Процесс производства сыра состоит из трех основных фаз: 1) образования казеинового геля (сгустка), т. е. свертывания или коагуляции молока; 2) частичного обезвоживания этого сгустка вследствие синерезиса, т. е. сжимания образующих его мицелл, - удаления сыворотки из сгустка; 3) ферментного созревания обезвоженного сгустка; созревание сгустка в первую очередь объясняется пролиферацией некоторых микробов.
Следует отметить, что удаление сыворотки из сгустка не является простым обезвоживанием. Вместе с водой выделяются в большем или меньшем количестве растворимые компоненты молока, лактозы и минеральных солей, а также протеины, не превратившиеся в хлопьевидную массу в период свертывания.
Свертывание (коагуляция) и удаление сыворотки представляют собой операции, предназначенные для отделения элементов молока, которые в дальнейшем подвергнутся воздействию ферментов.
Уже эти факторы позволяют в какой-то степени объяснить причины разнообразия ассортимента сыров. Действительно, дальше мы увидим, что регулирование степени обезвоживания сгустка отражается на его составе, по которому можно определить нужное направление ферментативных воздействий.
КОАГУЛЯЦИЯ, ИЛИ СВЕРТЫВАНИЕ, МОЛОКА
Физически это явление выражается в превращении мицелл казеина в хлопьевидную массу. Мицеллы сливаются и образуют плотный гель, включающий в себя дисперсную жидкость-сыворотку.
Чтобы превратить казеин в хлопьевидную массу, в сыроделии прибегают к свертыванию молока путем повышения его кислотности (кислотное свертывание) и применения сычужного фермента (сычужное свертывание). Каждый из этих двух методов коагулирования казеина никогда не применяется в отдельности. Все виды сгустков в сыроделии получают в результате одновременного действия сычужного фермента и молочной кислоты, образующейся вследствие преобразования лактозы молочнокислыми бактериями. Однако всегда наблюдается преобладание того или иного способа коагулирования казеина. Так называемый сычужный сгусток образуется в результате преобладающего действия сычужного фермента; в этом случае действие молочной кислоты сведено до минимума. В сгустке, полученном в результате свертывания молока молочной кислотой, роль сычужного фермента ограничена, и основной причиной коагуляции казеина является окисление.
Сычужное свертывание молока
Это явление происходит, если к предварительно остуженному молоку добавляют достаточное количество сычужного фермента. Свертывание протекает постепенно. Мы не будем останавливаться на механизме этого процесса и ограничимся лишь тем, что укажем основные свойства сычужного сгустка: желатинообразная и упругая консистенция, непроницаемость, высокая, но медленная сжимаемость мицелл.
Скорость свертывания молока сычужным ферментом зависит от ряда факторов.
Доза сычужного фермента. При прочих равных условиях скорость свертывания в значительной степени пропорциональна количеству использованного фермента. Однако это правило применимо только в том случае, если объем молока превышает в 2-15 тыс. раз объем сычужного препарата активностью 1:10 000.
Температура молока. Оптимальная температура - в интервале от 39 до 43° С. При температуре ниже 20° С действие сычужного фермента протекает очень медленно. При повышении температуры до 60° С деятельность фермента полностью прекращается.
Но в момент свертывания молока сычужным препаратом имеет значение не только температура. Следует также учитывать условия охлаждения молока после дойки. Известно, что хранение сырого молока при низкой температуре (от 3 до 5° С) в течение нескольких часов удлиняет время свертывания вследствие уменьшения содержания в молоке кальция и растворимых фосфатов. Это уменьшение можно легко обнаружить путем ультрацентрифугирования. Однако, если сырое молоко, хранившееся на холоде, перед самым свертыванием выдерживалось несколько часов при температуре около 30° С, время свертывания вновь становится нормальным.
фермент не действует в щелочной среде. Скорость свертывания молока прямо пропорциональна рН, если этот показатель ниже 7. Однако, если используемое молоко слишком кислое, то полученный сгусток не приобретает чисто «сычужных» свойств, а становится скорее «смешанным», т. е. сгустком, обнаруживающим и сычужные, и кислотные свойства.
Содержание растворимых солей кальция
Мы уже видели, что параказеин, образующийся в результате расщепления казеина под действием сычужного фермента, превращается в гель только в присутствии растворимых солей кальция. Для хлопьеобразования мицелл известкового параказеината, заряженных отрицательно, необходимы ионы кальция, заряженные положительно. В этих условиях все факторы, способные понизить содержание в молоке растворимых солей кальция, одновременно препятствуют действию сычужного фермента и удлиняют время свертывания. Таким образом, животное, рацион которого беден окисью кальция и особенно фосфатом кальция, может давать молоко, не поддающееся действию сычужного фермента. Нагревание обычного молока до температуры выше 70° С делает нерастворимым окись кальция в результате разложения вторичных фосфатов кальция (дикальцийфосфатов) на третичные фосфаты кальция (трикальцийфосфаты) и в то же время мешает свертыванию.
Если сыродел видит, что находящееся в его распоряжении молоко не реагирует нормально на действие сычужного фермента, то он может легко исправить положение, добавив в молоко хлористый кальций. Действие этой соли довольно сложно. Хлористый кальций не только обогащает молоко положительными ионами кальция, но и снижает рН, т. е. увеличивает число положительных ионов водорода. Поскольку оба эти явления имеют одно и то же направление, то полагают, что добавление хлористого кальция может значительно ускорить свертывание. Таким образом, можно значительно повысить скорость свертывания, сэкономив при этом препарат сычужного фермента.
Содержание растворимых азотистых веществ. Мы уже говорили о том защитном действии, которое эти белковые вещества оказывают на казеин. Если содержание их увеличивается, то свертывание молока затрудняется. Именно этим объясняется сопротивление остаточного молока и молозива действию сычужного фермента, делающее их непригодными для сыроделия.
Наконец, в ряде последних работ встречаются указания относительно значения размеров частиц фосфоказеината для скорости свертывания молока. Предполагают, что в молоке, медленно реагирующем на введение сычужного фермента, эти частицы мельче, чем в молоке, реагирующем быстрее. В то же время, возможно, некоторым объяснением этого явления могут служить факторы, касающиеся структуры молекулы казеина.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ СГУСТКА
Сгусток, получающийся при превращении мицелл в хлопьевидную массу и последующем обезвоживании казеина или пара-казеина, находится в очень неустойчивом физическом состоянии. Более или менее быстро происходит изменение этого состояния, характеризующееся сжатием мицелл с выталкиванием жидкости, которая содержалась в них ранее. Это физическое явление - синерезис - в сыроделии представляет собой выделение сыворотки из сгустка. Оканчивается процесс тем, что после удаления сыворотки в ванне остается масса, состоящая в основном из казеина и жира. Большая часть выделившейся жидкости - сыворотки - содержит лактозу, лактальбумин и лактоглобулин.
Удаление сыворотки из молочнокислого сгустка
Если молочнокислый сгусток оставить в покое, то синерезис произойдет спонтанно и быстро. Однако синерезис в этом случае бывает неполным, так как мицеллы этого сгустка, как мы уже говорили, имеют очень ограниченную сжимаемость. Кроме того, поскольку молочнокислый сгусток обладает большой ломкостью (крошливостью), отделение сыворотки от сгустка оказывается недостаточным. Сыворотка получается обычно мутной, так как уносит с собой мелкие частицы казеина.
Если определить количество минеральных веществ в обезвоженном сгустке, то можно увидеть, что их остается очень мало. Таким образом, отделение сыворотки выражается в деминерализации сгустка за счет сыворотки, которая обогащается минеральными солями, в частности лактатом кальция (молочнокислым кальцием).
Процесс удаления сыворотки из молочнокислого сгустка протекает быстрее при повышенной температуре по двум причинам: 1) быстрое окисление сгустка по мере приближения температуры к 30° С, т. е. к оптимальной температуре развития молочнокислых бактерий; 2) повышенная сжимаемость мицелл сгустка.
При температуре ниже 10°С отделение сыворотки практически прекращается. При 15-20° С этот процесс протекает очень медленно.
Удаление сыворотки из сычужного сгустка
Практически из сычужного сгустка, не подвергавшегося молочнокислому брожению, сыворотка сама не выделяется. Несмотря на сжимаемость мицелл сгустка, его непроницаемость мешает отделению сыворотки. Чтобы облегчить отход сыворотки, используют следующие механические способы: 1) разрезание или «дробление» сгустка, что приводит к увеличению поверхности сырных зерен и, следовательно, к усилению отделения сыворотки; 2) перемешивание разрезанного сгустка, что обеспечивает постоянное встряхивание зерен сгустка; таким образом, зерно становится более сухим; 3) прессование разрезанного и перемешанного сгустка, что повышает обезвоживание зерна.
Можно также облегчить процесс отделения сыворотки физическим путем, повышая температуру сгустка, из которого сыворотка удалена механическим способом. При температуре выше 40- 45° С синерезис проявляется более резко и полученный сгусток оказывается более сухим. При температуре ниже 20° С отделение сыворотки проходит очень медленно.
Механическая обработка чисто сычужного сгустка позволяет в конечном счете получить более обезвоженную массу по сравнению с массой, образовавшейся в результате самопроизвольного выделения сыворотки из молочнокислого сгустка.
Анализ минеральных веществ в обезвоженном сычужном сгустке показывает, что они содержатся в нем в значительном количестве. В противоположность тому, что наблюдалось в процессе удаления сыворотки из молочнокислого сгустка, в данном случае не происходит деминерализации сгустка и отделяющаяся сыворотка не уносит с собой солей кальция. Лактоза, содержащаяся в сыворотке, остается в неизменном состоянии и не превращается в молочную кислоту, что обычно наблюдается при скисании молока.
Заслуживают внимания различия в содержании минеральных веществ в двух видах обезвоженного сгустка (сычужного и молочнокислого). Наличие в сгустке кальция отражается на его поведении двояко.
Наблюдения Порше, относящиеся к полимеризующему действию кальция на мицеллы параказеината, свидетельствовали, что этот элемент имеет огромное значение для слияния сырых зерен. Так, если из молочнокислого сгустка, обезвоженного спонтанно и лишенного таким образом кальция, получают сыр с пластичным, но рыхлым тестом, то сычужный сгусток, подвергшийся механическому обезвоживанию и, следовательно, сохранивший свой кальций, напротив, дает сыр с очень плотной массой, так как мицеллы параказеина остаются в слипшемся состоянии. Это явление объясняет различие размеров отдельных сыров. Размер сыра будет тем меньше, чем меньшее количество минеральных веществ содержится в его тесте. Таким образом, молочнокислый сгусток следует использовать лишь при производстве небольших сыров (сюис) из-за малой связности теста, тогда как сычужный сгусток позволяет получать большие твердые сыры (грюйер, канталь).
Содержание в сгустках кальция регулирует вместе с тем направленность пролиферации микробов в период созревания сыра. Кальций может сочетаться с молочной кислотой, выработанной из лактозы под действием молочнокислых бактерий, и лимитировать, таким образом, окисление сырного теста. Это уменьшение кислотности способствует развитию протеолитических бактерии, расщепляющих казеин только в среде, рН которой близок к нейтральному.
Жир играет очень важную роль в дальнейших видоизменениях сгустка. Наличие жира определяет маслянистость и влажность сырного теста, отчего зависит развитие микробов в период созревания. В сгустке жир задерживает очень мало воды, тогда как казеин связывает довольно большое количество. Вода, органически связанная с содержащим азот веществом, образует гидратную, или связанную, воду (Моко). Следовательно, влажность обезвоженного сгустка изменяется в том же направлении, что и содержание казеина в его сухом остатке при всех прочих равных условиях, предшествующих получению этого сгустка. Отсюда следует, что процесс производства данного сорта сыра может изменяться в соответствии с изменениями начальной жирности молока. В частности, даже частичное обезжиривание перерабатываемого молока радикально изменяет условия производства сыра.
СОЗРЕВАНИЕ СГУСТКА
Это последняя фаза производства сыра.
Напомним, что после обезвоживания сгусток представляет собой компактную массу, плотность, объем, форма и химический состав которой хорошо изучены специалистами. В таком виде сгусток обычно бывает кисловатым из-за наличия молочной кислоты. Производство так называемых молодых (свежих) сыров на этой стадии прекращается. Чтобы улучшить вкус этих сыров, в них добавляют сахар, соль или сливки. Все остальные типы сыров подвергаются более или менее сильному биологическому созреванию, в процессе которого образуется определенный вкус, формируются внешний вид, структура и консистенция сыра.
Поскольку сгусток в основном состоит из казеина и жира, то эти два вещества представляют собой своеобразный склад элементов, способных к брожению. Однако известно, что среди органических веществ липиды считаются наиболее устойчивыми к биологическому разложению. Следовательно, основным центром глубоких изменений структуры сыра в период созревания является казеин. Эти изменения выражаются в том, что в сыром тесте образуются вкусовые вещества, выделяющиеся при разложении казеина, сложные молекулы которого в этом случае упрощаются. Выделяющиеся вкусовые вещества разнообразны: пептоны со слабо выраженным вкусом, полипептиды и аминокислоты с более резко выраженным вкусом и запахом, нашатырный спирт и сероводород (если созревание продолжается до начала гниения).
Дюкло ввел понятие «коэффициент созревания», выраженный отношением растворимого, т. е. расщепленного, азота к 100 частям общего азота. В период созревания этот коэффициент постепенно увеличивается, однако степень увеличения зависит от сорта сыра. При созревании таких сортов, как камамбер, бри, коэффициент растет очень быстро (через месяц - на 30-35%), а при созревании других сортов (грюйер, чеддар) коэффициент изменяется очень медленно (через три месяца - на 25-30%).
Сыры, созревание которых обусловливается в основном молочнокислыми бактериями (сен-полен и грюйер де конте), содержат мало аммонийного азота и относительно много амидного азота. Напротив, в сырах типа камамбер, созревание которых является следствием действия сложной флоры, где плесени, дрожжи и микрококки играют доминирующую роль, отношение амидного азота к аммонийному гораздо меньше 1.
Удаление сыворотки из сгустка со смешанными свойствами
Сгусток, обладающий одновременно сычужными и молочнокислыми свойствами, практически можно получить двумя способами.
1. Свертывание молока сычужным препаратом в период окисления. Свертывание в этом случае происходит очень быстро, и получившийся сгусток обладает промежуточными свойствами по сравнению с чисто сычужным или чисто кисломолочным сгустком. В частности, сгусток параказеина всегда менее упруг, менее сжимаем и более ломок, чем сгусток, полученный в результате действия только одного сычужного фермента. Обезвоживание этого сгустка не может быть особенно сильным, а получившееся тесто, частично деминерализованное, не обладает достаточной связностью, чтобы из него можно было изготовлять большие крупные сыры.
2. Окисление сычужного cгyстка. Явление происходит самопроизвольно, когда сычужный сгусток, полученный при свертывании только что выдоенного молока, нагретого до 30° С, подвергают выдерживанию. Окисляясь, сгусток теряет постепенно свои первоначальные качества, чтобы приобрести затем свойства молочнокислого сгустка, в частности способность самопроизвольного отделения сыворотки. Однако при одинаковой кислотности такой сгусток обезвоживается несколько легче и сильнее, чем сгусток, проявляющий с момента коагуляции свойства и «молочнокислые», и «сычужные». Таким образом, начальное состояние «смешанного» сгустка в какой-то степени определяет его дальнейшее развитие.
В основе расщепления казеина лежит действие диастаз. Расщепление вызывают следующие ферменты: 1) сычужный фермент, протеолитическое действие которого уже отмечалось в связи с его свертывающей способностью; 2) ферменты, выработанные микроорганизмами, в частности плесенями и в особенности бактериями, некоторые из которых могут обладать кислотно-протеолитическими свойствами (например, молочнокислые бактерии), а другие в основном протеолитическими («красные бактерии» мягких сыров).
ещё по теме:
Созревание сыра
Производство сыра, что такое сыр?
Упаковка, маркировка и хранение сыров
Показатели качества сыров
Деликатесные сыры
Топленый сыр
Плавленые сыры
Переработанные сыры
| UP |
