Агрегация казеиновых мицелл и формирование пространственной белковой сетки происходят за счет различных связей, причем большую роль в упрочнении всей системы выполняют ионы кальция, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании кальция молоко свертывается медленно, и получается дряблый, трудно поддающийся Дальнейшей обработке сгусток (или он вовсе не образуется). Оптимальным содержанием кальция в молоке считается 125—130 мг% [4].

1.5.2 Физико-химические и биохимические механизмы образования сгустка

Сырная масса перед созреванием должна содержать оптимальное количество влаги, иметь определенные рН и структурно-механические свойства (связность, твердость и т. д.). Эти показатели зависят от интенсивности прохождения физико-химических и биохимических процессов во время обработки сгустка, формования, прессования, посолки сыра.

Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее состоит в том, чтобы удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Изменяя содержание сыворотки в сырном зерне, регулируют микробиологические процессы при созревании сыра. Чем больше удаляется сыворотки и с ней молочного сахара, тем медленнее протекают эти процессы, и наоборот. Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество сыворотки в сырной массе. При выработке твердых сыров объем удаляемой сыворотки должен быть больше, чем при производстве мягких сыров.

На скорость и степень выделения сыворотки влияют следующие фак­торы: состав молока, пастеризация, кислотность и др.

Состав молока, а именно количество в молоке жира и растворимых солей кальция, по-разному влияет на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него и представляют собой основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Следовательно, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток выделяет влагу. Растворимые соли кальция (до определенного предела) способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению из него сыворотки. При недостатке в молоке солей кальция, как правило, образуется дряблый сгусток, из которого плохо удаляется влага.

Пастеризация молока изменяет Физико-химические свойства белков и солей (денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность казеина и т.д.). Поэтому сгусток, полученный из пастеризованного молока, при прочих равных условиях обезвоживается медленнее, чем сгусток из сырого молока.

Кислотность молока и сырной массы является решающим фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыво­ротке. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает элект­рический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства. Белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается, поэтому сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока. Однако молоко с излишне высокой кислотностью образует сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы. Следовательно, для получения сырной массы нормальной влажности необходимо иметь молоко оптимальной зрелости (кислотности). Для выработки мягких сыров кислотность перерабатываемого молока должна быть выше, чем для твердых.

Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится измерение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна). Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания[4].

1.5.3 Характеристика микроорганизмов, используемых в процессе созревания сыра

В производстве сыра молочнокислой микрофлоре принадлежит первостепенное значение. Она сбраживает лактозу в молочную кислоту, создает условия для дальнейшего ферментативного преобразования сырной массы.

Главными возбудителями молочнокислого брожения в молоке и сыре являются молочнокислые бактерии, культуры которых в условиях пастеризации молока стали основными факторами производства сыра.

Культуры подбирают с учетом создания многоштаммовой закваски, при этом принимают во внимание высокую энергию кислотообразования, устойчивость культуры к фагам и их симбиотические взаимоотношения.

Энергии кислотообразования придают большое значение, т.к. образующаяся молочная кислота подавляет жизнедеятельность посторонней микрофлоры и тем самым содействует получению высококачественного продукта [5].

Формирование каждого вида сыра обусловливается, по существу, качественным и количественным составом микрофлоры. Ферментные системы микроорганизмов, внесенных с бактериальными заквасками, составляющими микрофлору сыра, вызывают очень сложные биохимические процессы, вследствие чего он созревает, приобретая при этом характерные органолептические свойства, присущие данному виду сыра. Технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разная степень зрелости молока, температура свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и пр.), сводятся в конечном итоге к созданию оптимальных условий для определенных групп микро­организмов.

С целью получения сыров высокого качества, особенно в случаях недостаточной степени зрелости, в сырое молоко часто вносят некоторое количество желательных видов молочнокислых бактерий. Особенно это практикуется при производстве швейцарского сыра из сырого молока. Обычно при этом вносят чистые культуры молочнокислых палочек — 0,1-0,2% и в очень небольшом количестве - пропионовокислых бактерий (1 мл на 1т молока).

При использовании пастеризованного молока единственным источником микрофлоры, участвующей в созревании сыра, является закваска, приготовленная на чистых культурах молочнокислых бактерий. Остаточная микрофлора при тщательной пастеризации не может иметь существенного значения в этом процессе. Поэтому выбор культур и составление заквасок является ответственейшим моментом в технологии и формировании желательного вида сыра.

До настоящего времени при составлении заквасок принимались во внимание, помимо вида бактерий, энергия кислото- и ароматообразования, а в последнее время учитывают и протеолитическую способность штаммов молочнокислых бакте­рий. Составляют многоштаммовые закваски двух видов — для мелких и крупных сыров.

В настоящее время закваски составляют пока по старому способу, т. е. принимают во внимание видовую принадлежность молочнокислых бактерий.

В сыроделии в качестве бактериальной закваски используют чистые культуры стрептококков и палочек. Из стрептококков применяют Str. lactis, Str. kremorps, Str.diacetilactis и Leuconostoc acetonicus.

Первые две культуры — кислотообразователи, а последние из перечисленных выше, кроме того, сбраживают лимонную кислоту, при этом образуются ароматическое вещество диацетил и газы.

Для крупных сыров (швейцарского и советского) применяют обычно две закваски, первую составляют из стрептококков, а вторую — из молочнокислых палочек хельветикум и термофильных стрептококков. Помимо этого, часто: прибавляют также пропионовокислые бактерии.

В закваски вносят несколько штаммов одного и того же вида бактерий, чтобы в зависимости от биологических свойств молока развивались те микроорганизмы, которые более приспособлены к данным условиям [6].

Микрофлора молока должна содержать четыре основных группы мокроорганизмов: молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, микрококки и немолочнокислые палочки.

Первая группа принадлежит к стрептобактериям, факультативным анаэробам. Все они выдерживают нагревание в течение 30мин при 60 °С и даже при 65 °С. Ни один из штаммов не растет при температуре 10-12 °С. Оптимальная температура роста 45-50 °С. В этих условиях они свертывают молоко через 13-14ч и через 24ч образуют 1,39-1,49% молочной кислоты (155-166 °Т). Все культуры дают плотный сгусток, без газообразования и пептонизации. Штаммы этих культур хорошо сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, левулезу, декстрин и не сбраживают маннит, арабинозу и сорбит.

Молочнокислые стрептококки представляют собой кокки и диплококки с выраженными свойствами термофильных факультативных анаэробов. Они выдерживают нагревание в течение 60-90мин при 60 и даже 65С. Не растут при температуре 10-12С. Сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, рафинози и декстрины; не сбраживают манит, арабинозу, сорбит, глицерин и крахмал. Не имеют катализной системы, не восстанавливают нитратов, не образуют ацетона и сероводорода. Не обладают способностью образовывать газ и пептонизировать молоко.

Микрококки представляют собой организмы со сравнительно малыми аэробными признаками. Эта группа бактерий менее термоустойчива по сравнению с двумя предыдущими, но она хорошо развивается при температуре 10-12С. Отдельные штаммы силно отличаются по сбраживанию углеводов, причем некоторые из сахаров потребляются культурами с образованием кислот, другие же используются без изменения реакции среды. Свертывание молока наступает через 72-96 ч, а некоторые штаммы совсем не обладают этой способностью[5].

1.5.4 Бактериальные закваски и сычужные фермент

1.5.4.1 Бактериальные закваски и препараты

В молоко перед свертыванием вносят производственные закваски или активированные бактериальные препараты с целью восполнения полезной микрофлоры, уничтоженной при пастеризации молока и формирования видовых особенностей сыров.

Бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные препараты (БП) для производства сыров различаются качественным и количественным составом микрофлоры, ее состоянием, количеством жизнеспособных клеток, формой выпуска, фасовкой, а отсюда - назначением и способами применения.

В зависимости от формы выпуска и содержания микроорганизмов различают: сухие и жидкие БЗ, представляющие собой чистые культуры молочнокислых бактерий в молоке, содержащие в 1г (см3) не более 10 млрд. жизнеспособных клеток; сухие и жидкие БК, содержащие в 1г (см3) не менее 100 млрд. жизнеспособных клеток.

По составу микрофлоры различают закваски и препараты молочнокислых бактерий, пропионовокислых бактерий и сырной слизи.

По количеству видов и штаммов микроорганизмов, включаемых в состав микрофлоры заквасок и препаратов, различают моновидные, поливидные и смешанные БЗ и БК. Моновидные – состоящие из одного вида микроорганизмов – одно- или многоштаммовые закваски и концентраты (например, БК мезафильных молочнокислых палочек вида L. plantarum). Поливидные (многовидные) – состоящие из нескольких видов одного рода или семейства микроорганизмов. Смешанные закваски и концентраты состоят из микроорганизмов различных видов, родов и семейств.

Необходимым элементом производства сыров являются молочнокислые бактерии, вносимые в молоко для выработки сыра в виде специально подобранных и подготовленных комбинаций.

Молочнокислые бактерии выполняют следующие функции:

·                    преобразуют основные компоненты молока (лактозу, белки, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра и его консистенцию, питательную и биологическую ценность, в том числе сбраживают молочный сахар и цитраты, с образованием молочной кислоты, углекислотного газа и некоторых других продуктов (диацетила, ацетоина, уксусной кислоты);

·                    активизируют действие молокосвертывающих ферментов и стимулируют синенрезис сычужного сгустка

·                    принимают участие в формировании рисунка и его консистенции;

·                    подавляют развитие технически вредных и патогенных микроорганизмов, снижающих качество сыра, и вызывающих порчу сыра (масленнокислые бактерии) или вызывающих пищевые отравления (стафилококки, сальмонеллы) за счет сбраживания углеводов, повышения активной кислотности и снижение окислительно-восстановительного потенциала сыра, а также продуцирования специфических ингибирующих веществ.

Молочнокислые бактерии, включаемые в состав микрофлоры БЗ и БП, по таксонометрическим и функциональным признакам можно разделить на следующие группы:

·                    мезофильные гомоферментативные (сбраживающие лактозу преимущественно до молочной кислоты) молочнокислые стрептококки рода Streptococcus, видов S.lactis и S.cremoris и молочнокислые палочки рода Lactobacillus, видов L.plantayum и L.casei;

·                    мезофильные гомоферментативные молочнокислые стрептококки вида S.lactis, разновидности S.lactis subsp. Diacetilactis и S.lactis subsp. Acetoinicus, сбраживающие цитраты в присутствии углеродов с образованием углекислого газа, уксусной кислоты, ацетоина, диацетила;

·                    мезофильный гомоферментативные ( сбраживающие лактозу с образованием молочной кислоты, уксусной кислоты, этилового спирта и углекислого газа) молочные бактерии группы Leuconostos видов Len. Lactis, Len.cremoris и Len.dextranicum;

·                    термофильные гомоферментативные молочнокислые стрептококки вида S.thermophilus и молочнокислые палочки видов L.lactis, L.helyeticus, L. Bulgaris и L.acidophilus.

При выработке сыров с высокой температурой второго нагревания используют БЗ и БК термофильных молочнокислых бактерии. Для обогащения микрофлоры сыров с высокой температурой второго нагревания используют БЗ и БК мезофильных молочнокислых бактерии.

При производстве сыров с высокой температурой второго нагревания из пастеризованного молока, наряду с молочнокислыми бактериями обязательным компонентом заквасочной микрофлоры являются пропионовокислых бактерии культур микроорганизмов вида Propionibacterium freudenreichii subsp.freudenreichii, Propionibacterium freudenreichiigclobosum.

При выработке сыров производственные бактериальные закваски или активизированные БП обычно вносят в молоко перед свертыванием.

Доза вносимой закваски составляет 0,5-2,5 % от количества перерабатываемого молока. Конкретная доза закваски зависит от вида сыра, скорости нарастания кислотности сыворотки и темпа обсушки зерна, зрелости и физико-химических свойств молока.

Перед внесением закваски в молоко ее необходимо тщательно размешать во избежание попадания в молоко комочков сгустка, в местах нахождения которых в сырной массе могут образовываться зоны усиленного брожения и появляться белые пятна.

При излишнем развитии молочнокислого процесса можно в допустимых для каждого вида пределах уменьшать дозу вносимой закваски. Вместе с тем, надостаточное внесение заквасочных культур может привести к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции – к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры. В результате усиливается вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха, наличие неправильного или отсутствие рисунка [3].

1.5.4.2 Сычужный фермент

Лучшим для сыроделия является сычужный фермент, содержащий два ингредиента – химозин (ренин) и пепсин (А и В). Оба ингредиента свертывают молоко, при этом химозин более активен. Молокосвертывающая активность сычужного фермента зависит не только от соотношения ингредиентов, но и от свойств молока, кислотности, температуры и содержание в нем ионов кальция. Фермент стабилен при рН 5,3 - 6,3 (имеет оптимальную активность при рН 6,2 и температуре 40С). Однако чистый сычужный фермент является дорогостоящим препаратом, т.к. его получают из сычуга молодых телят. При этом в ферменте содержится до 70% химозина. С возрастом состав фермента меняется, и у взрослых животных в нем преобладает пепсин. Технический препарат сычужного фермента содержит 30-40% пепсина и имеет достаточно высокую молокосвертывающую активность.

Говяжий пепсин, наряду с его пониженным молокосвертывающей, обладает высокой протеолитической активностью. Поэтому сыры, изготовленные с применениме такого фермента, часто имеют пороки вкуса – горечь.

Наиболее оптимальным для сыроделия является применение для сыроделия различных ферментных препаратов, представляющих смесь сычужного фермента с говяжим пепсином (или пепсином домашней птицы).

В отечественном сыроделии наиболее распространены следующие ферментные препараты: сычужные порошок, пепсин пищевой свиной, пепсин пищевой говяжий.

В последние годы в отечественном сыроделии стали применяться ферментные препараты микробного (плесневого и бактериального) происхождения, в основном импортного производства [3].

1.5.5 Биохимические процессы, протекающие в производстве сыра

В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично они выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, образуя глазки.

Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Часть его вступает в соединение с кислотами, часть накапливается в свободном состоянии и улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в сырохранилищах. Водород выделяется в процессе маслянокислого брожения молочной кислоты, а также в результате деятельности бактерий группы кишечных палочек. Он плохо растворяется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, поэтому не задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении образуется большое количество водорода, что может привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.

Углекислый газ по сравнению с другими газами выделяется в значительно больших количествах (содержание С02 составляет 60-90% количества всех газов). Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматобразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, 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 пересыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении СО2 таких центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются мелкие и в большом количестве (голландский, костромской сыры). При медленном выделении СО2, например, в советском и швейцарском сырах, глазки образуются крупные и в малом количестве.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6