book3514

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Глава 8. Биохимические и физико химические процессы при производстве сыра

казеина и т. д.). Поэтому сгусток, полученный из пастеризованного молока, при прочих равных условиях обезвоживается медленнее, чем сгусток из сырого молока.

Кислотность молока и сырной массы является решающим фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыворотке. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает электриче­ ский заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства. Белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается, поэтому сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока. Однако молоко с излишне высокой кислотностью образует сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы. Следовательно, для получения сырной массы нормальной влажности необходимо иметь молоко оптимальной зрелости (кислотности). Для выработки мягких сыров кислотность перерабатываемого молока должна быть выше, чем для полутвердых.

Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится изменение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна) и др. Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания д.

Формование и прессование сыра

Сырную массу при формовании соединяют в монолит, придают ему форму сыра и проводят дальнейшее выделение сыворотки. Его осуществляют для советского сыра и сыров «голландской» группы — из пласта, для сыров «российской» группы — насыпью. При самопрессовании и прессовании сырная масса уплотняется, удаляется свободная сыворотка, захваченная во время формования, образуются микроструктура и замкнутая поверхность сыра. Размеры сыра, способ формования, продолжительность прессования и величину давления выбирают в зависимости от вида вырабатываемого сыра. Форма и размеры сыра, степень уплотнения сырной массы существенно влияют на процессы образования рисунка, посолки, созревания и усушки сыра.

Во время формования и прессования сыра молочнокислый процесс продолжается, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается кислотность сырной массы и происходит ее обезвоживание.

163

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Раздел I. Теоретическая часть

Температура­ сыра во время технологических операций должна быть в пределах 18–20 °С. Более низкая температура замедляет молочнокислый процесс и выделение сыворотки, что может отрицательно сказаться на качестве готового продукта. После прессования сыр должен иметь не только оптимальное содержание влаги, но и уровень активной кислотности (низкая излишне высокая кислотность ухудшает качество сыра). Поэтому влажность и рН сыра после прессования устанавливают в зависимости от вида вырабатываемого сыра.

Посолка сыра

Одним из важнейших технологических факторов, влияющих на каче­ ство сыра, является степень его посолки. Хлорид натрия регулирует микробиологические и биохимические процессы при созревании сыра, формирует вкус, образование корки продукта, влияет на его консистенцию, рисунок и выход.

Посолку сыров с высокой температурой второго нагревания осуществляютврассоле,длясыровснизкойтемпературойвторогонагреванияприменяют частичную посолку сырной массы в зерне (полная посолка в зерне в нашей стране практически не применяется).

Во время посолки в рассоле, которая длится 4–6 суток, вследствие разности концентрации хлорида натрия происходит диффузия соли в сыр из рассола с одновременным выделением из него влаги. Процесс диффузии соли протекает медленно, поэтому по слоям сыра (от первого наружного до пятого центрального) она распределяется неравномерно (табл. 25). Выравнивание концентрации соли по слоям происходит через 1,5–3 мес, в зависимости от вида сыра.

164

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Глава 8. Биохимические и физико химические процессы при производстве сыра

Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество соли. На количество соли влияют содержание влаги в сыре, его размеры, способ и продолжительность посолки, концентрация, температура рассола и другие факторы. С повышением концентрации рассола увеличивается содержание соли и уменьшается содержание влаги в сыре после посолки (рис. 43). Концентрация рассола ниже нормы приводит к набуханию (ослизнению) поверхности сыра. Для более твердых сыров концентрация хлорида натрия в рассоле должна быть не ниже 20 %, для мягких и рас-

сольных — 16–18 %.

Температуру рассола необходимо поддерживать в пределах 8–12 °С. С повышением температуры рассола (выше 12 °С) увеличивается содерхлорида натрия и уменьшается количество влаги в сыре. При этом создаваться условия для излишнего газообразования, размножения стафилококков и образования ими энтеротоксинов, что представляет опасность с точки зрения пищевых отравлений. Температура ниже 8 °С способствует набуханию сыра и торможению молочнокислого процесса при созревании. Сыры с большим содержанием влаги просаливаются быстрее, поэтому мягкие и рассольные сыры солят в рассоле с меньшей

концентрацией соли и менее продолжительное время, чем твердые. Частичнаяпосолкавзерне(досодержанияповареннойсоли0,3–0,8 %)

увеличивает влагоудерживающую способность сырной массы, сокращает продолжительность дальнейшей посолки сыра в солильном бассейне,

Рис. 43. Изменение массовой доли влаги в сыре советском в зависимости от концентрации рассола (по Д. А. Граникову):

1 — 17 % ный; 2 — 21 % ный; 3 — 23 % ный; 4 — насыщенный

165

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Раздел I. Теоретическая часть

а также уменьшает потери влаги и повышает выход продукта, но вызывает трудности с переработкой большого количества соленой сыворотки. В настоящее время разработана технология частичной посолки сырного зерна не в ваннах или сыроизготовителях, а в специальной установке, куда поступает сыворотка с зерном, после чего она полностью отбирается, а зерно солится в потоке рассола и затем переводится в формы для формирования или прессования.

Биохимические и физико химические процессы при созревании сыров

Подсозреваниемсырапонимаютглубокиеизменениясоставныхчастей свежеприготовленного сыра, в результате которых он приобретает свой­ ственные ему вкус, запах, цвет, консистенцию и рисунок. Все изменения составных частей сырной массы при созревании происходят под влиянием ферментов. Так, молочный сахар сбраживается ферментами молочнокислыхбактерийсобразованиеммолочнойкислотыирядадругиххимических веществ(молочнокислыебактерииинтенсивноразвиваютсядодесятидневного возраста сыра, затем до конца созревания их количество медленно падает). Белки под влиянием сычужного фермента и протеолитических ферментов бактерий превращаются в различные азотистые соединения. Жир расщепляется липолитическими ферментами с освобождением жирныхкислот.Крометого,изменяетсяструктурасырноймассы.Следовательно, в результате сложных биохимических процессов образуются продукты, обусловливающие органолептические показатели и рисунок сыра.

Изменение составных частей сыра

Лактоза. Лактоза в процессе созревания сыров подвергается воздей­ ствию молочнокислых бактерий и довольно быстро, через 5—10 дней, полностью сбраживается. Основной продукт сбраживания лактозы — молочная кислота. Динамика ее накопления зависит от многих факторов, в том числе от состава бактериальных заквасок. Гетероферментативные молочнокислые бактерии (лактококки, стрептококки и палочки) почти полностью превращают молочный сахар в молочную кислоту. Лейконостоки и ароматообразующий лактококк являются слабыми кислотообразователями и помимо молочной кислоты накапливают побочные продукты — спирт, органические кислоты, углекислый газ, ацетоин, ди­ ацетил. Следовательно, молочнокислый процесс, то есть выход молочной кислоты, можно регулировать, изменяя соотношение энергичных и мало­ энергичных кислотообразователей в бактериальных заквасках.

166

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Глава 8. Биохимические и физико химические процессы при производстве сыра

Выход молочной кислоты, в свою очередь, определяет величину титру­ емойкислотностисыра,влияющейнаскоростьсозреванияиконсистенцию продукта. Данные об изменении титруемой кислотности в процессе созревания голландского и советского сыров приведены в табл. 26.

Титруемая кислотность сыров возрастает быстро в первые часы дни после выработки, в дальнейшем она повышается очень медленно. В конце созревания кислотность может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков.

Кроме титруемой кислотности в течение технологического процесса изменяетсяиводородныйпоказательсыра.ИзменениерНвпроцессесозре­ вания костромского сыра показано на рис. 44. Максимальная величина активной кислотности наступает на третьи сутки созревания, что совпадает

Рис. 44. Изменение рН костромского сыра в зависимости от влажности

(по И. И. Климовскому): 1 — 39 %; 2 — 42 %; 3 — 45 %

167

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

лочнойкислотыпрекращается,икислотностьстабилизируетсясмедленным повышениемрНкконцусозреваниясыра.Впроцессесозреванияколичество молочнойкислотыуменьшается,таккаконапревращаетсявдругиепродукты. Молочная кислота может подвергаться пропионовокислому, маслянокислому и другим видам брожения, вступать в реакции с солями, белками

ит. д.ПоданнымВНИИМС,максимальноесодержаниемолочнойкислоты вмелкихсычужныхсырахдесятисуточноговозрастасоставляет1,6 кт 1,8 %, а к концу созревания снижается до 1,1–1,3 %. В крупных сырах оно составляет соответственно 1,3–1,4 и 0,8–1 % (в мягких сырах 2–2,3 и 0,4–0,8 %).

Следовательно, при выработке сыров необходимо регулировать молочнокислый процесс, поддерживая на отдельных этапах технологиче­ ского процесса кислотность, рекомендуемую технологической инструкцией. Водородный показатель можно регулировать внесением различных количеств бактериальной закваски, изменением температуры второго нагревания, содержания влаги в сыре после прессования, степени его посолки и другими технологическими приемами.

Белки. Биохимические изменения белков лежат в основе созревания сыров. Под действием сычужного фермента, плазмина и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием многочисленныхазотистыхсоединений.Сычужныйферментвызываетпервичный распад параказеина на белковоподобные вещества, дальнейшее их изменение осуществляют плазмин и ферменты молочнокислых бактерий.

Главным источником протеолитических ферментов, а следовательно,

иосновным фактором созревания сыра являются молочнокислые бактерии.

Впроцессе созревания сыра параказеин постепенно распадается растворимые в воде белковые вещества (высокомолекулярные

тиды), затем на средне и низкомолекулярные полипептиды и , три и дипептиды и наконец на аминокислоты. Одновременно идет отщепление аминокислот, три и дипептидов от полипептидов.

Следовательно, ферментативный распад параказеина сопровождается образованием растворимых в воде азотистых соединений, количество которых непрерывно увеличивается. К ним относятся растворимые в воде белковыевеществаинебелковыесоединения—смесьпептидовс различной молекулярноймассой,аминокислоты,аммиакидр.Степеньраспадабелков присозреваниисыровхарактеризуютпутемопределениясодержаниявних азотистых соединений по схеме, разработанной ВНИИМС (рис.45).

Параказеин лишь частично подвергается ферментативному распаду, около 50–80 % его (в зависимости от вида сыра) остается незатронутым.

168

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Глава 8. Биохимические и физико химические процессы при производстве сыра

Азотистые соединения сыра (общий азот)

Рис. 45. Разделение азотистых соединений сыра

Содержаниеотдельныхфракцийазотистыхсоединенийвразличныхсырах, по данным А. И. Чеботарева и З. Х. Диланяна, приведено в табл. 27.

Таблица 27

Содержание азотистых соединений в различных сырах, % общего азота

*Здесь оставлена старая классификация сыров.

169

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Раздел I. Теоретическая часть

Из данных, приведенных в табл. 27, видно, что состав образующихся продуктов распада белков в мягких и твердых сырах различен. Он обусловливаетсявидомиспользуемойприсозреваниимикрофлоры,режимами тепловой обработки сырного зерна, содержанием в сыре влаги, соли и т. д. Так, содержание растворимых азотистых соединений (белковых и небелковых) в мягких сырах выше, чем в твердых. Это объясняется тем, что в мягких сырах содержится больше влаги и микрофлоры. Кроме того, в их созревании помимо молочнокислых бактерий участвуют плесневые грибы и бактерии сырной слизи, выделяющие активные протеолитические ферменты. По этой же причине в полутвердых самопрессующихся сырах (латвийский и др.) протеолиз проходит активнее, чем в твердых (совет­ ский, голландский и др.). В мягких и полутвердых сырах среди продук­ тов распада белков преобладают пептиды, а в твердых — аминокислоты ­и аммиак. Следовательно, в твердых сырах, особенно в сырах с высокой температурой второго нагревания, при медленном созревании происходит

ферность и степень зрелости сыра. Для советского сыра она составляет 240–280 град, для голландского и ярославского 80–95, а для российского

55–100 град.

При распаде белков в сырах накапливаются свободные аминокислоты. Методом хроматографического разделения в сырах обнаружено 12–19 свободных аминокислот. Качественный и количественный состав свободных аминокислот зависит от вида, влажности, возраста сыра, состава бактериальных заквасок и других факторов. Изменение содержания свободных аминокислот на разных стадиях созревания в дорогобужском и голландском сырах, по данным А. И. Чеботарева и М. В. Ельцовой, представлено в табл. 28.

Из табл. 28 видно, что в процессе созревания дорогобужского и голландского сыров суммарное количество аминокислот непрерывно увеличивается. В дорогобужском сыре оно в несколько раз меньше, чем в голландском. В свою очередь, при созревании швейцарского сыра аминокислот накапливается больше, чем в голландском. По мере созревания сыров концентрация одних кислот возрастает, а других достигает максимума и затем снижается. Снижение количества некоторых аминокислот свидетельствует о дальнейшем их распаде. Аминокислоты под действием окислительно восстановительных и других ферментов микроорганизмов теряют аминогруппы (дезаминируются), углекислый газ (декарбоксилируются), вступают в реакции с кетокислотами (переаминирование),

170

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Глава 8. Биохимические и физико химические процессы при производстве сыра

Таблица 28

Состав свободных аминокислот дорогобужского и голландского сыров, мг%

подвергаются другим изменениям. В результате образуется целый ряд химических соединений (карбоновые, кето и оксикислоты, амины и т. д.), играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыров.

Дезаминирование аминокислот может протекать окислительным, восстановительным и гидролитическим путем. При окислительном дезаминировании образуются кетокислоты:

В результате восстановительного дезаминирования образуются карбоновые кислоты:

+ 2H

RCHNH2COOH RCH2COOH + NH3.

Гидролитическое дезаминирование идет с присоединением воды и образованием оксикислот:

+ H2 O

RCHNH COOH RCHOHCOOH + NH3.

171

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Горбатова К.К., Гунькова П.И. Горбатова К.К., Гунькова П.И. — Биохимия молока и молочных продуктов

Раздел I. Теоретическая часть

Таким образом, при дезаминировании аминокислота аланин может преобразовываться в пропионовую и пировиноградную кислоты, аспарагиновая и глутаминовая — в янтарную и α кетоглутаровую кислоты и т. д.:

Пировиноградная кислота

+ 2H

HOOCCHNH2CH2COOH HOOCCH2CH2COOH + NH3;

Аспаргиновая кислота Янтарная кислота

Все виды дезаминирования аминокислот в сырах осуществляют ферменты молочнокислых бактерий. В швейцарском и советском сырах дезаминирование аминокислот может происходить под действием про­ пионовокислых бактерий.

Переаминирование(трансаминирование)аминокислотосуществляется путем переноса аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Реакция переаминирования между глутаминовой и пировиноградной кислотами протекает следующим образом:

В результате декарбоксилирования аминокислоты переходят в соответствующие амины:

– CO2

RCH2CHNH2COOH RCH2CH2NH2

Образующиеся амины могут подвергаться окислительному дезаминированию с образованием альдегидов:

O

+ 1/2O2

R CH2CH2NH2 RCH2C + NH3.

H

172

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)