18. «Сущность биохимических процессов при дозбиванни сыров и способы ускорения процессов созревания сыров».

Сущность биохимических процессов при дозбиванни сыров

Биохимические превращения веществ творожной массы происходят под влиянием экзо — и ендоферментов различных групп микроорганизмов и в меньшей степени ферментов сычужного порошка и молока перерабатывается.

В процессе созревания наиболее глубоким изменениям подвергаются молочный сахар, белки и жиры, менее значительным — минеральные вещества и витамины.

Изменение молочного сахара. Во всех группах сыров молочный сахар полностью сбраживается в течение первых двух недель. Лактоза подвергается брожению под действием ферментов молочнокислых бактерий, в результате которого образуется молочная кислота. Последняя поддерживает реакцию среды на определенном уровне, что препятствует развитию гнилостных и других нежелательных микроорганизмов.

При сбраживании лактозы ароматоутворюючимы молочнокислыми стрептококками образуется уксусная кислота, этиловый спирт, диацетил, обогащающих вкус сыра, и углекислый газ, что обуславливает образование рисунке твердых сыров.

Скорость образования и количество молочной кислоты зависят, в основном, от дозы, состава и активности бактериальной закваски, температуры второго нагревания, содержания влаги и соли.

Выход молочной кислоты при производстве твердых сыров составляет около 65 — 70% общего количества сброженного молочного сахара. Такое уменьшение свидетельствует о том, что молочная кислота в процессе созревания сыра подвергается дальнейшим химическим превращениям, в результате которых образуются лактаты и другие вещества.

В крупных твердых сырах некоторое количество лактатов сбраживается пропионовокислых бактериями с образованием пропионовой и уксусной кислот, а также углекислого газа.

Интенсивность накоплений молочной кислоты влияет на рН сыра, от которого, в свою очередь, зависят скорость созревания, вкус, структура, консистенция, т. е. качество готового сыра. Кроме молочной кислоты в сыре меняется и лимонная кислота, переходит из молока. При сбраживании лимонной кислоты образуются, главным образом, ароматические вещества — диацетил, ацетоин и др..

Изменение белков. В созревании сыров наибольшая роль принадлежит белкам, главным образом, казеиновые. Изменение казеина начинается с момента воздействия на него сычужного фермента, переводит казеин в параказеин. В дальнейшем параказеин меняется уже в формируемой сырые под действием молочной кислоты, сычужного фермента, поваренной соли и под воздействием ферментов, продуцирующих микроорганизмы.

Молочнокислые бактерии выделяют протеолитичени ферменты двух типов: экзо — и ендопротеазы. Наибольшей протеолитической активностью обладают ендоферменты, содержащихся в клетках молочнокислых бактерий и вивилюнюються после их отмирания и автолиза.

Параказеин при созревании сыра начинает распадаться на более простые соединения, содержащие азот. Сначала появляются альбумоз и пептоны, распадающихся затем до более простых соединений — пептидов, аминокислот и до аммиака.

Под действием сычужного фермента распад белков идет к пептонов, причем с образованием молочной кислоты и снижением рН до 4,9. Эффективность совместного действия сычужного и бактериального ферментов значительно превышает эффективность действия каждого фермента отдельно.

В начальный период созревания в сырах в результате образования пептонов появляется горечь, к концу созревания исчезает, поскольку пептоны превращаются в пептиды и аминокислоты. Если горечь не исчезает до конца созревания сыра, это свидчть показателем того, что процесс распада белков задерживается на стадии пептонов (при низкой температуре созревания).

В крупных твердых сырах сычужный фермент инактивируется при температуре второго нагревания, поэтому протеолиз во время созревания обусловлен ферментами молочнокислых бактерий.

Активность протеолитичених ферментов в молочнокислых палочек выше, чем у стрептококков. Это объясняет тот факт, что в твердых сырах с высокой температурой второго нагревания, созревающие при участии термофильных молочнокислых палочек (Lbm. helveticum, Lbm. Lactis), происходит более глубокий распад белков с образованием свободных аминокислот. Их количество в 2 — 3 раза больше, чем пептидов.

В связи с тем что общее количество микрофлоры в этих сырах незначительная, ферментативные процессы протекают медленнее, сыры созревают дольше (4 — 6 мес).

В твердых сырах с низкой температурой второго нагревания распад белков под действием малоактивных протеолитических ферментов мезофильных молочнокислых стрептококков происходит неглубоко. Количество пептидов почти соответствует количеству свободных аминокислот, а содержание последних в них ниже по сравнению с сырами с высокой температурой второго нагревания.

В мелких твердых сырах сычужный фермент разрушен, и также влияет на созревание, процессы распада белка протекают быстрее, сыры становятся зрелыми уже в двухмесячном возрасте.

Из группы мягких сыров с низкой температурой второго нагревания надо выделить в особую подгруппу сыры типа латвийского, созревающие при участии микрофлоры сырного слизи. Температура второго нагревания при изготовлении сыров этой подгруппы ниже (36 — 38 ° С), содержание влаги, молочного сахара и молочной кислоты больше, чем в голландском сыре. Кроме того, сыры этой подгруппы обсименяються с поверхности слизеутворюючимы бактериями.

В этих сырах наблюдается более активный распад белков. Содержание растворимых азотистых веществ в них больше, чем в твердых сырах с низкой и высокой температурой второго нагревания, хотя белки распадаются в основном до пептидов. Этот факт объясняется тем тем, что основную роль в созревании латвийского сыра играют молочнокислые бактерии. Поверхностная микрофлора (слизеутворюючи Бактерии) Играет второстепенную роль, влияя в основном на внешние слои сыра. Однако она все же добавляет своеобразные специфические вкус и запах сыра. Характерной чертой мягких сыров является малое накопление свободных аминокислот в зрелом сыре.

Несмотря на то что в производстве этой группы сыров участвуют плесени и бактерии, образуют слизь, значительная роль в созревании сыров принадлежит стрептококкам и молочнокислой палочки. Таким образом, в мягких сырах глубокий протеолиз обеспечивают сычужный фермент, протеазы молочнокислых стрептококков, плесени и микрофлоры сырной слизи. В результате их совместного действия белки сырной массы расщепляются с образованием особенно большого количества растворимых азотистых веществ при малом накоплении аминокислот.

В группе рассольных сыров второе нагревание в большинстве случаев не применяют. В сырах содержится большое количество, поэтому в свежем твороге условия для развития Микробиологических процессов очень благоприятные. Однако эти процессы вскоре замедляются из-за действия соли, консервирует, в результате в зрелом сыре накапливается меньше продуктов гидролиза белков — пептонов и свободных аминокислот. Кроме этого при длительном хранении сыров в рассоле часть растворимых продуктов распада белков переходит из сыра в рассол, тем самым ухудшается их качество.

Рассольные сыры созревают примерно за 2 — 3 мес. Таким образом, при распаде белков во всех группах сыров, созревающих накапливаются пептиды и аминокислоты, оказывающие значительное влияние на вкус готового продукта. Накопления отдельных аминокислот по-разному — по мере созревания сыра концентрация одних аминокислот возрастает, а других уменьшается. Поэтому каждый вид сыра имеет свой характер накопления и присущий ему набор свободных аминокислот.

Аминокислоты, освободившиеся в процессе созревания, под действием ферментов микрофлоры подвергаются различным изменениям. Они могут дезаминнуватися (терять аммиак), декарбоксилюватися (видщеплюваты углекислый газ), вступать в реакции с кетокислот, переходить в другие аминокислоты и т. д. При этом образуются различные соединения: кето — и оксикислоты, амины, альдегиды, кетоны и др. . Большинство из них играют существенную роль при формировании вкуса и запаха сыров.

Изменение молочного жира. Жир в процессе созревания почти всех сыров подвергается гидролизу под действием липолитических ферментов (липаз). Они поступают в творог с молоком, перерабатываемого сычужным порошком и продуцируются молочнокислыми, пропионовокислых бактериями, бактериями сырного слизи и особенно плесневыми грибами. В результате гидролиза жира, высвобождаются жирные кислоты, в том числе летучие (масляная, капроновая и др.)., Участвующих в образовании характерного вкуса и запаха.

Интенсивность распада жира и накопление летучих жирных кислот в сырах разная — в твердых она ниже, чем в мягких.

В мелких твердых сырах жир расщепляется незначительно. В крупных твердых сырах (швейцарский и советский) гидролиз жира осуществляется активнее под действием липолитических ферментов, выделяемых молочнокислыми палочками и пропионовокислых бактериями.

На вкус и запах этих сыров особенно сильно влияет пропионовокислое Брожения, результате которого образуется пропионовая и уксусная кислоты. Последние вместе с другими жирными кислотами, которые выделяются при частичном розкпади жира и сбраживании молочного сахара, добавляют сырам специфический, несколько пряный, ореховый привкус.

Гидролиз жира в мягких сырах (преимущественно в корке) проходит под действием активных липаз поверхностной микрофлоры сырной слизи. В сыре рокфор, что созревает при участии плесневых грибов, развивающихся внутри сыра, гидролиз жира происходит с одинаковой интенсивностью как на поверхности, так и внутри.

Мягкие сыры содержат продукты дальнейшего окисления жирных кислот — метилкетоны, имеющие острый вкус и могут влиять на органолептические показатели сыров. Наряду с жирными кислотами в сырах образуется глицерин, однако он не проявляется, так как потребляется Микроорганизмами.

Изменение минеральных веществ и витаминов. Молочная кислота, взаимодействуя с минеральными солями и параказеинатом кальция, утвоюе лактат кальция и монокальциеву соль пароказеину, легко набухает и способствует формированию эластичной консистенции сыра. Молочная кислота переводит в водорастворимый состояние минеральные соли сыра и фосфор неорганических солей.

В процессе созревания сыров накапливаются другие растворимые продукты, связывающие значительное количество влаги, вследствие чего в свободной воде, оставшейся повышается концентрация соли. В результате увеличения концентрации растворимых веществ в сыре повышается осмотичений давление и создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, что приводит отмиранию бактерий всех групп и повышает устойчивость сыра при хранении.

Вследствие развития микрофлоры сыра изменяется содержание некоторых водорастворимых витаминов. Так, в крупных сырах пропионовокислые бактерии синтезируют витамин группы В.

Способы ускорения процессов созревания сыров

Созревания сыров является очень длительным процессом, и уменьшить продолжительность созревания можно разными методами: увеличением дозы закваски; активизацией бактериальной закваски; подбором более активных штаммов молочнокислых бактерий, применением ферментных препаратов, применением микроорганизмов-симбионтов; использованием микроэлементов, ускоряют созревание сыров.

Увеличение дозы закваски, вносимой в молоко, может ускорить созревание сыров. Однако применение больших доз закваски может привести к резкому повышению кислотности молока и появлению пороков сыра.

Увеличение дозы заквасок молочнокислых бактерий применяют при производстве швидкодозриваючих сыров дальнейшем подлежат плавления. В этом случае помимо закваски в молоко необходимо вносить динатрийфосфат, нейтрализующее избыточное количество молочной кислоты, которая образовалась в сырной массе, способствуя дальнейшему развитию молочнокислых микробов.

Активизация бактериальной закваски заключается в том, что до внесения в молоко, предназначенное для изготовления сыра, бактериальную закваску смешивают с двойным количеством молока и выдерживают в течение одного часа при температуре 24 — 26 ° С. Молочнокислые бактерии в закваске находятся в несколько угнетенном состоянии под действием молочной кислоты, накопившейся. Поэтому при разведении закваски молоком ее кислотность снижается и бактерии начинают снова интенсивно размножаться.

Поиск более активных штаммов молочнокислых бактерий заключается в том, что в состав заквасок отбирают штаммы, обладающие гидролитической активностью. Они наиболее интенсивно гидролизуют белки сыра, что положительно влияет на развитие других заквасочных микроорганизмов, более быстрое накопление биомассы и бактериальных ферментов.

Применение ферментных препаратов стимулирует биохимическую активность молочнокислых бактерий закваски, особенно ароматоутворюючих стрептококков. Предложено биологический препарат, названный гидролизатом. Для получения его в молоко вносят бактериальную закваску, состоящую из молочнокислых палочек (бактерии Lbm. Helveticum), термофильных молочнокислых стрептококков, смеси разных штаммов мезофильного стрептококков с уксуснокислых и пропионовокислых бактериями. Смесь гидролизуют с помощью пепсина течение 3 — 3,5 суток.

Применение микроорганизмов-симбионтов является одним из возможных путей ускорения созревания сыра и повышения его качества. С этой целью можно использовать некоторые виды дрожжей, не способных к спиртового брожения. Дрожжи при совместном развитии с молочнокислыми бактериями снабжают их азотистым веществами и витаминами. Они потребляют молочную кислоту, снижая тем самым подавляющее действие последней на молочнокислые бактерии. Можно использовать и другие ассоциации микроорганизмов, стимулирующих молочнокислый процесс.

Использование микроэлементов существенно ускоряет процесс созревания сыра, протекающий под влиянием ферментов, активность которых часто зависит от присутствия в них атома металла. Основными каталитическими элементами являются медь, марганец, кобальт, магний, никель, йод, молибден. Для развития микроорганизмов и стимулирования их действия используют не отдельные микроэлементы, а их смеси.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какова сущность биохимических процессов при дозбиванни сыров?

2. Какими способами можно ускорить процесс созревания сыров?