01.04.2014
Источник: ИА DairyNews
Регион: Россия
Трансформация белка в сырах в процессе созревания и формирование вкуса и консистенции сыров

Белок в сыре (казеин) образует его структуру, создавая каркас, внутри которого заключены частицы жира и влаги.

Свежевыработанный сыр обладает резинистой консистенцией без специфического сырного вкуса и запаха. При созревании сыра в нем под влиянием молочнокислых микроорганизмов и их ферментов происходит разложение белков, молочного сахара и частично молочного жира с образованием более простых соединений, участвующих в формировании вкусового букета сыра, типичной консистенции и рисунка.

Важной частью процесса созревания сыра является протеолиз, представляющий собой многостадийный процесс распада белков сырной массы на растворимые в воде белковые вещества – от высокомолекулярных полипептидов до аминокислот. Благодаря протеолизу размягчается структура сырного теста, улучшается биологическая усваиваемость содержащегося в сыре белка, формируется специфический вкус сыра. В разных видах сыров протеолиз происходит по разным путям, зависящим от состава используемой заквасочной микрофлоры и особенностей технологического процесса, в результате подбора которых формируются специфические особенности готового продукта – вкус и консистенция.

Для того, чтобы получить сыр с определенными свойствами, молоко перерабатывают по технологии, особой для каждого вида сыра.

СЫРЫ С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ (терочный, альпийский, швейцарский, пармезан).

Целью создания таких сыров была переработка молока, полученного в пастбищный период года, и длительное сохранение сыра в нерегулируемых температурных условиях.

Одной из первых, была создана технология производства швейцарского сыра. Во время пастбищного летнего периода в горах, ежедневно, надой молока от стада ежедневно перерабатывался в сыр. Произведенный сыр хранили тут же, в специальном помещении на пастбище, до конца пастбищного сезона. Исходя из того, что на пастбище отсутствовали холодные хранилища, к производимому сыру выдвигалось важное условие - он должен сохраняться длительное время при нерегулируемых температурных условиях. Поэтому швейцарский сыр должен был быть довольно сухим. Для получения такого сыра с низким содержанием влаги требовалось значительно обсушить сырное зерно. Для этого применяли высокое нагревание сырного зерна (до 56-58°С) во время его обработки. В процессе хранения швейцарский сыр дополнительно подсыхал с образованием сухой толстой корки, защищающей внутренние слои сыра от подсыхания и проникновения плесени. Все эти факторы позволяли обеспечить длительный срок хранения сыра.

Однако сразу после выработки, сыр был не пригоден для употребления в пищу, т.к. обладал излишне плотной, резинистой, трудноразжевываемой консистенций и пустым вкусом. Для улучшения органолептических показателей сыр подвергался созреванию.

Основной микрофлорой сыров с высокой температурой второго нагревания являются термофильные молочнокислые стрептококки и палочки.

За время созревания, под действием ферментов молочнокислых бактерий, происходит расщепление казеина на более мелкие фрагменты - пептиды разной длины и свободные аминокислоты, представляющие собой элементарные "кирпичики" из которых состоят пептиды и белки.

Разрушение белков сырной массы, являющихся образователями структуры сыра на более мелкие фрагменты, приводит к размягчению консистенции сыра. Отличительным свойством ферментов, выделяемых молочнокислыми палочками, является то, что они вызывают разрушение белка в сыре с отщеплением коротких пептидных фрагментов и свободных аминокислот.

Значительное расщепление белка до короткоцепочечных пептидов и свободных аминокислот сказывается на вкусе сыра, т.к. эти фрагменты белка обладают выраженным вкусом. При содержании в сыре в значительных количествах пептидов, у сыров появляется горький вкус, при большом содержании аминокислот – специфический сырный, острый и пряный вкус.

Однако, высокая температура, применяемая для обсушки зерна при производстве сыров с высокой температурой второго нагревания, сдерживает рост заквасочных бактерий. Следствием этого является малое количество бактерий, накапливающихся в сырной массе и, соответственно, малое количество ферментов, выделяющихся в сырную массу и способствующих ее созреванию. Малое количество ферментов не может привести к значительному разрушению белкового каркаса и значительному размягчению консистенции сыра. Поэтому созревание таких сыров растянуто по времени (от 9 мес до 3 и более лет).

Сыры с высокой температурой второго нагревания долго созревают и в конце созревания сохраняют плотную консистенцию, но приобретают выраженный сырный, пряный вкус.

СЫРЫ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ (голландский, гауда, чеддер, буковинский, российский, маасдам).

Данные сыры можно производить на протяжении всего года. Они имеют более короткий, в сравнении с сырами с высокой температурой второго нагревания, срок созревания и требуют хранения в контролируемых условиях при пониженных температурах, обладают нежным вкусом и мягкой консистенцией и годны к употреблению в пищу вскоре после выработки.

Примером подобных сыров являются голландский сыр, технология которого была создана для переработки молока коров, пасущихся на равнинных пастбищах Голландии и отличающегося по своим свойствам от молока с альпийских лугов. Такое молоко из-за меньшего содержания белка, более высокой кислотности и бактериальной загрязненности трудно переработать в сыр типа швейцарского. Альтернативой было получение сыра с более высоким содержанием влаги и более мягкой консистенцией. Проблемы с хранением произведенного сыра не возникало, т.к. производство сыра велось в заселенной местности с развитой торговой инфраструктурой (торговые лавки, холодные подвалы для хранения, дорожные и водные торговые пути), что способствовало сохранению и быстрой реализации произведенного сыра.

Основой технологии голландского сыра является небольшая обсушка сырного зерна, посредством нагревания его до температуры 38-42°С. Полученный в результате сыр содержит достаточное количество влаги, что изначально придает ему умеренное плотную консистенцию.

Отсутствие значительного температурного воздействия при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания благоприятствует росту мезофильной заквасочной микрофлоры. Содержание бактериальных клеток в таких сырах в начале этапа созревания в несколько раз выше, чем в сырах с высокой температурой второго нагревания. Соответственно, большим будет и количество ферментов, участвующих в созревании сыра. Поэтому голландский, и другие сыры с низкой температурой второго нагревания, довольно быстро созревают (срок созревания от 2 до 6 мес).

Ферменты в сырах с низкой температурой второго нагревания имеют свою специфику действия. Источником ферментов в сырной массе, как сказано ранее, является бактериальная закваска. Для изготовления сыров с низкой температурой применяется закваска из мезофильных молочнокислых лактококков, иногда с добавлением некоторого количества мезофильных молочнокислых палочек. Ферменты, выделяемые мезофильными молочнокислыми бактериями, вызывают расщепление белка в основном на крупные пептиды, которые практически не имеют вкуса. Отщепление коротких пептидов и свободных аминокислот, влияющих на вкус сыра, ферментами мезофильных молочнокислых бактерий незначительно.

За счет выделения в сырную массу ферментов после разрушения бактериальных клеток в процессе созревания, происходит обширное разрушение белковой матрицы сыра. Это приводит сначала к размягчению консистенции сыра, а затем, при более длительной выдержке - получению мажущейся консистенции.

В результате указанных выше причин, сыры с низкой температурой второго нагревания обладают довольно эластично-пластичной консистенцией и мягким вкусом.

СОЗРЕВАЮЩИЕ СЫРЫ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫЕ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ (брынза, плесневые сыры с плесенью внутри сырной массы (рокфор, дор-блю))

Данные сыры были созданы как продукты для ежедневного потребления (брынза) или как деликатесные продукты (сыры с благородными плесенями). Общим для данных сыров является способность к длительному хранению при пониженных температурах за счет высокого содержания в них соли и молочной кислоты.

Созревание данных сыров происходит за счет ферментов мезофильных молочнокислых лактококков и, дополнительно, в плесневых сырах, за счет ферментов, выделяемых благородными плесенями.

Специфика расщепления белка в брынзе сходна таковой в сырах с низкой температурой второго нагревания. В результате сыр брынза характеризуется умеренно плотной консистенцией и кисломолочным вкусом.

В плесневых сырах расщепление белков на начальной стадии созревания также идет за счет ферментов молочнокислых бактерий. На поздних стадиях созревания в этих сырах происходит рост плесневых грибов, выделяющих в сырную массу большое количество ферментов широкого спектра действия, расщепляющих белок на фрагменты большой, средней, короткой длины и свободные аминокислоты. В результате происходит как размягчение консистенции сыра за счет обширного разрушения белковой матрицы, так и образование острого сырного вкуса за счет накопления в сырной массе большого количества короткоцепочечных пептидов и свободных аминокислот.

РОЛЬ СЫЧУЖНОГО ФЕРМЕНТА В ПРОЦЕССЕ ПРОТЕОЛИЗА

В протеолитических процессах, происходящих в сырах наряду с ферментами заквасочных бактерий участвует и молокосвертывающий (сычужный) фермент.

Интенсивность протеолитического действия сычужного фермента в сыре зависит от его количества, остающегося в сырной массе к концу выработки сыра и от условий в сырной массе во время созревания (температура, кислотность, содержание воды и соли), которые могут сдерживать или стимулировать протеолитическую активность сычужного фермента.

В сырах с высокой температурой второго нагревания роль молокосвертывающего фермента минимальна вследствие воздействия высокой температуры второго нагревания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ БЕЛКА В ЗРЕЛЫХ СЫРАХ

Содержание белковых веществ, образующихся в сыре в результате протеолиза, было исследовано в ГНУ ВНИИМС при помощи метода гель-фильтрации высокого разрешения. В результате были получены графики молекулярно-массового распределения (хроматограммы), характеризующие состояние белка в разных видах зрелых сырах (рис. 1, 2, 3). Высоты пиков на графиках пропорциональны содержанию белковых веществ в сыре.

Анализ полученных хроматограмм подтверждает описанные выше факты причин формирования видовых свойств для разных видовых группах сыров.

На графике массово-молекулярного распределения продуктов протеолиза у сыров с низкой температурой второго нагревания (рис. 2) наблюдается высокий пик в области полипептидов с большой длиной цепи. Наличие значительного количества этих азотистых соединений в сырах с низкой температурой второго нагревания является результатом деятельности молокосвертывающих ферментов.

В результате, деятельности ферментов, выделяемых мезофильными молочнокислыми бактериями, в сырах с низкой температурой второго нагревания протеолиз идет таким образом, что большую часть растворимых азотистых соединений в зрелых сырах составляют пептиды с разной длиной цепи. Это подтверждается диаграммами массово-молекулярного распределения продуктов протеолиза сыров с низкой температурой второго нагревания - брынза, голландский и российский (рис. 2, 3). Из диаграмм видно, что в данных сырах продукты протеолиза состоят практически только из пептидов.

У сыров с высокой температурой второго нагревания высота пика высокомолекулярных полипептидов, заметно ниже (рис. 1), у сыров с низкой температурой второго нагревания. Причиной этому является инактивация сычужного фермента под действием высокой температуры второго нагревания, и утрата им способности к расщеплению белка. В сырах с высокой температурой второго нагревания, в результате деятельности ферментов термофильных молочнокислых палочек, заметная доля продуктов распада белка, приходится на аминокислоты. На диаграмме массово-молекулярного распределения для данных сыров (рис. 1) наблюдаются значительные по высоте пики, лежащие в области свободных аминокислот.

На хроматографическом анализе сыров с голубой плесенью и брынзы, также обнаруживается малое количество длинноцепочечных полипетидов, являющихся результатом деятельности сычужного фермента (рис. 2 и 3). Это связано с ингибирующим действием соли на активность сычужного фермент. В данных сырах массовая доля поваренной соли настолько высока, что она оказывает значительное подавляющее действие на протеолитическую активность сычужного фермента. Протеолиз в данных сырах происходит в основном под действием микробных протеолитических ферментов. Под действием ферментативных систем плесневых грибов, белки в плесневых сырах распадаются как "вширь" (с образованием большого количества пептидов), так и "вглубь" (с высвобождением значительного количества аминокислот), как это видно из диаграмм массово-молекулярного распределения на рис. 3.

Большим разнообразием продуктов протеолиза отличается сыр маасдам. Этот сыр, технология которого разработана сравнительно недавно, сочетает мягкую пластичную консистенцию сыров с низкой температурой второго нагревания и выраженный насыщенный вкус сыров с высокой температурой второго нагревания. Это было достигнуто путем использования при производстве сыра маасдам смешанной закваски из мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий. В результате в сыре маасдам накапливается как пептидный азот, так и свободные аминокислоты.

На диаграмме массово-молекулярного распределения продуктов протеолиза сыра маасдам (рис. 2), видны результаты протеолитической деятельности и мезофильных молочнокислых бактерий (пики в области пептидов) и термофильных молочнокислых бактерий (пики в области аминокислот).

Свириденко Ю.Я., Мягконосов Д.С., Абрамов Д.В., Делицкая И.Н., Мордвинова В.А.

ГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия Россельхозакадемии, г. Углич

13.12.2018

Цена молоку

Цена на сырое молоко в РФ практически отыграла падение начала 2018 года, аграрный сектор надеется на дальнейший рост, но не ожидает значительных скачков вверх. Подробнее - в материале The DairyNews.
Маяк Высокое, ОАО
Адрес:  Беларусь, Витебская область, Оршанский район, деревня Купелка 
 
Ибрагимов и К, СХП ООО
Адрес:  Татарстан респ, Апастовский район, с. Эбалаково 
 
Фаэтон-Агро, ООО УК
Адрес:  Ленинградская область, Гатчинский район, дер.М.Верево, ул.Кутышева, д.6В 
 
Бурановское, ООО
Адрес:  Алтайский кр, Усть-Калманский район, с. Новобураново, ул. Октябрьская, д. 10 корп.