Диффузионно-осмотические процессы, происходящие при посолке сыра

Основными физико-химическими процессами при посолке сыра являются диффузия соли в сыр, осмотический перенос влаги из сыра в рассол, обезвоживание и набухание сырной массы, взаимодействие соли с белковыми веществами. Эти процессы взаимосвязаны и протекают одновременно.

Проникновение соли в сыр подчиняется закону диффузии Фика, в соответствии с этим законом предложено уравнение для определения просаливания сыра в рассоле:

ΔΜ = - Д_х (dρ / dх) S_х / Δt,

где М – масса соли (г), перенесенная за время (Δt, сут) через сечение (S_х, см²);

С – концентрация рассола, г на 100 г воды;

Д_х – коэффициент диффузии соли, см²/сут;

(dρ / х) – градиент плотности соли в точке с координатой х.

Правильное использование приведенного уравнения предполагает экспериментальное определение коэффициента диффузии конкретного вида сыра в целях регулирования интенсивности его посолки.

При сравнении коэффициента диффузии в сырной массе и чистой воде установлено взаимодействие соли с белковыми веществами. Доказано, что ионы Cl^- быстрее диффундируют в толщу сырной массы, а ионы Na⁺ задерживаются в периферийных слоях, взаимодействуя с белком.

Глубина проникновения соли в массу сыра зависит от времени его нахождения в рассоле. При этом основная масса соли сосредотачивается в периферийных слоях и к концу посолки достигает концентрации в водной фазе 14-16 %, что определяет величину активности воды (A_w).

Вследствие градиента концентраций соль продолжает проникать в сырную массу после посолки, диффундируя к центру головки, а часть внутренней влаги стремится к периферии. Равномерное распределение соли достигается значительно позднее и зависит от свойств сыра. В сырах с меньшим уровнем посолки процесс выравнивания протекает быстрее.

Просаливание сыра приводит к осмотическому переносу влаги, значительно миграция проходит в поверхностных слоях.

Абсолютная величина коэффициента диффузии соли в сыре не постоянна. Наибольшие различия коэффициента внутри и на поверхности сыра имеют место на начальном этапе посолки.

Условно сыр можно разделить на три зоны.

Первая зона – накопительная. Это периферийная часть сыра, в которую в основном диффундирует соль в период посолки сыра в рассоле.

Вторая зона – обменная, третья – обогатительная.

По мере созревания сыров возрастает разница в содержании влаги в каждом отдельном слое, что является одной из движущих сил диффузионно-осмотических процессов.

Различия в концентрации соли влияют на микробиологические процессы в сыре. Уровень понижения численности бактерий зависит от продолжительности нахождения сыра в рассоле, что в дальнейшем оказывает влияние на развитие пропионовокислого брожения (для сыров с высокой температурой второго нагревания), глубину липолитических и протеолитических процессов и соответственно на органолептические показатели продукта.

С повышением концентрации соли в сыре происходит уплотнение консистенции и ухудшение рисунка. Концентрация рассола оказывает большое влияние на гидрофильные свойства сырной массы. В зависимости от концентрации рассола может идти или набухание белка, или его обезвоживание. При концентрации рассола выше 17 % сыр теряет влагу, ниже 15 % – сырная масса ее поглощает.

Способность белка к набуханию при низких концентрациях соли используют при частичной посолке сыра в зерне. Такой способ посолки позволяет повысить влагоудерживающую способность сырной массы и способствует получению сыра с более мягкой консистенцией.

Поверхностный слой сыра в процессе посолки обезвоживается в большей степени, чем внутренний. За счет уплотненного поверхностного слоя сыр приобретает более устойчивую форму.

Оценивая вышесказанное, можно заключить, что посолка – весьма действенный фактор при управлении процессом формирования сыров.