БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ СОЗРЕВАНИИ СЫРА

При созревании сыров изменению подвергаются все состав-; ные части молока, перешедшие в сыр.

Изменение молочного сахара, молочной кислоты и ее солей.

С момента подготовки молока для выработки сыра молочный сахар под влиянием микробиологических процессов подверга­ется брожению с образованием молочной кислоты. Накопление ее продолжается во время обработки сырной массы, при формо­вании и Прессовании.

В молодом сыре уже имеется достаточное количество молоч­ной кислоты. В дальнейшем при созревании молочный сахар сбраживается полностью в течение первых 7—10 дней. Таким образом, уже в 2-недельном сыре, независимо от его вида, мо­лочного сахара не бывает.

Под влиянием молочной кислоты параказеин (дикальций- параказеинат), полученный при образовании сычужного сгуст­ка, постепенно теряет кальций и превращается в монокальций - казеинат и свободный от кальция параказеинат. Помимо этого, молочная кислота соединяется непосредственно с параказеином, образуется параказеинмонолактат или параказеиндилактат. Эти соединения набухают, а параказеин не обладает этой спо­собностью. Между тем для консистенции сыра набухаемость параказеинмонолактата и параказеиндилактата имеет решаю­щее значение.

При недостаточном отщеплении кальция от параказеина по­лучается сыр грубой или резинистой консистенции, а при из­лишнем отщеплении, наоборот, крошливой, несвязанной кон­систенции. Следовательно, в сыре каждого вида должно со­держаться оптимальное количество лактатов кальция. Поэтому при выработке сыров излишек лактатов удаляют с сывороткой и оставляют необходимое для данного вида количество. Это регулируется интенсивностью молочнокислого брожения и обез­воживания сырной массы. Если скорость обезвоживания соот­ветствует молочнокислому процессу, то лактатов кальция в сы­ре остается немного, но если обезвоживание интенсивное, а ско­рость нарастания молочной кислоты в сырной массе недостаточ­ная, то в сыре будет содержаться значительное количество их. Чтобы получить сыр высокого качества, нужно регулировать скорость обезвоживания и молочнокислого брожения. Это мож­но сделать только при знании технологии того или иного вида сыра.

Выход молочной кислоты при производстве твердых сыров составляет около 65—70% общего количества сброженного молочного сахара. В процессе созревания сыра содержание мо­лочной кислоты уменьшается. По данным ВНИИМСа, макси­мальное количество молочной кислоты бывает в мелких сырах 10-суточного возраста и составляет 1,6—1,8%, а к концу созре­вания снижается до 1,1 —1,3%, в крупных сырах соответствен­но снижается с 1,3—1,4 до 0,8—1,0%, а в мягких еще больше — с 2,0—2,3 до 0,4—0,8%. Это свидетельствует о том, что молоч­ная кислота в процессе созревания сыра разлагается, образуя ароматические и вкусовые вещества.

Набухание лактатов параказеина зависит также от реак ции среды: при рН 5,1—5,3 набухание достигает максимума, при более высокой кислотности — уменьшается. Недостаток молоч­ной кислоты в свежих сырах приводит к избыточной связанно­сти, резинистости сырной массы.

Помимо молочной кислоты, изменяется и лимонная кислота, которая переходит в сыр из молока. При сбраживании лимон­ной кислоты образуются главным образом ароматические ве­щества — диацетил, ацетоин и др. Поэтому в бактериальные за­кваски помимо кислотообразователей вносят также штаммы, образующие ароматические вещества, — Str. lactis subsp. diace­tilactis, Leuc. dextranicum и др.

Изменение белков. В созревании твердых сыров основная роль принадлежит белкам, главным образом казеину. Измене­ние казеина начинается с момента действия на него препарата сычужного фермента (сычужный порошок), который переводит казеин в параказеин. В дальнейшем параказеин изменяется уже в сформованном сыре под влиянием молочной кислоты, по­варенной соли и в самой большой степени под влиянием фер­ментов, вырабатываемых микроорганизмами, и частично сы­чужного фермента и ферментов молока (сырого).

Параказеин при созревании сыра начинает распадаться на более простые соединения, содержащие азот. Вначале появля­ются альбумозы, затем пептоны, пептиды и аминокислоты. Возможен распад параказеина с отщеплением аминокислот до образования полипептидов. В сырах параказеин распадается одновременно по указанным двум путям, так как уже в начале созреваний отмечается увеличение содержания в сырах как аминокислот, так и более сложных промежуточных продуктов в распаде параказеина.

В процессе созревания швейцарского сыра количество сво­бодных аминокислот изменяется следующим образом (табл. 31).

Как видно из приведенных данных, уже в свежем сыре об­разуются свободные аминокислоты, количество которых посте-, .пенно увеличивается.

В процессе созревания наряду с образованием аминокислот происходит дезаминироваиие их, в результате которого обра­зуются кислоты и аммнак. Дезаминироваиие может происходить не только в аминокислотах, но и в белках и пептонах сы­ра. Наряду с этим процессом в сырах наблюдается декарбокси- лирование, при этом образуются углекислый газ и другие про­дукты.

Созревание сыра — очень сложный процесс, поэтому нет еще единой системы оценки степени созревания. В зрелых сы­рах определяют сумму растворимых азотистых веществ, небел­ковых азотистых веществ, остающихся в фильтрате после осаж­дения растворимых белков трихлоруксусной кислотой, аминно- го азота (сюда входят свободные аминокислоты, амиды и ам­миак).

В разных сырах образуется неодинаковое количество про­дуктов распада белков. В табл. 32 приведены соотношения форм азотистых веществ в зрелых сырах.

В мягких сырах — дорогобужском) закусочном и рокфоре — содержится большое количество растворимого азота (от 50,5 до 70%), тогда как в твердых сырах — швейцарском, советском, московском, голландском и ярославском — его намного мень­ше (20—30%). В латвийском и близких к нему сырах раствори­мого азота больше, чем в твердых, и меньше, чем в мягких. На­конец, меньше всего растворимого азота в рассольных сырах типа брынзы. Следовательно, параказеин больше всего изме­няется в мягких сырах, затем в сырах группы латвийского, твердых и меньше всего — в рассольных.

Установлено, что каждый вид сыра имеет свой характер накопления и присущий ему набор свободных аминокислот. Для твердых сыров основным фоном, обеспечивающим их высо­кое качество, являются количество и спектр свободных амино­кислот.

Так, в зрелом сыре в переводе на обезжиренное сухое веще­ство массовая доля свободных аминокислот достигает (в мг на 100 г сыра): армянском сыре 800—1000, чаиах 800—1000, советском 3500—4500, грузинском 580—800, швейцарском 1800— 2500, вулканештском 80—100, брынзе 1000—1500, сулугуни

Степень зрелости устанавливают главным образом органо - лептически, т. е. когда сыр приобретет определенный вкус и за­пах, консистенцию, рисунок согласно стандартным требованиям. Можно судить о степени зрелости сыра и по массовой доле растворимого азота. В твердых сырах массовая доля раствори­мого азота достигает 25—30%. Больше всего растворимого азо-
fa «бывает в мягких сырах —до 70%, промежуточное положе­ние занимают полутвердые сыры (ярцевский, пикантный, лат­вийский).

Изменение жира. В твердых сырах жир изменяется незна­чительно, в основном под влиянием липолитических ферментов. Продукты разложения жира участвуют в образовании харак­терных вкуса и аромата сыра.

Изменения жира в мягких сырах происходят в большей сте­пени, так как они созревают под влиянием плесеней. В таких сырах, как рокфор и др., в результате омыления жиров накап­ливаются летучие жирные кислоты и глицерин, последний не обнаруживается в сыре, так как потребляется микроорганиз - мами. Характерный вкус рокфора, особенно из овечьего моло­ка, появляется в результате воздействия плесени (Pen. roque - forti) на жир сыра.

Изменение содержания воды. Все сыры теряют то или иное Количество воды до их полного созревания. Большую часть во­ды удаляют при посолке (5—10% массы сыра). В рассолах сла­бой концентрации (16—18%) усушка бывает меньше (3—6%).

Вследствие разности концентрации рассола и растворимых веществ в водной фазе сыра сыворотка выделяется, а соль про­никает в него. При этом количество соли, проникающей в сыр, намного меньше выделившейся сыворотки, поэтому масса его уменьшается,

После посолки потеря влаги продолжается вследствие усуш­ки сыра при выдержке в сырохранилищах и обработки поверх­ности сыра. Чтобы уменьшить усушку, стараются как можно скорее навести на сыр корку.

В процессе созревания сыра его масса уменьшается вслед­ствие потери влаги и сухих веществ во время мойки и перети­рания сыров и достигает 10—12% с учетом потерь при посолке. Чтобы уменьшить усушку сыров после посолки, а также для Того чтобы защитить поверхность сыра от плесневения, ослиз­нення и т. п. и облегчить труд по уходу за сырами, их парафи­нируют в раннем возрасте, покрывают различными эмульсия­ми и т. д. В настоящее время для покрытия применяют различ­ные Полимерные, безвредные для здоровья людей пленки, кото­рые вырабатываются химической промышленностью.

В связи с Появлением таких пленок большое внимание уде­ляется производству бескорковых сыров. У этих сыров съедоб­ная часть увеличивается Примерно на 6—7%, резко уменьша­ется усушка и упрощается уход при созревании, следовательно, Повышается производительность труда с одновременным сниже­нием себестоимости готового продукта. При производстве бес - корковых сыров решающим является качество полимерных пле - йок, В настоящее время применяют саран, крайовак, полиэтиЛен-целлофан (ПЦ-2), вискотен, поливинилбутираль, пови -

Ден и др,

При хранении сыров в среде углекислого газа они не по­крываются ни плесенью, ни слизью и не требуют специального ухода. Положительное разрешение этого вопроса открывает большие перспективы и дает значительный экономический эф­фект.

Образование глазков при созревании. При созревании сы­ров выделяются: аммиак, углекислый газ и немного водорода. Газы частично задерживаются в сырной массе, а часть их вы­ходит наружу. Они раздвигают сырную массу, в результате образуются полости — глазки. Рисунок сыра зависит от числа, формы, размеров, расположения глазков, обусловливается ин­тенсивностью и степенью газообразования. Характер глазков и рисунка отображает в некоторой степени качество сыра и осо­бенности его созревания.

В нормальных условиях глазки швейцарского сыра, диамет­ром 1,5—2 см (крупные, правильной формы), заполняются в основном углекислым газом и незначительным количеством азо­та и кислорода. Образовавшиеся газы накапливаются в местах между зернами, в тех местах, где слабое сцепление частиц сыр­ной массы. Углекислый газ образуется главным образом в ре­зультате пропионовокислого брожения.

В мелких сырах развивается молочнокислое брожение, ха­рактеризующееся выделением углекислого газа и, водорода. В них мелкие глазки имеют неправильную форму и часто рас­положены. Количество и их размер зависят также от скорости выделения газа: чем он скорее выделяется в сыре, тем больше и мельче будут глазки, и наоборот. В крупных сырах (швей­царском, советском и пр.) глазки образуются через 20—25 дней после изготовления, а иногда и позже, когда молочный сахар полностью разложился.

В голландском сыре газ образуется при брожении молочно­го сахара и состоит из смеси водорода и углекислого газа. Растворимость водорода очень низка, он быстро насыщает сыр­ную массу и в первые же дни после изготовления дает много­численные мелкие глазки как внутри зерен, так и между ними. В дальнейшем по мере созревания они несколько укрупняются.

Образование вкусовых ароматических веществ. В образо­вании вкуса сыра участвуют летучие жирные кислоты, которые образуются в основном при брожении молочного сахара, карбо­нильные соединения и этанол.

При оценке роли того или иного вещества в образований вкуса имеет значение не абсолютное содержание вещества, а то, превосходит ли концентрация вещества в сыре вкусовой порог этого вещества, и во сколько раз. Отношение концентра ции вещества в сыре к его вкусовому порогу называется аро­матическим числом. Установлено, что вкусовой порог уксусной кислоты 2,2 мг%; пропионовой 5,0; масляной 2,5; ацетальдеги - да 0,12; диацетила 0,0014 мг%.

Наличие понятия ароматических чисел, сведений о вкусовых порогах и данных о накоплении вкусовых веществ в сырах (последние приведены в табл. 33 и 34) дало возможность оха­рактеризовать вырабатываемые в стране сыры по набору аро­матических чисел.

Как оказалось, вкус швейцарского сыра определяют уксус­ная, пропионовая и масляная кислоты, ацетальдегид и диаце - тил (ароматические числа соответственно 46: 16:5:2:121), со­ветского — уксусная, пропионовая и масляная кислоты и диаце - тил (24:8:4:279). Ароматическое число масляной кислоты не должно превышать нескольких единиц, тогда как ароматические числа других веществ могут достигать десятков и сотен еди­ниц.

Характеристика сыров по величине ароматических чисел не­обходима для их стандартизации и при отборе штаммов мо­лочнокислых бактерий для закваски.

**********

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СОЗРЕВАНИЯ

Принято считать, что созревание сыров начинается с момен­та посолки, хотя составные части молока, перешедшие в сыр, изменяются задолго до нее. В сущности, при подготовке моло­ка к свертыванию уже начинают изменяться молочный сахар, соли, количество и состав микрофлоры. Изменения, начавшиеся в молоке, продолжаются во время свертывания и обработки сырной массы, вплоть до формования и прессования. При этом процессы протекают очень интенсивно, так как температура для них благоприятна.

Целью созревания сыра является превращение продукта в более усвояемую форму, придание ей определенных органолеп - тических свойств (вкус и запах, консистенция, рисунок). Этого добиваются созданием соответствующих условий для созрева­ния сыров (изменения составных частей молока, перешедших в сыр). В зависимости от вида сыра при его созревании изменя­ются все составные части молока, перешедшие в сыр (вода, молочный сахар, белки, жир, соли и др.).

Одновременно с изменением составных частей молока сыр приобретает определенные вкус и запах, свойственные данному сыру, консистенцию, цвет и рисунок.

В созревании сыров ведущая роль принадлежит микрофло­ре. Изменение составных частей сыра происходит под влияни­ем бактериальных экзоферментов и эндоферментов. В помеще­ниях для созревания сыров должны быть созданы условия, не­обходимые для развития микрофлоры.

В зрелом Молоке должны преобладать молочнокислые, по­лезные для сыра микроорганизмы. Точное количество бакте­риальных клеток в молоке, необходимое для выработки сыров отдельных видов, к моменту переработки установить трудно. Для большинства сыров в 1 мл молока должно содержаться примерно от 1 до 15 млн клеток, что обеспечивает довольно интенсивное их накопление в процессе последующей обработки сырной массы. Влияние начальной микрофлоры молока рас­пространяется и на последующие стадии созревания сыра. Осо­бенно это заметно в его начальной стадии, поскольку интенсив­ность микробиологических процессов в этой стадии зависит от объема и состава микрофлоры, которая накопилась в молоке к моменту производства сыра.

Характер, объем и интенсификация микробиологических про­цессов во время обработки сырной массы в аппаратах для по­лучения сырного зерна непосредственно действует на микробио­логические процессы, протекающие в сыре при созревании. Так, при Изготовлении латвийского и других сыров с низкой темпе­ратурой второго нагревания (36—-38 °С) в течение всей обра­ботки сырной массы в аппарате для получения сырного зерна создаются благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий, которые сразу же начинают усиленно размножаться, и количество их значительно увеличивается не только за счет уплотнений зерна, но и за счет большого содержания влаги в нем и увеличения его способности захватывать бактериальные клетки.

Количество микробов в 1 г сырной массы в момент извлече­ния из котла и последующего формования достигает сотен мил­лионов и даже Нескольких миллиардов. Накопление начальной Микрофлоры в сыре заканчивается во время формования. В сформованном сыре микробиологические процессы протекают под влиянием накапливающейся микрофлоры.

Развитию большого объема микрофлоры в сырах способст­вует высокое содержание белка, который как бы защищает микробов от вредного влияния накопленных продуктов их жиз­недеятельности, Белки (в основном продукты их распада), вступая в реакцию с этими веществами, поддерживают кон­центрацию водородных ионов (рН) на таком уровне, при кото -

ОМ микробиологические процессы могут протекать нормально, акое свойство белков называется буферностью. При содержа' Нии в молоке 1—5 млн микробов сырные зерна обогащаются до 100—'150 млн в 1 г сырной массы. Это количество микробов составляет примерно 5—10% от объема вторичной микрофло­ры, которая действует в свежих сырах во время их созревания.

Микрофлора большинства видов свежих сыров почти пол­ностью состоит из молочнокислых бактерий. При этом в первой стадии созревания преобладают стрептококки, а во второй — Молочнокислые палочки. Количество молочнокислых бактерий В 1 г уже в первые дни созревания достигает нескольких мил­лиардов, как, Например, у латвийского сыра. Затем объем мик­рофлоры постепенно уменьшается, и через 10 сут микробиоло­гические Процессы протекают относительно медленнее

Терно, что в латвийском сыре во все времена созревания '(срок 60 дней) количество молочнокислых стрептококков составляет почти 100%, и только в 3-месячном возрасте и старше начина­ют преобладать молочнокислые палочки. Следовательно, лат­вийский сыр созревает под действием только молочнокислых стрептококков. Благодаря такому большому объему микрофло­ры созревание латвийского сыра завершается к 2 мес. Не­сколько продолжительнее созревание голландского сыра, и со­ответственно объем микрофлоры в этом сыре меньше, чем в латвийском.

При производстве голландского сыра также создаются бла­гоприятные условия для развития микробов, так как температу­ра второго нагревания 38—42 °С. Однако в этих сырах макси­мальное количество микрофлоры наблюдается на 5-е сутки, а в дальнейшем до 30-суточного возраста оно постепенно умень­шается. В сыре 2-месячного возраста содержится очень неболь­шое количество микробов.

Созревание голландского сыра также протекает под влияни­ем молочнокислых стрептококков, количество которых в тече­ние всего срока созревания превышает количество молочнокис­лых палочек. В отличие от латвийского в созревании голланд­ского сыра последние участвуют примерно с месячного воз­раста (табл. 28).

При производстве швейцарского сыра температура второго нагревания высокая (56—58 °С), она влияет на количество и качественный состав микрофлоры. Общее количество ее в 1 г 2-суточного сыра несколько более 1 млрд, затем оно постепенно снижается. В швейцарском сыре очень рано начинают действо-, вать молочнокислые палочки. Если перед выемкой из сыроиз - готовителя в зерне содержится 95,0% молочнокислых стрепто­кокков, то уже в односуточном сыре из-под пресса количество палочек составляет 80% всей микрофлоры. Этому способству-

Ет большой размер сыров, благодаря чему во время прессова­ния в них долго сохраняется высокая температура, близкая к оптимальной для развития молочнокислых палочек. Затем по­степенно сыр охлаждается, в результате чего вновь преоблада­ет группа стрептококков.

В дальнейшем, как известно, сыры типа швейцарского по­ступают в теплую камеру, в которой они остаются от 20 до 40 дней. Опять изменяется соотношение групп молочнокислых стрептококков и палочек, количество их становится одинаковым. По истечении этого периода и до конца созревания, как и в дру­гих сырах, начинает преобладать группа молочнокислых пало­чек.

Сыры типа швейцарского созревают относительно медлен­нее (до 6 мес) вследствие небольшого объема микрофлоры, ко­торый уменьшается под действием высокой температуры вто­рого нагревания.

В эту группу входит также советский сыр. Его вырабатыва­ют из пастеризованного молока. В отличие от швейцарского сырная масса советского сыра нагревается до более низких тем­ператур (52—55 °С). Сыр имеет меньшие размеры по сравне­нию со швейцарским и форму в виде бруска. Все указанные различия несколько изменили характер микробиологических процессов, происходящих во время приготовления и созревания сыра.

О динамике микрофлоры советского сыра можно судить по данным табл. 29.

В сырном зерне перед выемкой молочнокислых палочек больше, чем стрептококков (65% общего количества). Из табл. 29 видно, что в 3-суточном сыре наблюдается максимум объема микрофлоры— 1453,0 млн/г, причем палочки составля­ют уже около 56%, Это объясняется тем, что при посолке тем -

Пер ату р а сыра понижается и создаются благоприятные условия для стрептококков.

В советском сыре количество стрептококков во все время созревания держится на высоком уровне — 35—45% общего объема микрофлоры.

Количество микроорганизмов в швейцарском и советском сырах значительно меньше, чем во всех других (табл. 30).

Сыр чанах относится к группе рассольных сыров, которые с момента приготовления и до потребления находятся в рассо­ле. Специфические условия созревания и хранения сыров этой группы резко отличаются от других, созревающих при участии мезофильных молочнокислых бактерий с низкой температурой второго нагревания (голландский, латвийский и пр.).

Ведущая роль в процессе созревания сыра чанах, как и при созревании голландского и латвийского, принадлежит молоч­нокислым стрептококкам. Более раннее развитие молочнокислых палочек в сыре чанах оказывает влияние на сроки созревания этого сыра (2 мес), несмотря на то что он находится в небла­гоприятных условиях (рассоле). Наибольшее развитие микро­организмов в сыре чанах наблюдается на 4-е сут, а максималь­ное развитие молочнокислых палочек—на 15—20-е сут. При­мерно так же протекают микробиологические процессы в гру­зинском сыре.

Таким образом, по существу, созревание всех видов сыров протекает под влиянием микробиологических процессов.

Развитие молочнокислых бактерий во всех сырах продол­жается до тех пор, пока в сыре еще остается несброженный мо­лочный сахар. После полного сбраживания количество молоч­нокислых бактерий в сыре постепенно снижается до конца со­зревания. Следовательно, объем микрофлоры больше в том сыре, в котором содержится больше сыворотки, а вместе с ней и больше молочного сахара. Количество действующей микро­флоры при созревании сыров, как видно из приведенных дан­ных, оказывает непосредственное влияние на продолжительность созревания сыров.