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

При декарбоксилировании тирозина может образоваться тирамин, при декарбоксилировании триптофана — триптамин, лизина — кадаверин и т. д.

Следовательно,свободныеаминокислотывсырахподвергаютсяразлич-

Молочныйжир.Вовсехсырахпроисходитгидролизжира катализируе­ мый липолитическими ферментами. Однако степень распада жира в различных сырах неодинакова. В мягких сырах гидролиз протекает более интенсивно, в полутвердых — значительно слабее (за исключением швейцарского и советского сыров, в которых жир существенно изменяется).

Источником липаз в полутвердых сырах является микрофлора бактериальных заквасок и концентратов — молочнокислые палочки, стрептококки и пропионовокислые бактерии.

Вмягких сырах гидролиз жира зависит от развития поверхностной микрофлоры. Плесневые грибы, некоторые дрожжи и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир. Вследствие этого в сырах накапливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие кислоты имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелых мягких сырах содержание жирных кислот в корке и внутри сыра различно. Некоторые сыры (рокфор и др.) созревают при участии вносимой

вних плесени, которая вырабатывает активные липазы, гидролизующие жир не только на поверхности, но и внутри сыра.

Во всех видах сыров обнаружены свободные жирные кислоты — масляная, валериановая, капроновая, каприловая, каприновая. В более твердых сырах их содержание незначительно, в мягких сырах многие из них обусловливают характерные острый вкус и запах.

Вмягких сырах, особенно в сырах, созревающих с участием плесневых грибов, происходит ферментативное окисление жирных кислот, в резуль­ татекоторогообразуютсякетоны,альдегиды,оксикислотыидругиесоеди-

нения. Большую роль в создании вкуса этих сыров играют метилкетоны, образующиеся при β окислении жирных кислот:

Изменение содержания влаги и минеральных веществ

Всесырывпроцессепосолкиисозреваниятеряюттоилииноеколичество влаги.Этипотеривлагизакономерны.Бoльшаячастьвлаги(5–7%массысыра)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25

30

Рис. 47. Характер послойного изменения твердости (влажности) сырной массы в головке костромского сыра (по данным ВНИИМС). Цифрами показано значение показателя пенетрации, который определяют по глубине погружения конуса пенетрометра в сыр. Чем меньше значение, тем выше твердость и меньше массовая доля влаги в сыре

174

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

Общее количество минеральных веществ в процессе созревания сыра изменяется в результатевыделения солей с сывороткой при посолке и выщелачивании во время сыра. Вследствие образования кислот (молочной, уксусной и др. может изменяться состав солей. Например, при накоплении молочной кислоты от казеина отщепляются фосфат кальция и органический кальций в виде лактата кальция, в результате чего к концу созревания в сыре повышается количество растворимого кальция, а фосфат кальция откладывается между сырными зернами и внутри них.

Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра

Структура,консистенцияирисуноксырахарактеризуютправильность прохождения биохимических и физико химических процессов при выработке сыра и, следовательно, качество готового продукта.

Структура. Под структурой плотного продукта понимают размеры и пространственное расположение отдельных частиц или компонентов. Размеры структурных элементов и их распределение определяют различными методами. Структуру продукта (сыра), изучаемую с помощью оптического микроскопа, называют микроструктурой, с помощью элек-

тронного микроскопа — ультраструктурой, или субмикроструктурой.

Каждый вид сыра имеет свою, характерную для него микроструктуру, но в целом у всех сычужных сыров она состоит из одних и тех же структурных элементов. К ним относятся макрозерна, имеющие включения в виде микрозерен и отделенные друг от друга прослойками с макропустотами (рис. 48). Макрозерна представляют собой сырные зерна, полученные

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

сывороточноговеществаиобразуютсяврезультатеслиянияоболочексырных зерен,прилегающихдругкдругу.Нарис. 48онивидныввидесветлыхлиний, окружающихмакрозерна.Толщинапрослоеквболеетвердыхсырахвсреднем равна11 мкм(вмягких—30–35 мкм).Впроцессесозреванияонанесколько уменьшается, но прослойки обнаруживаются в сырах любого возраста.

Вмакрозернах содержатся различные включения — микрозерна.

Кним относятся жировые микрозерна, кристаллические отложениясолей кальция и колонии микроорганизмов.

Жировые микрозерна — это жировые капли диаметром около 11 мкм, представляющие собой молочный жир, деэмульгированный в процессе выработки и созревания сыра.

Кристаллические отложения солей кальция (кристаллические микрозерна) обнаружены во всех полутвердых сырах. Они представляют собой фосфат кальция, отщепленный от параказеина в процессе созревания. Отложения солей имеют округлую форму и размер около 19 мкм; в процессе хранения сыров их размер увеличивается. Основная масса солей кальция располагается по прослойкам между макрозернами, меньшая — в макрозернах (рис. 49). В мягких сырах отложений солей кальция меньше и их гранулы мельче, чем в полутвердых сырах.

Всырах часто встречаются микропустоты угловатой и овальной формы.Онирасполагаютсяобычнонастыкенесколькихмакрозерен(вмягких сырах они часто находятся внутри макрозерен). Их появление обусловлено образованием газов в процессе созревания сыра. Накопление газов в микропустотах приводит к формированию глазков. Средний диаметр микропустот в полутвердых сырах равен 160 мкм (53–745 мкм), в мягких сырах они более крупные.

Рис. 49. Отложения солей кальция в сырах (по Г. Г. Тинякову):

а — чеддере; б — костромском

176

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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

Таким образом, мягкие сыры характеризуются более крупными структурными элементами по сравнению с полутвердыми сырами, но в них меньше отложений солей кальция и чаще встречаются микропустоты внутри макрозерен.

Формирование структуры сыров начинается во время разрезки

иобработки сгустка, формования, прессования и посолки, а завершается в процессе созревания сыра. От структуры сыра зависят его структурно механические показатели (связность, твердость, эластичность и др.), которые определяют консистенцию, внешний вид, рисунок

ив некоторой степени вкус.

Консистенция.Консистенция — важный элемент в общем органолептическом восприятии, получаемом при употреблении плотного пищевого продукта. Она включает такие понятия, как мягкость, жесткость, зернистость, пластичность и т. д.

Консистенция формируется в процессе созревания продукта. После прессования связность и твердость сырной массы невысоки. В первой половине созревания сырная масса уплотняется. При этом уплотнение

иусушка массы по слоям головки происходят неравномерно — в перифе­ рической части они идут в большей степени, чем в центральной. Затем во второй половине созревания плотность и твердость массы несколько понижаются вследствие ферментативного распада белков. В конце созревания процессы уплотнения и разрушения структуры проходят с одинаковойинтенсивностьюисырприобретаетопределенныеструктурно­ механические свойства — плотность, твердость, эластичность и т. д.

Характер консистенции того или иного сыра определяется в первую очередь его структурой — размерами и распределением макро и микрозерен,атакжепрослоек.Другимифакторами,влияющиминаконсистенцию сыра, являются скорость и степень распада белков, состав нераспавшегося параказеинового комплекса (содержание в нем кальция), количество

исостояние в сырной массе влаги, жира и т. д.

Состав параказеинового комплекса обусловливает способность сырной массы связывать и удерживать влагу. Она тем выше, чем больше кальция в комплексе, и наоборот. Содержание кальция в комплексе зависит от количества накопившейся в сырной массе молочной кислоты. При значительном количестве кислоты процесс отщепления кальция от комплекса идет активно, масса плохо набухает и сыр приобретает колющуюся и крошливую консистенцию.

При недостаточной кислотности отмечаются избыточная связность сырной массы и резинистая, ремнистая консистенция сыра. Таким образом, для получения сыра хорошего качества нежелательны как излишек, так и недостаток молочной кислоты. Водородный показатель, например,

177

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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

газы выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, обра­ зуя глазки.

Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Часть его вступает в соединение с кислотами, часть накапливается в свободном состоянии и улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в сыро­ хранилищах. Водород выделяется в маслянокислого брожения молочной кислоты, а также в результате деятельности бактерий группы кишечных палочек. Он плохо растворяется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, поэтому не задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении образуется большое количество водорода, что может привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.

Углекислый газ по сравнению с другими газами выделяется в значительно бoльших количествах (содержание СО2 составляет 60–90 % количества всех газов). Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматообразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает пересыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении СО2 таких

178

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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

мелкие и в большом количестве (голландский, костромской сыры). При медленном выделении СО2, например, в советском и швейцарском сырах, глазки образуются крупные и в малом количестве.

Вмелкихполутвердыхсырахрисунокобразуетсяприразвитииаромато­ образующих молочнокислых бактерий (Leu. dextranicum, Lac. diacetylactis

и др.). Как показывает опыт, сыр, выработанный с использованием одной культуры Lac. lactis, не имеет рисунка. Ароматобразующие бактерии сбраживают молочный сахар, в результате чего образуются разнообразные продукты и углекислый газ:

В сырах с высокой температурой второго нагревания образование глазков обусловливают пропионовокислые бактерии, сбраживающие молочный сахар, молочную кислоту и ее соли.

Газообразование, вызванное бактериями группы кишечных палочек, характеризуется получением сетчатого или рваного рисунка. Бактерии данной группы сбраживают молочный сахар с образованием большого количества газов:

Внесенный бакконцентрат «БК Углич 5А» подавляет развитие бактерий группы кишечных палочек.

Маслянокислое брожение приводит к образованию в сыре крупных глазков неправильной формы или же пустот щелевидной формы. Маслянокислые бактерии сбраживают лактозу, молочную кислоту и лактаты с выделением углекислого газа, водорода и масляной кислоты:

Для подавления развития маслянокислых бактерий в состав заквасок вводят Lbm. plantarum, используют концентрат «Биоантибут», а также вносят в смесь препарат «Анфилакт» (хлорид лизоцима) и низин.

179

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

Образование вкусовых и ароматических веществ сыра

Биохимические процессы, протекающие во время созревания сыра, приводят к значительным изменениям его основных составных частей. Многочисленные химические соединения, являющиеся продуктами распада белков, жира и молочного сахара, влияют на вкус и аромат сыра. Все эти соединения в разной степени участвуют в формировании вкусовых особенностей сыра: одни играют более важную роль, — менее важную. Кроме того, вкусовые достоинства сыра во многомопределяются белками, их физическим состоянием, а также жиром и количественным содержанием. Иначе говоря, вкус и аромат сыров формируют весь комплекс веществ сырной массы и их состояние.

Важная роль в создании вкуса сыра принадлежит летучим жирным кислотам и карбонильным соединениям (альдегидам, кетонам), образующимся при распаде молочного сахара, аминокислот и жира. Из многих сыров выделены разнообразные летучие жирные кислоты. Так, уксусная, пропионовая, масляная, муравьиная кислоты обнаружены в швейцарском, советском, голландском сырах и считаются основными кислотами, влияющими на вкус и аромат этих сыров. В мягких сырах в большом количестве накапливаются среднемолекулярные жирные кислоты (капроновая, каприловая, каприновая и валериановая), обладающие специфическим острым вкусом. В большинстве сыров обнаружены различные альдегиды, из которых метиональ обладает сильным сырным запахом и считается важным компонентом вкуса и аромата российского сыра и чеддера. В создании вкуса и аромата рокфора и других мягких сыров участвуют метилкетоны, образующиеся при окислении жирных кислот.

На вкус сыров существенно влияют продукты распада белковых веществ — пептиды и аминокислоты (единого мнения о роли аминокислот в образовании вкуса сыра пока нет). В первой половине периода созревания сыров вследствие накопления большого количества пептидов ощущается горьковатый , но затем по мере их гидролиза горечь исчезает и сыр приобретает специфический для него вкус. Все виды сыров содержат свободные аминокислоты, многие из которых имеют выраженный вкус. Сладкий вкус характерен для аланина, пролина, глицина, горький — для триптофана, лейцина, бульонный — для глутаминовой кислоты. По мнению проф. З. Х. Диланяна, большое значение для создания вкуса сыров имеет не общее содержание свободных аминокислот, а их соотношение. Поэтому он рекомендует при подборе молочнокислых бактерий для заква­ сок учитывать их способность накапливать отдельные аминокислоты. Так, для швейцарского и советского сыров рекомендуются штаммы, накап­ ливающие в большом количестве глутаминовую кислоту, пролин, валин,

180

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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

изолейцин и некоторые другие аминокислоты. Для голландского, российского и рассольных сыров нужен другой набор аминокислот и т. д.

В состав ароматической композиции сыров входят также амины — продукты декарбоксилирования аминокислот, сернистые органические соединения (сероводород и др.), образующиеся при распаде серосодержащих аминокислот, молочная кислота, лактоны, эфиры, хлорид натрия и другие химические соединения.

Особенности созревания отдельных видов сыра

Получение сыра с типичными для данного вида вкусом, запахом, консистенцией, рисунком и другими показателями зависит от характера протекающих в нем микробиологических и биохимических процессов. Основными факторами, влияющими на эти процессы, являются качест­ венный состав микроорганизмов бактериальной закваски, температура второго нагревания, содержание влаги в сыре после прессования, водородный показатель на всех стадиях производства, содержание соли в сыре и условия созревания.

Полутвердые сыры

Сырысвысокойтемпературойвторогонагревания.Направление и ско-

рость биохимических процессов при созревании данной группы сыров обусловливаются в первую очередь составом микрофлоры сырной массы и температурой второго нагревания. Применяемые при выработке сыров бактериальные закваски состоят из мезофильных молочнокислых лактококков, термофильных молочных стрептококков и палочек, а также пропионовокислых бактерий. Высокая температура второго нагревания (50–58 °С) подавляет развитие лактококков и способствует росту термофильныхпалочек,тоестьвсозреваниисыровпреимущественноучаствуют ферменты, выделяемые молочнокислыми палочками.

От температуры второго нагревания зависит не только качественный состав микрофлоры, но и объем. При значительном обезвоживании

Протеолитические ферменты, выделяемые молочнокислыми палочками, вызывают глубокий распад белков, поэтому в сырах с высокой температурой второго нагревания аминокислот накапливается больше, чем пептидов (см. табл. 27).

Впроцессесозреванияшвейцарскогосыра,поданнымЗ. Х. Диланяна, количество свободных аминокислот изменяется следующим образом:

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

Приведенные данные свидетельствуют о том, что уровень накопления аминокислот в швейцарском сыре выше, чем в мягких сырах с низкой температурой второго нагревания (см. табл. 28). От количественного содержания некоторых аминокислот (пролина, глутаминовой кислоты, лизина, изолейцина и др.) во многом зависит вкус швейцарского и советского сыров. В сырах низкого качества, как правило, накапливается повышенное количество аминокислот, особенно горьких — лейцина, изолейцина и др. В сырах высокого качества происходят дальнейшие изменения части накопившихся аминокислот (дезаминирование, декарбоксилирование и т. д.), в результате которых образуются различные соединения, положительно влияющие на вкус сыра.

Принято считать, что в полутвердых сырах в отличие от мягких жир подвергается незначительному липолитическому расщеплению. Однако

вшвейцарском и советском сырах гидролиз жира с образованием жирных кислот могут катализировать липолитические ферменты, выделяемые молочнокислыми палочками и пропионовокислыми бактериями. Правда, летучие жирные кислоты могут накапливаться также при брожении молочного сахара и лактатов. Данные сыры содержат значительное количество летучих жирных кислот: швейцарский — в среднем 565 мг%, советский — 375 мг%. Среди летучих жирных кислот преобладают пропионовая и уксусная кислоты, затем следуют масляная и муравьиная. ­Перечисленные летучие кислоты существенно влияют на вкус и запах сыра. Для формирования типичного сырного, сладковато пряного ­вкуса сыров отношение количества пропионовой кислоты к количеству уксусной должно составлять для швейцарского — 1, для советско-

го — 0,7–0,8.

Рисунок в сырах с высокой температурой второго нагревания образуется при развитии пропионовокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар и лактаты до пропионовой, уксусной кислот и углекислого газа. Глазки в сыре образуются через 2–3 недели созревания. Они имеют правильную округлую форму и большие размеры (диаметр 1–1,5 см).

Сыры с низкой температурой второго нагревания. Сыры созревают

восновном под действием ферментов мезофильных молочнокислых лактококков и лейконостоков. Ферменты молочнокислых палочек участвуют только в конце созревания. В созревании самопрессующихся сыров (латвийский и др.) дополнительно участвует микрофлора сырной слизи.

Низкаятемпературавторогонагревания(38–42 °С)обусловливаетотносительновысокоесодержаниевлагивсырепослепрессования,в результате чего повышаются объем микрофлоры, интенсивность молочнокислого

брожения скорость ферментативных процессов при созревании.

182

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)