Оноприйко А.В., Храмцов А.Г., Оноприйко В.А. Технология молочных продуктов мини-производств
Созревание сыра
Свежеотпрессованный сыр обладает пустым невыраженным вкусом и легким ароматом пастеризованного молока.
Натуральный вкус, запах и цвет сыр приобретает после посолки и созревания. Созревание сыра - это сложнейший комплекс физико-химических, биохимических и микробиологических изменений сырной массы. При этом все составные части сыра (белки, жиры, лактоза, минеральные вещества и пр.) подвергаются определенным превращениям, в результате чего формируются органолептические показатели зрелого сыра.
Созревание сыра проходит под действием микроорганизмов и их ферментов, а также ферментов молока и молокосвертывающих ферментов.
Рассматривая сыр несколько упрощенно, можно представить его состав следующим образом. Примерно половину составляет влага, которая является растворителем многих веществ и сама является реакционно способной, участвуя в биохимических реакциях. В воде растворены лактоза, ферменты, соли, некоторые белки и многие другие вещества. В процессе изготовления и созревания сыра лактоза сбраживается микроорганизмами. Сначала она разлагается до моносахаров - глюкозы и галактозы. Основная часть этих моносахаров сбраживается в сыре на 3 -5 день. Причем глюкоза сбраживается полностью, а сбраживание галактозы длится 2-3 недели (у разных сыров этот срок неодинаков). Галактоза сбраживается до появления фруктозобиофосфатов или до пентозофосфатов.
Сбраживание по гликолитическому пути ведет к появлению пировиноградной кислоты, полностью окисляющейся по циклу Кребса в случае аэробного метаболизма.
В условиях анаэробного брожения пировиноградная кислота почти полностью превращается в молочную кислоту. Это гомоферментативный путь. Одна молекула пировиноградной кислоты дает четыре молекулы молочной кислоты. Этим путем лактозу сбраживают молочнокислые стрептококки и лактобациллы.
Второй, гетероферментативный (пентозофосфатный), путь ведет к образованию двух молекул молочной кислоты и выделению углекислоты, этанола, уксусной кислоты и других продуктов. Этим путем лактозу сбраживают гетероферментативные лактобациллы, дрожжи.
Молочная кислота и лактаты, образовавшиеся при брожении, в свою очередь подвергаются метаболизму под действием плесеней и дрожжей до углекислого газа и воды по циклу Кребса. Пропионовокислые микроорганизмы превращают лактозу в пропионовую кислоту, пропионаты, ацетат и другие продукты метаболизма. Многие микроорганизмы расщепляют лактозу до масляной и уксусной кислоты, углекислого газа и водорода. В мягких сырах в период с 4 по 7-е сутки соли молочной кислоты расщепляются плесенями и к 20-м суткам полностью окисляются. При этом возможна нейтрализация кислой среды.
Сбраживание лактозы существенно влияет на органолептические показатели сыра. Так, уксусная и пропионовая кислоты участвуют в формировании аромата твердых сыров с высокой температурой второго нагревания. Молочная кислота формирует вид многих свежих, кисломолочных и мягких сыров. Иногда метаболизм лактозы может нарушаться и в сыре появляются углеродные соединения типа уксусной, муравьиной кислот, этанола и других продуктов. Это приводит к ухудшению органолептических показателей сыра.
Примерно половину сухого вещества сыра составляют липиды, преимущественно молочный жир. В процессе созревания сыра липиды частично разлагаются. Липолиз в сырах, выработанных из сырого и пастеризованного молока, проходит по-разному.
При нагревании разлагаются многие нативные липазы и тогда липолиз в сырах из пастеризованного молока происходит преимущественно только под действием микробных липаз. В сырах из сырого, непастеризованного молока липолиз осуществляют нативные липазы молока и липазы микробов. Липазы могут выделять все штаммы микроорганизмов, но наибольшей активностью отличаются липазы плесеней, дрожжей. Молочнокислые микроорганизмы выделяют липазы низкой активности. Липолиз в сырах обычно идет по схеме:
триглицерид 1,2 или 2,3-диглицерид 2-моноглицерид.
Иногда этот порядок может нарушаться и тогда в сыре появляются глицерин, жирные кислоты, вторичные спирты, алифатические эфиры и другие продукты разложения жира, которые приводят к порокам.
Количество разложившегося жира невелико и составляет у разных сыров от 1 до 10%, однако влияние продуктов липолиза на органолептические показатели готового сыра очень большое, т. к. продукты распада жира обладают сильно выраженным вкусом и ароматом.
Неразложившийся молочный жир также создает вкус и аромат сыра. Он влияет на консистенцию сыра, делая ее более пластичной, мягкой. В жире растворяются жирорастворимые ароматобразующие вещества. При этом порог их восприятия органами чувств существенно меняется в зависимости от содержания жира.
Другую часть сухого вещества сыра составляют молочные белки. При созревании сыра белки расщепляются протеазами: ферментами молока, сычужными ферментами, ферментами микробного происхождения. Молочная протеаза (плазмин) термоустойчива и переходит в молочный сгусток из пастеризованного молока. Он расщепляет ?-казеин в ?-казеин и небольшое количество растворимых пептидов и аминокислот. Оптимум действия плазмина при рН 6-7. Сычужный фермент играет важную роль в расщеплении белков. Он разлагает параказеинат кальция до пептидов с высокой молекулярной массой.
Ферменты бактериального происхождения образуют основное количество растворимого азота в виде пептидов и аминокислот с короткими цепочками. Микробные протеазы выделяют молочнокислые микроорганизмы (аминопептидазы, дипептидазы, пролинаминопептидазы, трипептидазы). Активность микробных пептидаз дополняет и усиливает активность сычужного фермента. Плесени выделяют пептидазы, которые расщепляют белки до пептидов и даже до аминокислот.
Роль ферментов посторонней микрофлоры до конца не выяснена. Она может быть разной в зависимости от состава, активности и количества этой микрофлоры.
Образующиеся в процессе распада белков аминокислоты могут вступать в реакции дезаминирования, декарбоксилирования и переаминирования с продуктами разложения лактозы и липидов. Конечными продуктами разложения белков могут быть аммиак, углекислота, вода и другие продукты распада. Они играют существенную роль в образовании вкуса и аромата натуральных сыров. Также велика роль их в возникновении пороков вкуса, запаха и консистенции сыров.
Немаловажное значение в процессе созревания сыров имеют соли и, в частности, соли кальция, фосфора и натрия, микроэлементы, витамины, биологически активные вещества и другие соединения. От концентрации поваренной соли в сыре зависят микробиологические и биохимические процессы. Поваренная соль так же, как и влага, обусловливает величину осмотического давления в водной фазе сыра. Соль в разных концентрациях может активизировать или угнетать развитие молочнокислых микроорганизмов. Высокая концентрация соли в сыре снижает активность ферментов, в частности, пептидаз. Поваренная соль изменяет коллоидно-химическое состояние, натуральность параказеина. Соль влияет на процессы липолиза жиров, воздействуя как катализатор.
Таким образом, поваренная соль является регулирующим фактором скорости и направленности биохимических и микробиологических процессов в сырах. Кроме того, соль обеспечивает традиционный вкус и консистенцию сыра. Она в определенных концентрациях может являться также консервантом некоторых сыров.
Прессуемые сыры с низкой температурой второго нагревания созревают при 10-14°С и относительной влажности воздуха 85- 95%. Продолжительность созревания этих сыров от одного до трех месяцев.
Практика созревания достаточно проста. Сыр укладывают на полки стеллажей или в контейнеры, где и выдерживают заданное время. Обычно созревание сыра проводится в двух разных помещениях. Одно из них предназначено для созревания, другое для хранения и складирования сыра до реализации. В каждом помещении создаются соответствующие температурно-влажностные режимы, обеспечивающие прохождение биохимических процессов.
В процессе созревания сыры переворачивают, моют, подвергают тепловой обработке, обсушивают. Кондиционно зрелые сыры зачищают, маркируют и упаковывают в пленку или парафинируют. Это необходимо для снижения усушки сыра и придания ему надлежащего товарного вида.
********************
Созревание сыра
Один из главных процессов сыроделия — это созревание сыра, в результате которого формируются его вкусовые качества. Хотя органолептические качества сыра начинают определяться со времени внесения бактериальной закваски, сычужного фермента и посолки, все же основной процесс происходит в период созревания, продолжающийся у различных видов сыров от месячного до шестимесячного возраста.
Созревание сыра представляет собой ферментативно-микробиологический процесс, при котором все составные вещества молока претерпевают существенные биохимические изменения. В начале созревания в сыре бурно развиваются микроорганизмы. Максимум их количества приходится на 6—8-й день, затем кривая падает, и минимум наступает к 12—15-му дню. За этот сравнительно короткий период под воздействием микрофлоры молочный сахар полностью сбраживается, в результате чего появляются молочная, уксусная, пропионовая и другие кислоты. Большинство бактерий при повышенной кислотности отмирает (автолиз), при этом освобождаются эндоферменты. При совместном воздействии эндоферментов и сычужного фермента распадается более 60% белка.
В изменении белков определенную роль играют и химические агенты. Например, параказеин образует с молочной кислотой растворимые формы белка, которые легче расщепляются, что ускоряет созревание сыра.
Распад белков идет по стадиям. Сначала белковые молекулы распадаются на крупные осколки коллоидного характера — альбумозы и пептоны, позже появляются пептиды. Последние, в свою очередь, служат источником образования аминокислот, которые дают новые продукты распада — амины, жирные кислоты, углекислый газ, аммиак и др. Если первые стадии распада белковой молекулы проходят быстро и энергично, то последующие и особенно конечные — очень медленно и длительно.
Чем дольше созревает твердый сыр, тем глубже распад составных частей белков.
Следовательно, интенсивность процесса созревания сыров или, иначе, распад белков зависит от следующих факторов: количества молочнокислой микрофлоры в сыре, протеолитической активности молочнокислых бактерий и сычужного фермента (способность расщеплять белок); условий созревания (температура и влажность воздуха в помещении) и содержания влаги в сыре (влажные сыры созревают быстрее, чем более сухие).
Степень зрелости сыра определяют несколькими методами. Наиболее прост и доступен метод М.К. Шиловича.
Сущность метода заключается в измерении буферности водной вытяжки сыра. По мере накопления продуктов распада белков, большинство которых обладает амфотерными свойствами, буферная емкость сырной массы возрастает. Вещества, характеризующиеся амфотерными свойствами, могут вступать в реакции и как кислоты и как основания.
Следовательно, под буферными свойствами понимают способность раствора связывать как кислоту, так и щелочь, удерживая таким образом концентрацию водородных ионов (pH) на определенном уровне. У зрелого сыра буферность водной вытяжки выше, чем у молодого.
Молочный жир во время созревания сыра при нормальных условиях претерпевает небольшие изменения.
В первые дни созревания количество воды в сыре снижается вследствие извлечения ее солью при посолке, испарения и расхода на гидролитические реакции.
Газообразные продукты распада — углекислый газ, аммиак, скапливаясь в отдельных местах сыра, формируют его рисунок в виде главков различной величины и формы.
В результате описанных изменений сыр к концу созревания приобретает специфический вкус и аромат, обусловливаемый количеством и качеством продуктов распада.
Изменения составных частей сырной массы в период созревания зависят от температуры, влажности подвала, режима ухода за сыром, которые можно регулировать, приспосабливая к виду вырабатываемого сыра.
При переработке сырого молока часто сыры вспучиваются и деформируются — в них чрезмерно много образуется пустот. Раннее вспучивание появляется в процессе прессования, а позднее при созревании сыров. Установлено, что в первом случае причиной является наличие в молоке бактерий группы Coli aerogenes, а во втором — маслянокислых бактерий. Чтобы предотвратить вспучивание, в молоко перед свертыванием сычужным ферментом вносят пищевую селитру, то есть калийную соль азотной кислоты (KNО3). Эта соль нестойкая и в сыре, восстанавливаясь (теряя кислород), превращается в нитриты — соли азотистой кислоты, подавляющие развитие вредных для сыроделия бактерий.
Селитру вносят в молоко в виде водного раствора из расчета не более 30 г на 100 кг молока.
В пастеризованное молоко селитру не вносят.
*****************
Условия и режимы созревания сыров. Уход за сыром в камерах созревания
Созревание сыра -это комплекс сложных биохимических изменений веществ сырной массы. Все изменения составных частей сырной массы происходи т под воздействием м/о закваски и сычужного фермента. Для того чтобы происходили изменения составных частей сырной массы необходимо создание условий: температуры относительной влажности воздуха сырохранилища,продолжительности созревания, кратности обмена и чистоты воздуха, а так же уход за поверхностью сыра.Для обеспечения необходимых режимов и условий созревания сыра сырохранилище включает солильные помещения,холодные и теплые( бродильные) отделения, моечно-парафинетные отделения, помещения для обсушки сыра, отдельное помещение для упаковывания сыра в пленку,помещения для упаковывания сыра в ящики и другие подсобные и складские помещения.В процессе созревания сыра создают необходимый влажный и температурный режим в сырохранилище.После посолки сыр обсушивают на стелажах в солильном помещении 2-3 суток при температуре 8-12*С. Воизбежание бурного брожения в твердых сырах в начальный период созревания эту же температуру поддерживают 12-20 суток, затем повышают температуру 14-16*С на 1-1,5 месяца, а затем до 22-25*С на 20-40 суток. К концу созревания температуру снижают до температуры 10-12*С и выдерживают до полной зрелости(это для сыра голландского).
Если при хранении повысить температуру выше оптимальной будет интенсивное вспучивание сыров. При слишком низкой температуре задерживается созревание и появляется порок сыра. В процессе созревания сыров влажность сырной массы постепенно уменьшается.при пониженной относительной влажности воздуха сырохранилища увеличиваются потери влаги сырной массы,нарушается процесс созревания, а на корке образуются трещены. Высокая температура способствует развитию плесени на сырах,подопревание корки,размягчение сырного теста.Относительная влажность воздуха в камерах созревания сыров с высокой температурой второго нагревания сначало 90-94%, затем 87-90% после выхода сыра из бродильной камеры, а для сыров с низкой температурой второго нагревания 88-92%,затем после месячного возраста до 80-85%. После применения защитного покрытия на поверхности сыра относительную влажность воздуха в камере созревания необходимо поддерживать на уровне 75-85% Для поддержания оптимальной температуры, влажности,чистоты воздуха в сырохранилищах служат системы кондинционирования или каллориферы или увлажнители и вентиляторы,в холодных камерах- воздухоохладители. Воздух в камерах меняется от 3-5 раз в сутки.Для борьбы с плесеннью воздух помещений после освобождения их от продукции озонируют или облучают ультрофиолетовыми лучами.
Уход за сыром в процессе созревания проводят для ускорения образования защитной корки,сокращение потери массы сыра и стимулирования в нужном направлении ферментативных процессов.Все сыры при созревании переодически переварачивают этим достиается равномерная осадка сыра и сохранение присущей ему формы, а так же предотвращение подопревания корки.Уход за сыром во время созревания включается коркой.Прессуемые твердые сыры с гадкой плотной коркой,не требующие на поверхности, какой либо микрофлоры, переодически моют, освобождая их корку от слизи и от плесени.Для того чтобы свести до минимум а нежелательные воздействия внешней среды в процессе созревания, применяют защитные покрытия поверхности сыра.
Мойка сыра -наиболее трудоемкая операция.Она применяется только в тех случаях,когда это вызвано технологической необходимостью.Сыр можно не раньше чем через две недели после посолки т. к. Поваренная соль еще недостаточно проникла во внутрь сыра и может быть потеряна при ранней мойке сыра.Делают это в специальном помещении, температура воды выбирают в зависимости от времени года, температуры воздуха в сырозранилищах,возвраста сыра и характера роцессов брожения в нем.Когда в сыре протекает сильное брожение,0 температура воды должна быть20*С.Если необходимо усилить брожение в молодом сыре, температуру воды повышают до 25-35*С Для мойки сыра прошедшего первую стадию созревания можно использовать воду с температурой 30-40*С
После мойки сыр обсушивают,наиболее рациональной является обсушка сыра в потоке на транспортере с закрытым кожухом.Температура воздуха 45-50*С сыр обсыхает в течении 1,5-2 минут.Чтобы ускорить процесс наведения хорошей корки и предотвратить развитие на ней осповидной и подкорковой плесени, после мойки сыр подвергают тепловой обработки. Для этого сыр опускают на 5-10 сек. в горячую воду или рассол с температурой 80-85*С с м.д. соли 16-18%