книги из ГПНТБ / Овчинников, А. И. Биохимия молока и молочных продуктов

Таблица 38

Содержание свободных аминокислот в дорогобужском и швейцарском сырах

(в мг% )

Таблица 39

Содержание свободных аминокислот в голландском сыре на разных стадиях созревания, мг%

210

в сырах пропионовая и пировиноградная кислоты еще не могут служить убедительным доказательством дезаминирования ала­ нина, так как пировиноградная кислота является промежуточ­ ным, а пропионовая кислота — конечным продуктом брожения лактозы. Обнаруженные в швейцарском сыре янтарная и а-ке- тоглютаровая кислоты, по мнению Бассе и Харпера [14], не являются промежуточными продуктами брожения лактозы, а образовались при дезаминировании аспарагиновой и глютами­ новой кислот

а-Кетоглюта- ровая кислота

Все виды дезаминирования (восстановительное, гидролитиче­ ское и окислительное) аминокислот в сырах осуществляют мо­ лочнокислые бактерии, причем некоторые штаммы Str. lactis обладают способностью дезаминировать аминокислоты (изолей­ цин, валин, метионин и фенилаланин) с последующим декарбоксилированием получившихся а-кетокислот и образованием аль­ дегидов [380]:

212

R—СН,—CHNH, —СООН---- *■ R -C H o -C O -C O O H ------- >

—N H 3

- c o 3

------ ^r c h 2- c o h .

В швейцарском сыре, кроме молочнокислых бактерий, дезамини­ рование отдельных аминокислот (аланина, аспарагиновой кисло­ ты, серина, аргинина и цистина) могут осуществлять пропионовокнслые бактерии. Отмечено, что изменение количественных соотношений аминокислот в этом сыре происходит интенсивнее в период деятельности пропионовокислых бактерий [146].

П е р е а м и н и р о в а и и е а м и н о к и с л о т . Наряду с деза­ минированием, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, как известно, могут легко переносить свои аминогруппы при участии ферментов аминотрансфераз на другие а-кетокислоты, т. е. при­ нимать участие в реакции переаминирования. Так, например, реакция переаминирования между глютаминовой и пировиноградной кислотами протекает следующим путем:

Д е к а р б о к с и л и р о в а и и е а м и н о к и с л о т. Многими ис­ следователями [237, 264] в мягких сырах найдены в небольших

С Н ,-С Н 3- С Н 2-С Н ,-С Н -> С Н ,-С Н ,-С Н ,-С Н ,-С Н , + СО,,

213

Подвергаются декарбоксилированию и дикарбоиовые аминокис­ лоты (аспарагиновая и глютаминовая). Так, по мнению И. Клнмовского [151], уменьшение доли дикарбоновых кислот (с 53 до 39,9%) при созревании голландского сыра связано с интенсив­ ным их декарбоксилированием и другими изменениями. При декарбоксилировании циклических аминокислот могут образо­ ваться тирамин, триптамин и другие амины [237]

Кроме процессов дезаминирования, переаминирования и декарбоксилирования возможны и другие изменения аминокислот. Например, возможно химическое взаимодействие аминокислот с дикарбоксильными соединениями, в результате которого обра­ зуются альдегиды, содержащие на один атом углерода меньше, чем исходная аминокислота [445]:

R—СО—СО—R + R,—CHNH2—СООП > R,—СНО +

+ С 02 + R -C H -N H 2- C O - R .

Серусодержащие аминокислоты под воздействием бактериаль­ ных ферментов могут расщепляться с выделением сероводорода,

и превращаются в жирные кислоты, окси- и кетокислоты, амины, альдегиды и другие соединения' с выделением значительных количеств аммиака и углекислого газа.

214

Изменение молочного жира

В сырной массе жир находится, главным образом,.в виде деформированных жировых шариков. Такое состояние жира является чрезвычайно благоприятным для воздействия на него липолитических ферментов микроорганизмов. Изменение жира может идти в двух направлениях: гидролиза и окисления. Гид­ ролиз жира, как установлено многими исследователями, наблю­ дается во всех сырах и происходит под дейстотем липолнтпческих ферментов [364, 365, 372, 390, 445]. Однако степень распада жира в твердых и мягких сырах далеко не одинаковая. В мягких сырах гидролиз протекает более интенсивно, в твердых — зна­ чительно слабее.

Источником липаз могут являться молоко, микрофлора моло­ ка и микрофлора сыра. Во время пастеризации липазы молока значительно разрушаются (в сырах из непастеризованного молока эти липазы могут являться причиной прогорклого вку­ са), липолитические ферменты микрофлоры молока также теря­ ют свою активность, ко некоторые термоустойчивые бактериаль­ ные липазы и липазы молока, сохраняются активными после пастеризации [254]. Липолитические ферменты выделяют Pseu­ domonas, Achromobacteriaceae, микрококки и молочнокислые палочки. В мягких сырах (и в некоторой степени в твердых сырах) гидролиз жир'а зависит от поверхностной микрофлоры. Плесени, некоторые виды дрожжей и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир, вследствие чего в мягких сырах на­ капливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелых мягких сырах наблюдается боль­ шая разница между содержанием свободных жирных кислот в корке и внутри сыра.-В корковом слое липолитическое измене­ ние жира протекает более интенсивно за счет развития поверх­ ностной микрофлоры (плесени, дрожжи и аэробные бактерии), выделяющей активные липолитические ферменты. Некоторые виды мягких сыров (рокфор, закусочный и др.) созревают при участии специально вносимых в них плесеней, которые выраба­ тывают актавные липолитические ферменты, гидролизующие жир не только на поверхности, но и внутри сыра.

Во всех сырах обнаружены свободные жирные кислоты.— уксусная, муравьиная, масляная кислоты [101, 118, 149, 179, 365]. Уксусная кислота не является продуктом распада жиров, а вы­ рабатывается геТероферментативными. молочнокислыми бакте­ риями при сбраживании молочного сахара (количество ее сни­ жается при развитии плесеней).Муравьиная кислота, по-вицимо- му, является продуктом метаболизма бактерий. Масляная^ кислота в больших количествах присутствует в мягких сырах, созревающих с участием плесени. В твердых сырах ее содержа­ ние незначительно, большие количества ее наблюдаются только

215

при маслянокислом брожении (вспученные сыры).- В мягких сырах происходит накопление таких летучих жирных кислот как капроновая, каприновая и каприловая; при длительном хранении этих сыров образуются валериановая и изовалериано-

вая кислоты [29, 179, 276].

Наряду с накоплением жирных кислот в мягких сырах, осо- ’ бенно в сырах, созревающих с участием плесеней, имеет место, ферментативное^ркисление жирных кислот, в результате кото­ рого образуются кетоны, альдегиды, оксикислоты и другие сое­ динения [390]. Особенно важную роль в создании вкуса этих сыров играют метилкетоны, образующиеся при (З-окнслении жир­ ных кислот по схеме:

О.,

R -C H o —СН,СООН — R-C^-CH,COOH -> R - C - C H 3 + С 02.

Таким образом, продукты гидролитического и окислитель-' кого разложения жира в мягких (плесневых) сырах обусловли­ вают характерный острый вкус и запах. В твердых сырах гидро­ литическое расщепление жира незначительно, по сравнению с мягкими сырами, но обнаруженные в них небольшие количе­ ства масляной, капроновой, каприновой кислот, как подтверж­ дают исследования, образуются при лйполнтическом гидролизе жира и также участвуют в аромате сыра. По-видимому, в кор­ ковом слое твердых сыров имеют место, наряду с гидролизом, и окислительные процессы жира, правда, по этому вопросу обстоятельных исследований не было проведено, а имеющиеся мнения отдельных исследователей противоречивы.

Вкусовые и ароматические вещества сыра

Во время созревания сыра протекающие в нем биохимиче­ ские процессы приводят к значительному изменению основных составных частей его. Молочный сахар полностью исчезает, пре­ вращаясь в молочную кислоту и другие продукты. Белок претер­ певает глубокие изменения, вследствие чего образуются различ­ ные по молекулярному весу пептиды, аминокислоты, жирные кислоты, амины, кетокислоты, альдегиды и многие другие хими­ ческие соединения. Жир подвергается липолитическому расщеп­ лению, что приводит к накоплению свободных жирных кислот (летучих и нелетучих), причем в твердых сырах такое изменение жира незначительно, а в мягких проходит более интенсивно. Все

.эти химические вещества в разной степени принимают участие в образовании вкуса и запаха сыра, одни играют более важную роль, другие менее важную. Кроме того, вкусовые достоинства сыра во многом определяются белками, их физическим состоя­ нием, а также жиром и его количественным содержанием. Иначе

216

говоря, вкус и аромат сыров определяются всем комплексом:

сыра не могут оставаться постоянными, а изменяются по мере накопления продуктов разложения сырной массы. По достиже­ нии зрелости сыра образовавшиеся при распаде белков, жира и сахара вещества будут находиться в наиболее благоприятных пропорциях, а вкус и запах соответствовать оптимальной выра­ женности. При дальнейшей выдержке сыра, даже при благо­ приятных „условиях, соотношение вкусовых и ароматических веществ может меняться, что приведет к потере им качества.

Многие исследователи считают, что вкус сыра обусловлива­ ется главным образом белковыми веществами и продуктами их разложения: пептидами и аминокислотами. В первой половине созревания сыров, .вследствие накопления большого количества пептидов, ощущается горьковатый привкус, но затем п о те р е гидролиза пептидов, накопления аминокислот и других веществ горечь исчезает и сыр приобретает специфический для него вкус

[72, 101, 102, 228, 253, 317, 323, 372]. Все виды сыров содержат свободные аминокислоты, многие из них имеют выраженные вкусовые ощущения: сладкий (алаипн, пролин, глицин), горький: (изолейцин, лизин, гистидин, лейцин), бульонный (глютамино­ вая кислота) [101, 102, 146, 255]. По утверждению многих иссле­ дователей, сладковатый, пряный привкус швейцарского сыра вызывается не только пропионовой кислотой, но и аминокисло­ тами аланином и пролином. Для создания вкуса сыров, по мне-, мню некоторых исследователей, имеет значение содержание от­ дельных групп аминокислот и их соотношение. Так, 3. Диланян выяснил, что в швейцарском сыре высшего сорта содержание горькид аминокислот ниже (36—38%), чем в сыре низкого каче­ ства (52,5%), а отношение горьких аминокислот к сладким в сырах высшего сорта составляет 1,9—2,0%, в сырах низкого качества — 2,33 [102]. С увеличением концентрации аминокислот, как правило, усиливается основной и специфический вкус про­ дукта, однако аминокислоты, по мнению многих исследователей, не могут иметь решающего значения в образовании органолеп­ тических свойств сыра, они создают только основной вкусовой

мание исследователи уделяют кислотам и карбонильным соеди­ нениям, образующимся при брожении молочного сахара, рас­ паде свободных аминокислот под влиянием окислительно-вос­ становительных ферментов молочнокислых бактерий и разложе­ нии молочного жира [29, 71, 118, 179, 276; 319, 320]. Различными исследователями из многих типов сыров выделены прежде всего летучие кислоты: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, изовалериановая, капроновая, каприловая. Из перечисленных кислот — уксусная, пропионовая, масляная

217

•находятся в твердых сырах в подавляющем количестве, достигая 90% от всех выделенных летучих кислот, и по данным большин­ ства исследователей считаются основными кислотами, состав­ ляющими вкус и аромат сыра. Остальные кислоты обнаружены не во всех сырах, кроме того, содержание высших летучих кис­ лот в твердых сырах незначительно, поэтому приписывать им ■основную роль в составлении вкуса этих сыров, по-видимому, нельзя. Однако в мягких сырах, созревающих при участии пле­ сеней, где капроновая, каприловая и каприновая кислоты вслед­ ствие гидролиза жира накапливаются в сравнительно больших количествах, роль их более выражена.

На вкус сыров оказывают значительное влияние нелетучие ■органические кислоты. Из них в первую очередь следует отме­ тить молочную кислоту, от. концентрации которой зависит сте­ пень ощущения кислого вкуса сыра. В табл. 40 представлены результаты хроматографического исследования нелетучих кислот некоторых видов сыров. Следует полагать, что выделенные

Таблица 40

Содержание нелетучих органических кислот в сырах (по А. Чеботареву)

■органические кислоты как нелетучие, так и летучие не исчер­ пываются вышеприведенными. По-видимому, в зрелых сырах имеются и другие, находящиеся в свободном виде, еще не опре­ деленные органические кислоты. К таким кислотам в первую очередь следует отнести высокомолекулярные жирны.е кислоты, например, миристиновую, пальмитиновую, стеариновую, олеино­ вую и другие, образующиеся в результате гидролиза жира. Некоторые из выделенных органических кислот (гликолевая, лимонная) обладают способностью растворять белковые веще­ ства, поэтому их содержание отражается не только на вкусе, но и на консистенции сыра.

Кроме того, из сыров выделены летучие монокарбонильные -соединения — формальдегид, ацетон, ацетоин, диацетил и раз­

личные другие альдегиды и кетоны. В последнее время особый интерес у специалистов вызывает диацетил. Он считается одним из основных ароматических веществ сливочного масла, кисло­ молочных продуктов, поэтому накопление его в сыре должна улучшать его органолептические показатели: Исследованиями подтверждается, что при достаточном содержании диацетила сыр приобретал хорошо выраженный аромат, близкий к запаху сливочного масла. Однако диацетил обнаруживается в сырах только в первые дни созревания, в дальнейшем его концентра­ ция падает. По-видимому, диацетил и другие нейтральные кар­ бонильные соединения непосредственно не влияют на вкус сыра,, но входят в состав компонентов, влияющих на вкус сыра [279, 443].

Таблица 41

Содержание кетонов и альдегидов в голландском и дорогобужском сырах (по А. Чеботареву)

Важная роль в создании вкуса сыров отводится таким карбо­ нильным соединениям, как альдегиды и кетоны, обнаруженные в мягких и твердых сырах (табл. 41). В сырах чеддаре и рос­ сийском обнаружены предельные и непредельные альдегиды от уксусного до энантового, из которых метиональ обладает силь­ ным сырным запахом и по мнению многих исследователей явля­ ется важным компонентом вкуса и аромата этих сыров [71, 319, 320, 355]. Альдегиды могут образоваться при окислительном дезаминировании аминокислот, окислении жира, гидролизе ацетальфосфатидов. Часть альдегидов может образоваться при раз­ ложении аминокислот [379, 380, 445], например, метиональ (3-ме- тилтиопропанал) образуется при разложении метионина с уча­ стием пировиноградной кислоты

NH,

CH3- S - C H 2- C H 2-C H -C O O H + С Н з-С О -С О О Н — ^

NH2

I

---- v CH3- S - C H 2- C H 2-C H O -f сн3- с н - с о о н + со 2.

Метиональ

219