Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка сырной массы и созревание сыров
21. Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка сырной массы и созревание сыров
21.1 Обработка сгустка
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.
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.
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. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий и сырном зерне значительно выше, чем в сыворотке. Накопившаяся и сырном зерне молочная кислота снижай электрический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства.
Рекомендуемые материалы
21.2 Формование и прессование сыра
Сырную массу при формовании соединяют в монолит, придают ему форму сыра и осуществляют дальнейшее выделение сыворотки. При самопрессовании и прессовании сырная масса уплотняется, удаляется свободная сыворотка, захваченная оо 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, согревания и усушки сыра.
Во время формования и прессования сыра молочнокислый процесс продолжается, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается кислотность сырной массы и происходит ее обезвоживание. 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 и излишне высокая кислотность ухудшает качество сыра). Поэтому влажность и рН сыра после прессования устанавливают в зависимости от вида вырабатываемого сыра.
21.3 Посолки сыра
Одним из важнейших технологических факторов, влияющих на качество 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.
Во время поселки, вследствие разности концентрации хлорида натрия, происходит диффузия соли в сыр из рассола с одновременным выделением из него влаги. Процесс диффузии соли происходит медленно, поэтому по слоям сыра (от первого наружного до пятого центрального) она распределяется неравномерно. Выравнивание концентрации соли по слоям происходит через 1,5 - 3 мес, в зависимости от вида сыра.
На количество соли влияют, содержание шипи и сыре, ею размеры, способ и продолжительность поселки, концентрация, температура рассола и другие факторы. С повышением концентрации рассола увеличивается содержание соли и уменьшается содержание влаги в сыре после посолки. Концентрация рассола ниже нормы приводит к набуханию (ослизнению) поверхности сыра. Для твердых сыров концентрация хлорида натрия в рассоле должна быть не ниже 20%, для мягких и рассольных 16—18%.
Температуру рассола необходимо поддерживать в пределах 8—12°С. С повышением температуры рассола (выше 12°С) увеличивается содержание хлорида натрия и уменьшается количество влаги в сыре.
21.4 Изменение составных частей сыра
Лактоза. Лактоза в процессе созревания сыров подвергается воздействию 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, диацетил.
Титруемая кислотность сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки, в дальнейшем она повышается очень медленно. В конце созревания кислотность может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков.
Белки. Биохимические изменения белков лежат в основе созревания сыров. Под действием сычужного фермента, плазмина и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений. Сычужный фермент вызывает первичный распад параказеина* на белковоподобные вещества, дальнейшее их изменение осуществляют плазмин и ферменты молочнокислых бактерий.
Главным источником протеолитических ферментов, а следовательно, и основным фактором созревания сыра являются молочнокислые бактерии.
В процессе созревания сыра параказеин постепенно распадается на растворимые в воде белковые вещества (высокомолекулярные полипептиды), затем на средне- и низкомолекулярные полипептиды и пептиды, 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. Степень зрелости сыров условно выражают в процентах (в виде отношения растворимого азота к общему азоту) или в градусах Шиловича (в градусах буферности). Чем глубже происходит распад белков, тем выше буферность 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.
Молочный жир. Во всех сырах происходит гидролиз жира, Катализируемый липолитическими ферментами. Однако степень распада жира в твердых и мягких сырах неодинакова. В мягких сырах гидролиз протекает более интенсивно, в твердых — значительно слабее (за исключением швейцарского и советского сыров, в которых жир существенно изменяется).
Источником липаз в твердых сырах является микрофлора бактериальных заквасок и препаратов — молочнокислые палочки, стрептококки и пропионовокислые бактерии. Во всех видах сыров обнаружены свободные жирные кислоты — масляная, валериановая, капроновая, каприловая, каприновая. В твердых сырах их содержание незначительно, в мягких сырах многие из них обусловливают характерные острый вкус и запах.
21.5 Изменение содержание влаги и мин веществ
Все сыры в процессе поселки и созревания теряют то или иное количество влаги. Эти потери влаги закономерны. Большая часть влаги (5— 1% массы сыра) извлекается из сыра при поселке. После посолки во время выдержки сыра в камерах сырохранилиша потери влаги (усушка сыра) продолжаются. Распределение влаги в сыре по слоям головки неодинаково. Влажность повышается от периферии к центру, а твердость, наоборот, понижается.
Общее количество минеральных веществ в процессе созревания сыра изменяется в результате выделения солей с сывороткой при поселке и выщелачивании во время мойки сыра.
21.6 Формование (рисунка) структуры, консистенции формы сыра
Структура, консистенция и рисунок сыра характеризуют правильность 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. 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. Макрозерна представляют собой сырные зерна, полученные после разрезки и обработки сгустка и соединенные между собой при формовании и прессовании сыра. Размер макрозерен определяется видом сыра — в мягких сырах он в 2— 3 раза больше, чем в твердых. В результате прессования сырные зерна деформируются, поэтому в корковом слое они сплющиваются и имеют более вытянутую форму, чем в центральной части. Сырные зерна, прилегающие к глазкам, также сильно деформированы.
Прослойки между макрозернами состоят из белково-сывороточного вещества и образуются в результате слияния оболочек сырных зерен, прилегающих друг к другу. На они видны в виде светлых линий, окружающих макрозерна. Толщина прослоек в твердых сырах в среднем равна 11 мкм (в мягких — 30—35 мкм). В процессе созревания она несколько уменьшается, но прослойки обнаруживаются в сырахлюбого возраста.
В макрозернах содержатся различные включения — микрозерна. К ним относятся жировые микрозерна, кристаллические отложения солей 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 твердых сырах. Они представляют собой фосфат кальция, отщепленный от параказеина в процессе созревания. Отложения солей имеют округлую форму и размер около 19 мкм.
Консистенция. Консистенция — важный элемент в общем органолептическом восприятии, получаемом при употреблении плотного пищевого продукта. Она включает такие понятия, как мягкость, жесткость, зернистость, связность, пластичность и т.д. Консистенция формируется в процессе созревания продукта.
"4 Газовые горелки" - тут тоже много полезного для Вас.
Огромное влияние на консистенцию сыра оказывают состояние влаги в сыре, ее связь с сухим веществом.
Рисунок. В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др.
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.
Углекислый газ. Он образуется при сбраживания молочного сахара и солей молочной кислоты.
21.7 Образование вкусовых и ароматических веществ сыра
Биохимические процессы, протекающие во время созревания сыра, приводят к значительным изменениям его основных составных частей. Важная роль в создании вкуса сыра принадлежит летучим жирным кислотам и карбонильным соединениям (альдегидам, кетонам), образующимся при распаде молочного сахара, аминокислот и жира. Пример уксусная, пропионовая, масляная, муравьиная кислоты. На вкус сыров существенно влияют продукты распада белковых веществ - пептиды и аминокислоты. 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.
