1.6.2 Физико-химические и биохимические механизмы образования сгустка
Сырная масса перед созреванием должна содержать оптимальное количество влаги, иметь определенные рН и структурно-механические свойства (связность, твердость и т. д.). Эти показатели зависят от интенсивности прохождения физико-химических и биохимических процессов во время обработки сгустка, формования, прессования, посолки сыра.
Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее состоит в том, чтобы удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Изменяя содержание сыворотки в сырном зерне, регулируют микробиологические процессы при созревании сыра. Чем больше удаляется сыворотки и с ней молочного сахара, тем медленнее протекают эти процессы, и наоборот. Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество сыворотки в сырной массе. При выработке твердых сыров объем удаляемой сыворотки должен быть больше, чем при производстве мягких сыров.
На скорость и степень выделения сыворотки влияют следующие факторы: состав молока, пастеризация, кислотность и др.
Состав молока, а именно количество в молоке жира и растворимых солей кальция, по-разному влияет на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него и представляют собой основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Следовательно, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток выделяет влагу. Растворимые соли кальция (до определенного предела) способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению из него сыворотки. При недостатке в молоке солей кальция, как правило, образуется дряблый сгусток, из которого плохо удаляется влага.
Пастеризация молока изменяет Физико-химические свойства белков и солей (денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность 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 электрический 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 твердых.
Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится измерение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна). Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания[4].
Лучшим для сыроделия является сычужный фермент, содержащий два ингредиента – химозин (ренин) и пепсин (А и В). Оба ингредиента свертывают молоко, при этом химозин более активен. Молокосвертывающая активность сычужного фермента зависит не только от соотношения ингредиентов, но и от свойств молока, кислотности, температуры и содержание в нем ионов кальция. Фермент стабилен при рН 5,3 - 6,3 (имеет оптимальную активность при рН 6,2 и температуре 40С). Однако чистый сычужный фермент является дорогостоящим препаратом, т.к. его получают из сычуга молодых телят. При этом в ферменте содержится до 70% химозина. С возрастом состав фермента меняется, и у взрослых животных в нем преобладает пепсин. Технический препарат сычужного фермента содержит 30-40% пепсина и имеет достаточно высокую молокосвертывающую активность.
Говяжий пепсин, наряду с его пониженным молокосвертывающей, обладает высокой протеолитической активностью. Поэтому сыры, изготовленные с применениме такого фермента, часто имеют пороки вкуса – горечь.
Наиболее оптимальным для сыроделия является применение для сыроделия различных ферментных препаратов, представляющих смесь сычужного фермента с говяжим пепсином (или пепсином домашней птицы).
В отечественном сыроделии наиболее распространены следующие ферментные препараты: сычужные порошок, пепсин пищевой свиной, пепсин пищевой говяжий.
В последние годы в отечественном сыроделии стали применяться ферментные препараты микробного (плесневого и бактериального) происхождения, в основном импортного производства [3].
1.6.4 Биохимические процессы, протекающие в производстве сыра
В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично они выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, образуя 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 сырохранилищах. Водород выделяется в процессе 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 больших количествах (содержание С02 составляет 60-90% количества всех газов). Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматобразующими 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 центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются 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[4].
1.6.5 Подготовка молока к выработке сыра. Резервирование молока
Резервирование молока заключается в хранении его при температуре от 2 до 6°С не более 24 часов после дойки, очистки и охлаждения. Для этой цели в местах резервирования должны быть установлены резервуары, сепаратор - молокоочиститель, охладитель.
Резервирование молока обеспечивает ритмичность производства, позволяет осуществлять доставку молока в определенное время, организовать правильную переработку его на заводе[1].
Оптимальным режимом созревания молока в сыроделии является выдержка его при температуре (10±2) С в течении (12±2)ч. В процессе созревания изменяются физико-химические и технологические свойства молока (увеличивается количество растворимых азотистых веществ, снижается окислительно-восстановительный потенциал и т.д.). Всё это оказывает положительное влияние на сычужное свертывание молока, развитие микробиологических и биохимических процессов и его качество.
1.6.7 Тепловая обработка молока
От механических примесей молоко очищают в центробежных молокоочистителях. Наибольший эффект в сепараторах наблюдается при обработке подогретого до 35-40°С молока[4].
Тепловую обработку молока проводят для уничтожения технически вредной для сыроделия и патогенной микрофлоры, вирусов и бактериофагов.ю а также для очистки его соматических клеток. Оптимальным режимом пастеризации молока в сыроделии является нагревание его до температуры от 90 до 92°С с выдержкой от 20 до 25°С[1].
Молоко пастеризуют непосредственно перед переработкой на сыр[5].
Для получения стандартных по массовой доле жира сыров, молоко необходимо нормализовать, то есть установить в молочной смеси для выработки сыра определенную массовую долю жира.
Нормализацию молока проводят в потоке с помощью сепаратора- нормализатора.
После заполнения сыроизготовителя в молоке ещё раз проверяют массовую долю жира и окончательно регулируют её, добавляя пастеризованное обезжиренное молоко или сливки[1].
1.6.9 Подготовка молока к свёртыванию. Внесение в молоко хлористого кальция
При пастеризации молока часть солей кальция переходит из растворимого в нерастворимое состояние. Это сопровождается ухудшением сычужной свёртываемости молока и получением более дряблого, непрочного сгустка.