментом вследствие увеличения в нем содержания казеина.

Кислотность молока влияет как на скорость свертывания, так и на структурно-механические свойства сычужного сгустка. Чем выше кислотность молока, тем быстрее оно свертывается. При низкой кислотности образуется неплотный вялый сгусток, при повышенной – излишне плотный сгусток, из которого получается сыр крошливой консистенции. Оптимальной для сыроделия считается титруемая кислотность молока 19-21T (твердые сыры), 21-25T (мягкие сыры).

При производстве сыров молоко пастеризуют при температуре не выше 72C в течение 20 с. Более высокие температуры пастеризации вызывают переход растворимых солей кальция в нерастворимое состояние и др. изменения, в результате которых ухудшаются технологические  свойства молока: увеличивается продолжительность сычужного свертывания, образуется дряблый и малосвязный сгусток.

В пастеризованное молоко для повышения его способности к свертыванию в присутствии сычужного фермента вносят раствор хлористого кальция, повышают кислотность молока и применяют другие способы  улучшения сыропригодности молока.

2

3.2 Процессы при созревании сырной массы

Молодой несозревший сыр безвкусный и не ароматный, имеет плотную кремнистую консистенцию и плохо усваивается.

Созревание сыра - это совокупность сложных биохимиче­ских изменений составных частей сырной массы, в результате которых улучшаются органолептические свойства, и повыша­ется физиологическая ценность продукта.

Все изменения составных частей сырной массы при созревании происходят под действием ферментов.

Изменение молоч­ного сахара. Под действием молочнокислых бактерий молоч­ный сахар превращается в молочную кислоту. Процесс этот идет непрерывно с момента внесения в молоко молочнокислой закваски, продолжается при формовании, прессовании и посолке сыра, а также на первом этапе созревания.

В состав закваски вводят кислотообразующие и ароматобразующие бактерии. Ароматобразующая микрофлора слу­жит источником таких ароматических веществ, как эфиры, спирты и некоторые карбонильные соединения, а также угле­кислоты, без которой невозможно образование нормального ри­сунка сыра.

Динамика накопления молочной кислоты зависит от многих факторов, в том числе от состава бактериальных заквасок. Гомоферментативные молочнокислые бактерии (стрептококки и палочки) почти полностью превращают молочный сахар в молочную кислоту. Гетероферментативные и ароматобразующие  бактерии являются слабыми кислотобразователями и помимо молочной кислоты накапливают побочные продукты – спирт, органические кислоты, углекислый газ.

При отсутствии в составе заквасок ароматобразующей микрофлоры, как правило, сыр получается без рисунка, ухуд­шается также его консистенция из-за чрезмерно высокой кис­лотности. Ароматобразующие бактерии, преобразуя часть мо­лочного сахара в побочные продукты брожения, являются ре­гуляторами активной кислотности сырной массы, уменьшают выход молочной кислоты.

Выход молочной кислоты определяет кислотность сыра, которая влияет на скорость созревания и консистенцию продукта. Титруемая кислотность всех видов сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки. В дальнейшем она повышается медленно и в конце созревания может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белка. В процессе созревания сыров количество молочной кислоты уменьшается, так как ее используют другие бактерии, она вступает в реакцию с солями, казеином и продуктами его распада.

При излишне высокой кислотности сырной массы казеин теряет значительную часть кальция и плохо связывает влагу, при этом  сыр приобретает ломкую крошливую консистенцию и плохой рисунок. Если молочной кислоты образуется мало, то отщепление кальция от казеина задерживается, в результате сыр имеет плотную резинистую консистенцию. Наилучшую консистенцию сыр приобретает при оптимальной кислотности сырной массы.

Кроме кислотности в течение технологического процесса изменяется и водородный показатель. Ферментативный гидролиз параказеина протекает в условиях слабокислой реакции (оптимум pH 6 – 6,5). Водородный показатель можно регулировать внесением различных количеств бактериальной закваски, изменением температуры второго нагревания, содержания влаги в сыре после прессования, степени его посолки и др. технологическими приемами.

Изменение белковых веществ. Ферментативный гидролиз белков (протеолиз) считается основным в процессе созревания сыра. Под влиянием сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений. Сычужный фермент вызывает первичный распад параказеина на белковоподобные вещества, дальнейшее их изменение осуществляют ферменты молочнокислых бактерий. Главным источником протеолитических ферментов, а, следовательно, и основным фактором созревания сыра являются молочнокислые бактерии. При совместном действии на белки сыра сычужного фермента и бактериальных ферментов эффективность каждого из них усиливается.

Параказеин постепенно распадается на белковые вещества, растворимые в воде, и высокомолекулярные полипептиды, затем на средне- и низкомолекулярные полипептиды и пептиды, три - и дипептиды и, наконец, на аминокислоты. Одновременно идет отщепление аминокислот, три - и дипептидов от полипептидов.

Следовательно, ферментативный распад параказеина сопровождается образованием растворимых в воде азотистых соединений, количество которых непрерывно увеличивается. К ним относятся растворимые в воде белковые вещества и небелковые соединения – смесь пептидов с различной молекулярной массой, аминокислоты, аммиак и др. Однако 50-80% параказеина (в зависимости от вида сыра) остается незатронутым ферментативным процессом.

Состав образующихся продуктов распада белков у мягких и твердых сыров различен. Он обусловлен видом используемой при созревании микрофлоры, режимами тепловой обработки сырного зерна, содержанием в сыре влаги, соли и т.д. Так содержание растворимых  азотистых соединений в мягких сырах выше, чем в твердых. Это объясняется тем, что в мягких сырах содержится больше влаги и микрофлоры. Кроме того, в их созревании помимо молочнокислых бактерий участвуют плесневые грибы и бактерии сырной слизи, выделяющие активные протеолитические ферменты.  По этой же причине в полутвердых самопрессующихся сырах протеолиз проходит активнее, чем в твердых. В мягких и полутвердых сырах среди продуктов распада белков преобладают пептиды, а в твердых – аминокислоты и аммиак. Следовательно, в твердых сырах, особенно в сырах с высокой температурой второго нагревания, при медленном созревании происходит более глубокий распад белков.

При распаде белков в сырах накапливаются свободные аминокислоты, которые в свою очередь подвержены распаду на более простые соединения. Аминокислоты под действием окислительно-восстановительных и других ферментов микроорганизмов теряют аминогруппы (дезаминируются), углекислый газ (декарбоксилируются), вступают в реакции с кетокислотами, подвергаются другим изменениям. В результате образуется целый ряд химических соединений, играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыров.

Изменение молочного жира. Кроме гидролиза белков, в сырах происходит также ферментативный гидролиз молочного жира (липолиз).

Основным источником липаз является микрофлора заквасок, плесени и сырной слизи. В мягких сырах гидролиз протекает более интенсивно, в твердых - значительно слабее (за исключением Швейцарского и Советского сыров, в которых жир существенно изменяется). В мягких и полутвердых сырах гидролиз жира зависит от развития поверхностной микрофлоры. Плесневые грибы, некоторые дрожжи и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир. Вследствие этого в сырах накапливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие кислоты имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелых мягких сырах содержание жирных кислот в корке и внутри сыра различно. Некоторые мягкие сыры (рокфор) созревают при участии вносимой в них плесени, которая вырабатывает активные липазы, гидролизующие жир не только на поверхности, но и внутри сыра.

Во всех видах сыров обнаружены следующие свободные жирные кислоты – масляная, капроновая, каприловая, каприновая, валериановая. В твердых сырах их содержание незначительно, в мягких сырах многие из них обусловливают характерные острый вкус и запах.

Образование рисунка сыра. Рисунок сыра - это совокуп­ность глазков, по величине и распределению которых в сырном тесте можно судить о ходе микробиологических процессов в пе­риод созревания. Рисунок сыра образуется в основном за счет накопления в сырной массе углекислого газа и в меньшей сте­пени — аммиака, поскольку аммиак легко диффундирует сквозь сырную массу и выделяется в окружающее пространство. На­личие типичного рисунка свидетельствует о том, что процесс созревания проведен правильно.

Углекислый газ выделяется в очень больших количествах. Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты ароматобразующими молочнокислыми, пропионово-кислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает перенасыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. Если газ накапливается медленно, то он успевает диффундировать в уже имеющиеся глазки, которые постепенно увеличиваются. В этом случае в готовом сыре глазков немного, но они доста­точно крупные (Советский и Швейцарский сыры).