Производство сыра

Трещины на корке  образуются при недостаточно вязком тесте, особенно при переработке кислого молока. При большом количестве мелких трещин порок носит название « географическая карта». Трещины появляются и при сильном вспучивании сыра, когда его обьем увеличивается настолько, что приводит к разрыву корки.

В крупных сырах  трещины образуются часто при маслянокислом брожении. Они могут быть также следствием неправильного ухода за коркой.

Рак корки вызывается гнилостными бактериями, развивающимися на поверхности сыра при чрезмерной нейтрализации молочной кислоты  продуктами жизнедеятельности щелочеобразующих бактерий сырной слизи в результате неправильного и небрежного ухода за коркой. Сначала на корке появляются пятна-подпарины, которые в дальнейшем разрастаются и сливаются в большие язвы. В этих местах корка становится рыхлой и дурно пахнет. Поврежденные места на сыре надо соскоблить и протереть солью. Однако такой сыр хранить нельзя, необходимо его немедленно реализовать либо переработать в плавленый.

Подкорковая плесень  встречается в сырах, имеющих  на корке трещины. А.Н. Королев, изучавший этот порок, выяснил, что он появляется при наличии в сыре полостей, сообщающихся с наружным воздухом. Такие полости образуются при прессовании очень сухого упругого зерна, особенно в холодном помещении [1].

1.4      Теоретические основы производства 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, внешний  вид и другие показатели сыра.

Сычужное свертывание  молока проходит две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к  нему пептидной связи фенилаланин-метионин (Фен - Мет) в полипептидной цепи c-казеина. В результате этого c-казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара-c-казеин и растворимый гликомакропептид.

Гликомакропептиды c-казеина имеют высокий отрицательный  заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от c-казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл (с постепенным приближением к изоэлектрическому состоянию), частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т.е наступает вторая стадия коагуляции.

а – коагуляция мицелл под действием сил гидрофобного взаимодействия, б – коагуляция мицелл за счет кальциевых мостиков; 1 – нативные казеиновые мицеллы; 2 –  параказеиновые мицеллы, потерявшие защитные гликомакропептиды-c-казеина

Механизм второй стадии сычужного свертывания окончательно не установлен. Известно, что клагуляция белков наступает лишь после расщепления 80-90% c-казеина, находящегося на поверхности  мицелл. Далее дестабилизированные казеиновые (точнее, параказеиновые) 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.

Однако характер связей, возникающих при агрегировании  дестабилизированных мицелл, до конца  не выяснен. По мнению ученых, это могут  быть силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара-c-казеина (а  также a- и b-казеина) или кальциевые мостики, образующиеся в результате присоединения ионов кальция к серинфосфатным группам a- и b-казеина двух или более сблизившихся параказеиновых мицелл.

На процесс  сычужного свертывания и качество образующихся сгустков влияют состав и свойства молока, режим пастеризации, активность и состав бактериальной закваски и сычужного фермента, температура свертывания, доза хлорида кальция и т.д.

В образовании  сычужного сгустка кроме казеина, по-видимому, участвуют денатурированные сывороточные белки и жировые шарики. Являясь более крупными частицами, они выступают центрами коагуляции казеина, вокруг которых начинает формироваться пространственная сетка. Поэтому добавление к молоку сывороточных белков ускоряет сычужное свертывание белков молока. Однако сывороточные белки замедляют синерезис сгустка, поэтому необходимо применять меры, усиливающие обсушку сырного зерна.

Агрегация казеиновых мицелл и формирование пространственной белковой сетки происходят за счет различных связей, причем большую  роль в упрочнении всей системы выполняют ионы кальция, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании кальция молоко свертывается медленно, и получается дряблый, трудно поддающийся Дальнейшей обработке сгусток (или он вовсе не образуется). Оптимальным содержанием кальция в молоке считается 125—130 мг% [4].

Физико-химические и биохимические механизмы образования  сгустка

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 во время обработки сгустка, формования, прессования, посолки сыра.

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. Чем больше удаляется сыворотки и с ней молочного сахара, тем медленнее протекают эти процессы, и наоборот. 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.

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. Белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается, 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. Следовательно, для получения сырной массы нормальной влажности необходимо иметь молоко оптимальной зрелости (кислотности). Для выработки мягких сыров кислотность перерабатываемого молока должна быть выше, чем для твердых.

Удаление сыворотки  из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится измерение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна). Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания[4].

Характеристика  микроорганизмов, используемых в процессе созревания сыра

В производстве сыра молочнокислой микрофлоре принадлежит  первостепенное значение. Она сбраживает лактозу в молочную кислоту, создает  условия для дальнейшего ферментативного преобразования сырной массы.

Главными возбудителями  молочнокислого брожения в молоке и  сыре являются молочнокислые бактерии, культуры которых в условиях пастеризации молока стали основными факторами  производства сыра.

Культуры подбирают  с учетом создания многоштаммовой закваски, при этом принимают во внимание высокую энергию кислотообразования, устойчивость культуры к фагам и их симбиотические взаимоотношения.

Энергии кислотообразования придают большое значение, т.к. образующаяся молочная кислота подавляет жизнедеятельность посторонней микрофлоры и тем самым содействует получению высококачественного продукта

Формирование  каждого вида сыра обусловливается, по существу, качественным и количественным составом микрофлоры. Ферментные системы  микроорганизмов, внесенных с бактериальными заквасками, составляющими микрофлору сыра, вызывают очень сложные биохимические процессы, вследствие чего он созревает, приобретая при этом характерные органолептические свойства, присущие данному виду сыра. Технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разная степень зрелости молока, температура свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и пр.), сводятся в конечном итоге к созданию оптимальных условий для определенных групп микроорганизмов.

С целью получения  сыров высокого качества, особенно в случаях недостаточной степени  зрелости, в сырое молоко часто  вносят некоторое количество желательных  видов молочнокислых бактерий. Особенно это практикуется при производстве швейцарского сыра из сырого молока. Обычно при этом вносят чистые культуры молочнокислых палочек — 0,1-0,2% и в очень небольшом количестве - пропионовокислых бактерий (1 мл на 1т молока).

При использовании  пастеризованного молока единственным источником микрофлоры, участвующей в созревании сыра, является закваска, приготовленная на чистых культурах молочнокислых бактерий. Остаточная микрофлора при тщательной пастеризации не может иметь существенного значения в этом процессе. Поэтому выбор культур и составление заквасок является ответственейшим моментом в технологии и формировании желательного вида сыра.

До настоящего времени при составлении заквасок принимались во внимание, помимо вида бактерий, энергия кислото- и ароматообразования, а в последнее время учитывают и протеолитическую способность штаммов молочнокислых бактерий. Составляют многоштаммовые закваски двух видов — для мелких и крупных сыров.

В настоящее  время закваски составляют пока по старому способу, т. е. принимают  во внимание видовую принадлежность молочнокислых бактерий.

В сыроделии  в качестве бактериальной закваски используют чистые культуры стрептококков  и палочек. Из стрептококков применяют Str. lactis, Str. kremorps, Str.diacetilactis и Leuconostoc acetonicus.

Первые две  культуры — кислотообразователи, а последние из перечисленных выше, кроме того, сбраживают лимонную кислоту, при этом образуются ароматическое вещество диацетил и газы.

Для крупных  сыров (швейцарского и советского) применяют  обычно две закваски, первую составляют из стрептококков, а вторую — из молочнокислых палочек хельветикум и термофильных стрептококков. Помимо этого, часто: прибавляют также пропионовокислые бактерии.

В закваски вносят несколько штаммов одного и того же вида бактерий, чтобы в зависимости  от биологических свойств молока развивались те микроорганизмы, которые более приспособлены к данным условиям [6].

Микрофлора  молока должна содержать четыре основных группы мокроорганизмов: молочнокислые  палочки, молочнокислые стрептококки, микрококки и немолочнокислые палочки.

Первая группа принадлежит к стрептобактериям, факультативным анаэробам. Все они  выдерживают нагревание в течение 30мин при 60 °С и даже при 65 °С. Ни один из штаммов не растет при температуре 10-12 °С. Оптимальная температура  роста 45-50 °С. В этих условиях они свертывают молоко через 13-14ч и через 24ч образуют 1,39-1,49% молочной кислоты (155-166 °Т). Все культуры дают плотный сгусток, без газообразования и пептонизации. Штаммы этих культур хорошо сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, левулезу, декстрин и не сбраживают маннит, арабинозу и сорбит.

Молочнокислые стрептококки представляют собой кокки  и диплококки с выраженными свойствами термофильных факультативных анаэробов. Они выдерживают нагревание в  течение 60-90мин при 60 и даже 65С. Не растут при температуре 10-12С. Сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, рафинози и декстрины; не сбраживают манит, арабинозу, сорбит, глицерин и крахмал. Не имеют катализной системы, не восстанавливают нитратов, не образуют ацетона и сероводорода. Не обладают способностью образовывать газ и пептонизировать молоко.

Микрококки  представляют собой организмы со сравнительно малыми аэробными признаками. Эта группа бактерий менее термоустойчива по сравнению с двумя предыдущими, но она хорошо развивается при температуре 10-12С. Отдельные штаммы силно отличаются по сбраживанию углеводов, причем некоторые из сахаров потребляются культурами с образованием кислот, другие же используются без изменения реакции среды. Свертывание молока наступает через 72-96 ч, а некоторые штаммы совсем не обладают этой способностью .