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

22.03.2019

Идентифицировать все!

В России до 2021 года должна быть внедрена национальная система идентификации животных. Несмотря на то, что работу над соответствующим проектом ведут уже больше 10 лет, необходимая АПК система “подвисла" на стадии согласования в Минэкономразвития. С тех пор работа топчется на месте. Мы поговорили с участниками рынка, чтобы узнать, как они относятся к ситуации.
Молочный ресурс, ООО
Адрес:  Псковская обл, г. Великие Луки, ул. Новосокольническая, д. 32 
 
Агрос, ООО
Адрес:  Татарстан респ, Алькеевский район, с. Базарные Матаки, ул. Крайнова, д. 108 
 
Гран Летье, ООО
Адрес:  Калужская обл, Износковский район, пос. Мятлево, ул. Интернациональная, д. 28 
 
ОКА Молоко ОП №3, ООО (Пителинский район)
Адрес:  Рязанская область, Пителинский район, с. Нестерово