Тема 9:технология сыров. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра

9.1. Свертывание молока под действием сычужного фермента

9.2. Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы

9.3. Биохимические изменения составных частей молока при созревании сыра

9.4. Формирование консистенции и рисунка сыра

9.1. Свертывание молока под действием сычужного фермента

Сыр - высокоценный пищевой продукт, получаемый из молока путем ферментативного свертывания белков, выделения сырной массы с последующей обработкой и созреванием. При созревании протекают сложные биохимические и микробиологические процессы, придающие сырам определенные физико-химические и органолептические свойства.

Пищевая и биологическая ценность сыра обусловлены содержанием большого количества легкоусвояемых белков, молочного жира, различных минеральных веществ, органических кислот, витаминов.

Благодаря острому вкусу и специфическому аромату он возбуждает аппетит и способствует активному выделению желудочного и кишечного сока.

Выработка любого вида сыра основана на способности молока свертываться под действием сычужного фермента. Поэтому при производстве сыра необходимым условием является перевод молока из жидкого состояния (золя) в гель.

Продолжительность процесса гелеобразования и отдельных его стадий, а также количество образующихся сгустков определяются составом и свойствами молока, бактериальной закваски, сычужного фермента, кислотностью молока, температурой свертывания, дозой хлорида кальция, режимом пастеризации молока и т.д.

Наиболее важный процесс при изготовлении сыра – свертывание молока сычужным ферментом. От скорости образования структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависят консистенция, рисунок, внешний вид и другие показатели сыра.

Скорость сычужного свертывания и плотность сгустка в первую очередь зависит от сыропригодности молока, которая характеризуется высоким содержанием белка (3,2%), жира (3,6%), Са – не менее 120 мг%, СОМО (8,4%) и оптимальным соотношением между ними: жир-белок - 1,25-1,1; жир-СОМО - 0,46-,40; белок-СОМО - 0,42-0,36. Под действием сычужного фермента оно должно давать плотный сгусток и быть благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий.

Сычужное свертывание молока проходит две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к нему пептидной связи фенилаланин – метеонин (Фен-Мет) в полипептидной цепи каппа - казеина. В результате этого каппа- казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара каппа - казеин и растворимый гликомакропептид. Ферментативную стадию схематично можно представить следующим образом:

(27)

Сычужный фермент

+Н2 О

ФЕН 105 МЕТ 106

Пара –каппа - казеин Гликомакропептид

Каппа - казеин

С хема сычужного свертывании на стадии ферментации

Гликомакропептиды каппа- казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от каппа - казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл (с постепенным приближением к изоэлектрическому состоянию), частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т.е. наступает вторая стадия коагуляции.

Механизм второй стадии сычужного свертывания окончательно не установлен. Известно, что коагуляция белков наступает лишь после расщепления 80-90 % каппа - казеина, находящегося на поверхности мицелл. Далее дестабилизированные казеиновые (точнее параказеиновые) частицы сначала образуют агрегаты и цепочки. При достижении «критических» размеров цепочки соединяются между собой продольными и поперечными связями, образуя сплошную пространственную сетку, в петлях (ячейках) которой заключена дисперсная среда.

Добавление к молоку сывороточных белков, выделенных из под сырной сыворотки, ускоряет процесс сычужного свертывания молока (эти белки вероятно играют роль наполнителя пространственной сетки).

Сычужный фермент, применяемый в сыроделии для свертывания молока, содержит 2 компонента: химозин (реннин) и пепсин (А и В). Оба фермента свертывают молоко, но химозин более активен.

Технический препарат химозина и пепсина готовят из высушенных сычугов молодых телят и ягнят. Сычуги телят в возрасте 1-2 месяцев содержат 70% химозина, у взрослых животных преобладает пепсин. Под активностью сычужного фермента понимают количество частей молока, которое свертывается одной частью фермента при 35 С в течение 40 минут. Оптимальной температурой сычужного свертывания молока считается температура от 35 до 41 С

Добавление к молоку после пастеризации хлорида кальция ускоряет сычужное свертывание и повышает интенсивность синерезиса сгустка.