Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра

Введение

Пищевая и биологическая ценность сыра обусловлены содержанием большого количества легкоусвояемых белков, молочного жира, различных минеральных веществ, органических кислот, витаминов. Благодаря острому вкусу и специфическому аромату он возбуждает аппетит и способствует активному выделению желудочного и кишечного сока. Особенно полезен сыр для детей, так как богат солями кальция, фосфора.

Производство сыра можно условно разделить на две стадии. Первая стадия включает весь процесс обработки молока и сгустка, включая формование и посолку сыра, вторая стадия - созревание сыра.

Сычужное свертывание молока

Наиболее важный процесс при изготовлении сыра - свертывание молока сычужным ферментом. От скорости образования, структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависят консистенция, рисунок, внешний вид и другие показатели сыра.

Сычужное свертывание молока проходит две стадии:

· ферментативную;

· коагуляционную.

На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к нему пептидной связи в полипептидной цепи ч-казеина. В результате этого ч-казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара-ч-казеин и растворимый гликомакропептид. Гликомакропептиды ч-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от ч-казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл, частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т. е. наступает вторая стадия коагуляции. Коагуляция белков наступает лишь после расщепления 80 - 90% ч-казеина, находящегося на поверхности мицелл. Дестабилизированные казеиновые частицы сначала образуют агрегаты и цепочки. При достижении «критических» размеров цепочки соединяются между собой продольными и поперечными связями и образуют сплошную пространственную сетку, в петлях (ячейках) которой заключена дисперсионная среда.

Процесс сычужного свертывания можно условно разделить на четыре стадии:

· индукционный период, включающий ферментативную стадию и стадию скрытой коагуляции

· стадия массовой (явной) коагуляции;

· стадия структурообразования и упрочнения сгустка;

· стадия синерезиса.

На процесс сычужного свертывания и качество образующихся сгустков влияют:

1. Состав и свойства молока

Скорость сычужного свертывания, плотность сгустка и, в конечном итоге, качество сыра во многом зависят от состава и свойств используемого молока. Молоко, применяемое для выработки сыра, должно отвечать строго определенным требованиям, т. е. быть сыропригодным. Молоко должно иметь оптимальное содержание белков, жира, СОМО, кальция, образовывать под действием сычужного фермента плотный сгусток, хорошо отделяющий сыворотку, и быть благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий.

Для сыроделия наиболее пригодно молоко с оптимальным соотношением между жиром и белком 1,1 - 1,25, между белком и СОМО 0,35 - 0,45.

Лучшим для сыроделия является молоко, относящееся по сыропригодности, определяемой с помощью сычужной пробы, ко II типу. Молоко III типа (продолжительность свертывания 40 мин и более) считается сычужно-вялым. При его свертывании образуется дряблый сгусток, плохо выделяющий сыворотку. Сычужно-вялое молоко следует исправлять путем внесения повышенных доз СаС1₂, бактериальной закваски, установления более высоких температур свертывания и второго нагревания. Молоко, которое не свертывается даже при добавлении полной дозы хлорида кальция, непригодно для производства сыра.

Молоко, применяемое для выработки сыра, должно быть биологически полноценным, т. е. являться благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий.

Нельзя вырабатывать сыр из молока, полученного из хозяйств неблагополучных по бруцеллезу, туберкулезу, ящуру, маститу, лейкозу, а также в первые и последние семь дней лактации. Молозиво является неблагоприятной средой для развития молочнокислых бактерий, а низкое содержание в нем казеина затрудняет процесс коагуляции. Стародойное молоко плохо свертывается сычужным ферментом и отрицательно влияет на органолептические свойства сыра.

Свежевыдоенное молоко - неблагоприятная среда для развития молочнокислых бактерий: оно плохо свертывается сычужным ферментом. Биологические и технологические свойства молока улучшают, подвергая его созреванию - выдержке при низкой температуре (8 - 12°С) в течение 10 - 14 ч.

Кислотность молока влияет как на скорость свертывания, так и на структурно-механические свойства сычужного сгустка. Чем выше кислотность молока, тем быстрее оно свертывается и возрастает скорость синерезиса. При низкой кислотности образуется неплотный вялый сгусток, при повышенной - излишне плотный сгусток, из которого получается сыр крошливой консистенции. Оптимальной для сыроделия считается титруемая кислотность молока 19 - 21 °Т (твердые сыры) и 21 - 25°Т (мягкие сыры).

2.Режим пастеризации

При производстве сыров молоко пастеризуют при низких температурах (70 - 72°С или 74 - 76°С с выдержкой в течение 20 - 25 с). Более высокие температуры пастеризации ухудшают технологические свойства молока: увеличивается продолжительность сычужного свертывания, образуется дряблый и малосвязный сгусток. При обработке такого сгустка происходит дробление сырного зерна и образуется сырная пыль, в результате чего выход сыра снижается. Для улучшения структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка и сокращения продолжительности свертывания в молоко после процесса пастеризации вносят увеличенное количество хлорида кальция, повышают кислотность молока.

3. Активность и состав бактериальной закваски и сычужного фермента

Молочнокислым бактериям принадлежит главная роль в процессе созревания сыров (их ферменты обеспечивают основные превращения составных частей молока). Они также влияют на процесс сычужного свертывания. За счет образования молочной кислоты молочнокислые бактерии регулируют уровень активной кислотности, создают благоприятные условия для действия сычужного фермента и обработки сгустка.

Для свертывания молока в сыроделии применяют главным образом сычужный фермент. Активность сычужного фермента зависит от кислотности, температуры молока и содержания в нем ионов кальция. Фермент проявляет свою активность при рН 5,2 - 6,3, оптимальное значение рН для сычужного фермента 6,2. Оптимальная температура его действия 39 - 42°С. Наряду с сычужным ферментом для свертывания молока применяют пепсин, получаемый из желудков свиней, взрослых жвачных животных и птицы.

Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы

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:

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.

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. сычужный свертывание сырный молоко

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. 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. Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится изменение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна) и др. Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания и т. д.

Формование и прессование. 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 во время формования, образуются микроструктура и замкнутая поверхность сыра. Размеры сыра, способ формования, продолжительность прессования и величину давления выбирают в зависимости от вида вырабатываемого 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.

Посолка сыра. Одним из важнейших технологических факторов, влияющих на качество сыра, является степень его посолки.

Во время посолки, 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 она распределяется неравномерно. Выравнивание концентрации соли по слоям происходит через 1,5 - 3 мес., в зависимости от вида сыра.

Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество соли. На количество соли влияют содержание влаги в сыре, его размеры, способ и продолжительность посолки, 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. При этом могут создаваться условия для размножения стафилококков и образования ими энтеротоксинов, что представляет опасность с точки зрения пищевых отравлений.

Температура ниже 8°С способствует набуханию сыра и торможению молочнокислого процесса при созревании.

Список литературы

1. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2001. - 320 с.: ил.

2. Инихов Г.С. Биохимия молока и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1970. - 317 с. (Учебник для техникумов молочной про-мышленности).

Размещено на Allbest.ru