4868

51

постепенно увеличивается и через 1–2 мес. достигает максимума. При дальнейшем созревании сыра отмирают постепенно и палочки (рис. 8).

3.4. Особенности бактериологических процессов при созревании основных групп сыров

Твердые сыры с низкой температурой второго нагревания (40–42 °С). К

этим сырам относится голландский, ярославский, степной, костромской, российский, пошехонский, сыры типа чеддер и др. В этих сырах остается значительное количество сыворотки, поэтому в них хорошо развиваются молочнокислые бактерии, количество которых через 5–10 дней достигает – 2,5– 3,5 млрд в 1 г (рис. 9). В составе микрофлоры этих сыров преобладают мезофильные молочнокислые стрептококки, развитию которых способствует невысокая температура второго нагревания и относительно низкая температура созревания (12–15 °С); при этой температуре термофильные бактерии развиваться не могут.

Рис. 9. Изменение объема микрофлоры в процессе созревания костромского сыра: 1 – количество молочнокислых стрептококков; 2 – количество молочнокислых палочек

Продолжительность созревания сыров данной группы – 2–3 мес. При созревании сыров постепенно отмирает основная масса молочнокислых стрептококков, а молочнокислые палочки типа Lbm. casei и Lbm. plantarum медленно развиваются и через 1,5–2 мес. в голландском сыре составляют 375 млн. в 1 г, в костромском – около 100 млн. в 1 г (см. рис. 8, 9).

Твердые сыры с высокой температурой второго нагревания (54–58°С). К

этим сырам относят швейцарский, советский, алтайский. По составу

52

микрофлоры они существенно отличаются от других твердых сыров. Созревание этих сыров проводят при температуре 22–25 °С, что способствует развитию термофильных молочнокислых бактерий.

Динамика развития молочнокислых бактерий в швейцарском сыре довольно сложная: в молоке и в сырном зерне преобладают молочнокислые стрептококки, в созревшем сыре уже через 1–2 сут. молочнокислые палочки составляют около 50% общего объема микрофлоры; через 4–5 сут. достигает максимального количества; к 10–20-му дню общий объем микрофлоры и количество палочек в несколько раз уменьшается, а через 30 дней количество молочнокислых палочек снова увеличивается при продолжающемся уменьшении количества стрептококков; в дальнейшем происходит постепенное уменьшение молочнокислых бактерий обеих групп (рис. 10). По-видимому, столь же сложна и динамика изменения микрофлоры в других сырах этого типа, хотя количественные показатели и сроки их изменения в разных сырах различны.

Рис.10. Изменение объема микрофлоры в процессе созревания швейцарского сыра: 1 – общее количество молочнокислых бактерий; 2 – количество

молочнокислых палочек; 3 –количество молочнокислых стрептококков

Такую закономерность изменения микрофлоры в сырах этой группы можно объяснить тем, что во время второго нагревания подавляется развитие мезофильных молочнокислых стрептококков и часто их погибает, тогда как термофильные палочки сохраняются жизнеспособными. В процессе прессования температура становится почти оптимальной для термофильных бактерий; температура в камере созревания также благоприятствует их развитию. Однако

53

после полного сбраживания лактозы клетки Lbm. helveticum, как наиболее чувствительные к отсутствию углевода, сравнительно быстро погибают; стрептококки отмирают, по-видимому, более медленно. Преобладание молочнокислых палочек к 30-му дню созревания сыра можно объяснить только тем, что при отсутствии лактозы происходит развитие стрептобактерий типа Lbm. casei и Lbm. plantarum, приводящее к вторичному увеличению микрофлоры сыра.

Впроцессе созревания сыров этой группы после сбраживания лактозы и прекращения развития молочнокислых бактерий постепенно развиваются пропионовокислые бактерии, вследствие чего через 2–3 недели появляется рисунок (немногочисленные глазки диаметром 1–1,5 см).

Полутвердые сыры со слизью на корке. К ним относятся латвийский,

пикантный и другие сыры.

Эти сыры созревают при участии не только мезофильных молочнокислых стрептококков, Но и аэробной микрофлоры сырной слизи (плесневые грибы, дрожжи, микрококки, Bact. linens), в результате чего появляется острый, слегка аммиачный запах; их корка покрыта тонким слоем слизи желто–коричневого цвета.

Вэтих сырах содержится большое количество лактозы, что обуславливает бурное развитие молочнокислой микрофлоры и большой ее объем (больше 8 млрд клеток в 1 г латвийского сыра). После сбраживания лактозы молочнокислые стрептококки постепенно вымирают, а молочнокислые палочки типа Lbm. casei, Lbm. plantarum медленно развиваются, составляя в латвийском сыре к концу созревания 75 млн в 1 г.

Такое своеобразие микробиологических процессов обуславливает сравнительно большой объем и глубину созревания сыров этой группы в довольно короткий период (2 мес).

Мягкие сыры. В зависимости от применяемых микроорганизмов, участвующих в созревании, мягкие сыры подразделяют на следующие группы:

сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и поверхностной микрофлоры сырной слизи (дорогобужский, калининский, пятигорский);

сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий, белой плесени и микрофлоры сырной слизи, развивающийся на поверхности сыра (смоленский, любительский, зрелый и др.);

сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и белой плесени, развивающиеся на поверхности сыра (камамбер, белый десертный и др.);

54

сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и голубой плесени, развивающейся в тесте сыра (рокфор и др.);

сыры свежие, созревающие при участии молочнокислых бактерий (любительский свежий, сливочный, домашний, адыгейский и др.).

Мягкие сыры содержат большое количество сыворотки и лактозы, поскольку при их выработке не проводят второго нагревания и прессования. Это способствует быстрому развитию молочнокислых стрептококков, максимальное количество (5,0– 6,0 млрд в 1 г), которых накапливается уже в первые дни созревания.

Затем они отмирают, и через 5–10 дней количество молочнокислых стрептококков уменьшается в несколько десятков раз. Отмирание стрептококков обусловлено недостатком лактозы, а также интенсивным накоплением молочной кислоты, особенно в первые дни созревания сыра.

В дальнейшем уменьшается кислотность сырной массы за счет щелочных продуктов, образующихся при распаде белковых веществ под действием протеаз, выделяемых плесенями, находящимися внутри сыра, а также микрофлоры слизи на корке. Это создает благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий.

Развитие молочнокислых стрептобактерий в этих сырах происходит значительно меньше, чем в других сырах, что обусловлено быстрым расходованием лактозы, и через 10 дней их содержание уже превышает количество молочнокислых стрептококков, а через 15 дней достигает максимума – нескольких миллиардов в 1 г.

Рассольные сыры. К рассольным сырам относятся осетинский, кобийский, грузинский, брынза и др. Созревание и хранение сыров этой группы осуществляется в рассоле. Концентрация соли в сыре достигает 8%.

Интенсивное развитие микробиологических процессов в рассольных сырах происходит во время выработки, самопрессования и в первые дни созревания. Так, наибольшее количество микроорганизмов 5 млрд/г с сырных ваннах наблюдается на 4-е сутки. При этом на долю стрептококков приходится 99%. Затем под действием соли общее количество молочнокислых бактерий снижается, при этом в течение 12 дней на долю стрептококков приходится 99%.

Через 40–50 сут количество молочнокислых стрептобактерий достигает 50%, после чего отмечается дальнейшее относительное увеличение содержания молочнокислых палочек. При этом снижается количество молочнокислых бактерий, которое составляет около 100 млн/г, т.е. уменьшается в 50 раз.

55

Плавленые сыры. Плавленые сыры производят из зрелых сыров, подвергнутых плавлению при 70–95 °С в течение 5–30 мин (в зависимости от температуры нагревания).

Микрофлора плавленых сыров состоит из той остаточной микрофлоры, который выдерживает температурный режим плавления. Это молочнокислые стрептококки (термофильные, энтерококки), лактобактерии и споровые бактерии (в том числе маслянокислые бактерии). В свежих плавленых сырах количество бактерий составляет всего сотни или тысячи клеток в 1 г. Но во время хранения сыров при температуре сыров около 20°С количество бактерий может увеличится до 1 млн и более в 1 г. Поскольку в плавленых сырах нет лактозы, в них могут развиваться только микроорганизмы, способные использовать для своего обмена соли молочной кислоты (лактаты). К ним относятся маслянокислые бактерии, вызывающие порок – вспучивание сыра, если для плавления были использованы сыры, в значительном количестве содержащие эти бактерии.

Хранение плавленых сыров при низкой температуре (8°С) ограничивает развитие в них микрофлоры и является эффективной мерой предупреждения появления пороков.

3.5. Сущность процессов созревания сыра и роль микроорганизмов в этих процессах

Во время созревания сыра в камерах при определенных для каждого вида сыра температуре и влажности в нем происходит ряд сложных биохимических процессов, в результате которых сыр приобретает выраженные, характерные для данного вида органолептические свойства (вкус, запах, цвет, консистенцию, рисунок). Биохимические превращения веществ сырной массы происходят под воздействием экзоферментов микроорганизмов, бактериальных эндоферментов и сычужного фермента.

При созревании изменяются все компоненты сыра (лактоза, белки, жир, витамины, соли), но в наибольшей степени – белки и лактоза. Белки разлагаются с образованием и накоплением разнообразных азотистых веществ, а лактоза полностью сбраживается молочнокислыми бактериями до молочной кислоты, которая затем подвергается дальнейшим изменениям.

В основе сложных превращений сырной массы лежат химические и микробиологические процессы.

56

Химические процессы обусловлены действием сычужного фермента, в результате чего белки частично распадаются до пептонов, причем с понижением рН среды (но не ниже 4,9) усиливается пептонизирующее действие этого фермента. Следовательно, чем выше содержание в сыре сыворотки (лактозы), тем больше образуется молочной кислоты при молочнокислом брожении (рН понижается) и тем сильнее будет действие на белок сычужного фермента.

Растворимые белковые вещества стимулируют развитие молочнокислой микрофлоры. В процессе жизнедеятельности молочнокислых бактерий выделяют экзопротеазы, но действие их на белок, по-видимому, ограничено. Важная роль в протеолизе принадлежит эндоферментам, содержащимся в клетках молочнокислых бактерий и постепенно освобождающимся после их отмирания и автолиза. Под действием экзопротеаз и эндопротеаз молочнокислых бактерий некоторая часть белковых веществ постепенно распадается до аминокислот и частично до аммиака.

Таким образом, молочнокислые бактерии играют основную роль в сыре – с момента его выработки и до конца созревания. На первом этапе они, сбраживая лактозу, создают кислую среду и устраняют почти всю нежелательную микрофлору. При брожении лактозы ароматобразующими молочнокислыми стрептококками образуются кроме молочной кислоты уксусная кислота, этиловый спирт, диацетил, обогащающий вкус сыра, и СО2, обусловливающий образование рисунка мелких твердых сыров (типа голландского). Молочная кислота подвергается дальнейшим химическим превращениям, в результате которых образуются, в частности, лактаты. В швейцарском и советском сырах некоторое количество лактатов сбраживается пропионовокислыми бактериями до пропионовой и уксусной кислот, положительно влияющих на вкус и аромат этих сыров, и СО2, являющегося основным фактором образования их рисунка.

Эндоферменты молочнокислых бактерий лучше действуют в нейтральной среде, а кислота задерживает этот процесс. В связи с этим в мягких сырах с повышенным содержанием сыворотки и большим объемом микрофлоры (более кислых) хорошо проявляется действие сычужного фермента, но первоначально слабо выражено действие протеаз молочнокислых бактерий. Они начинают действовать после нейтрализации кислоты продуктами протеолиза, вызываемого протеазами плесеней

идругой микрофлоры поверхностной слизи (рН сыра увеличивается до 6 и более).

Втвердых сырах с меньшем содержанием влаги действие сычужного фермента ограничено, объем молочнокислой микрофлоры также меньше, а рН среды значительно выше, чем в мягких сырах. Поэтому создаются благоприятные условия для действия бактериальных ферментов, но поскольку

57

этот процесс протекает медленно (постепенный автолиз клеток), то в большей степени проявляется он в сырах с длительным периодом созревания (швейцарский – 6–8 мес, советский – 4 мес), а в меньшей – в сырах с более коротким периодом созревания (голландский, ярославский и др. – 2–3 мес).

В начальный период созревания в сырах в результате образования пептонов часто появляется горечь, которая к концу созревания исчезает (пептоны превращаются в пептиды и аминокислоты). Если же горечь не исчезает до конца созревания сыра, то это служит показателем того, что процесс распада белков задерживается на стадии пептонов (при низкой температуре созревания).

Сычужный фермент и бактериальные ферменты действуют неизолированно друг от друга. Эффективность их совместного действия значительно превышает эффективность действия каждого компонента в отдельности.

Молочнокислые бактерии Lbm. helveticum оказывает более сильное действие на белок по сравнению с молочнокислыми стрептококками. Этим можно объяснить и более глубокий распад белков в швейцарском сыре, чем в голландском сыре.

Поскольку в швейцарском сыре не обнаружен сычужный фермент после второго нагревания (он инактивируется), то происходящий в нем протеолиз во время созревания является показателем ферментативного действия молочнокислых бактерий практически в чистом виде – без участия сычужного фермента.

Большой объем и глубина распада белков с сырах рокфор и камамбер объясняются тем, что в процессе протеолиза важную роль играют не только сычужный фермент и протеазы молочнокислых бактерий, но также протеазы применяемых плесеней и микрофлоры сырной слизи, особенно микодермы и протеолитической палочки Bac. linens. Протеазы микрофлоры слизи играют важную роль также в созревании полутвердых сыров (латвийский, пикантный). Сыры этих групп созревают под действием ферментов молочнокислых бактерий и ферментов микрофлоры сырной слизи, диффундирующих через корку.

Молочный жир в твердых сырах не подвергается заметному разложению. В сырах, созревающих при участии плесеней, разложение жира происходит в большей степени под действие липаз плесеней. В наибольшей степени действие липаз выражено в рокфоре, в котором накапливаются летучие жирные кислоты – капроновая, каприловая и образующиеся в результате их превращения метил– кетоны, придающие рокфору характерный перечный вкус.

Вкусовые особенности сыра зависят от накопления в нем молочной кислоты, лактатов, азотистых веществ – продуктов протеолиза, летучих жирных кислот.

58

Все эти вещества образуются под действием в основном ферментов микроорганизмов. В процессе брожения накапливающийся углекислый газ способствует формированию рисунка сыра, состоящего из шарообразных пустот (глазков), распределенных в сырной массе.

При нормально протекающем брожении лактозы в мелких твердых сырах (голландский) глазки формируются в процессе жизнедеятельности ароматообразующих стрептококков (Lac. diacetylactis, Lac. paracitrovorus) в

первые дни созревания сыров. Вследствие интенсивного брожения быстро образуются углекислый газ и появляется множество мелких (0,03–0,5 см) шарообразных глазков.

Если в сыре развиваются также бактерии группы кишечных палочек (ненормальный тип брожения), то это неблагоприятно влияет на формирование его рисунка (выделяется СО2 и Н2) и на вкус сыра. При слабом развитии бактерий группы кишечных палочек их влияние бывает незаметным. При усилении жизнедеятельности этих бактерий в сыре образуется много щелевидных глазков, а при интенсивном развитии возможно даже вспучивание сыра, когда в сыре имеется еще лактоза.

Врезультате развития бактерий группы кишечных палочек появляется нечистый запах и вкус, т.к. образуются не только продукты брожения, но и продукты азотного обмена этих бактерий – сероводород и индол.

Вшвейцарском и советском сырах формирование рисунка связано с пропионовокислым брожением, субстратом которого являются лактаты. Брожение начинается через 2–3 недели созревания и протекает медленно (СО2 накапливается постепенно), вследствие чего формируются немногочисленные глазки диаметром 1–1,5 см (рис. 11 а). Одновременно с СО2 образуются основные продукты брожения – пропионовая и уксусная кислоты, положительно влияющие на вкус сыров этого типа.

Лактаты являются субстратом брожения и для маслянокислых бактерий. Во втором периоде созревания, когда в сыре создаются благоприятные условия (повышение рН, прекращение молочнокислого процесса), развиваются маслянокислые бактерии (ненормальный тип брожения), что может отрицательно повлиять на рисунок и вкус сыра. При интенсивном развитии этих бактерий образуется много газов (Н2 и СО2) и рисунок сыра становится щелевидным или даже происходит вспучивание. Накапливающаяся масляная кислота сильно ухудшает вкусовые достоинства сыра.

59

Рис. 11. Рисунок швейцарского сыра: а – сыр хорошего качества при слабой степени обсеменения пропионовокислыми бактериями (1) и при

средней степени обсеменения (2); б – сильно вспученный сыр

3.6. Пороки сыров

Пороки – это отклонения от стандартных показателей, возникающие в сырах при переработке недоброкачественного сырья, в результате нарушения технологии производства и правил хранения готового продукта.

3.6.1. ПОРОКИ КОНСИСТЕНЦИИ

Крошливая консистенция. Этот порок возникает при переработке молока повышенной кислотности и вследствие чрезмерно активного размножения молочнокислых бактерий молочнокислого брожения. Из-за избытка молочной кислоты параказеин плохо набухает, сырное тесто имеет недостаточную связность, легко ломается и крошится. При газообразовании тесто раскалывается, в сыре возникают трещины (колющаяся консистенция, или самокол). В случае пересушки сырного зерна появляются внутренние и наружные разрывы сырной массы – свищи.

Резинистая консистенция. Порок появляется при недостаточном развитии молочнокислых бактерий, недостатке молочной кислоты в сырной массе. Порок обусловлен излишней обсушкой сырного зерна и низким содержанием влаги в сыре после прессования.

Мерами предупреждения пороков консистенции являются следующие: выработка сыра из зрелого молока определенной кислотности, использование доброкачественных бактериальных заквасок, соблюдение технологических режимов производства.

60

3.6.2. ПОРОКИ РИСУНКА

Слепой сыр. Этот порок характеризуется отсутствием рисунка, что является показателем слабого развития ароматобразующих молочнокислых стрептококков в небольших сырах и пропионовокислых бактерий в швейцарском и советском сырах.

Причинами порока являются переработка незрелого молока, внесение малой дозы бактериальной закваски, низкая температура посола и созревания сыров.

Редкий и мелкий рисунок. Порок наблюдается при переработке молока повышенной кислотности, при низкой температуре созревания сыра, а в крупных сырах – при подавлении развития пропионовокислых бактерий вследствие пересола сыра.

Вспучивание сыров. Вспучивание сыров происходит в результате выделения газов (СО2 и Н2) в избыточном количестве. Возбудителями «раннего» вспучивания сыров являются бактерии группы кишечных палочек. Порок возникает в первые дни созревания (а иногда и в процессе прессования) и характеризуется неправильным сетчатым или рваным рисунком и нечистым вкусом сыра. Появлению порока способствуют вяло протекающий молочнокислый процесс и высокий рН, низкая концентрация солив сыре и высокая температура в посолочном отделении. Для предупреждения раннего вспучивания необходимо использовать бактериально чистое молоко, активную закваску, создавать благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий.

Перспективным способом борьбы с ранним вспучиванием сыров является применение в составе антагонистической закваски штаммов Lbm. plantarum, используемых в качестве биологического средства борьбы с маслянокислыми бактериями.

Возбудителями «позднего» вспучивания являются маслянокислые бактерии Clostridium thyrobutyricum, развивающиеся при созревании сыра, когда прекращается молочнокислый процесс и повышается рН сыра вследствие накопления продуктов белкового распада при созревании сыра. Условием развития маслянокислых бактерий в сыре является обсеменение ими молока при кормлении коров некачественным силосом, а также высоки рН сыра. Для «позднего» вспучивания характерны неправильный щелевидный рисунок сыра (рис. 11 б), размягченная, губчатая консистенция, резкий запах масляной кислоты, неприятный сладковатый и даже салистый вкус.

Для больбы с поздним вспучиванием сыров рекомендуется применять штаммы Lac. lactis, вырабатывающие низин. Однако необходимо тщательно проверять