Файл: stf079.doc

Контрольные вопросы:

1. Какие главные факторы определяют структуру и консистенцию мороженого?

2. Какие факторы влияют на взбитость мороженого?

3. Назовите оптимальные размеры кристаллов льда и пузырьков воздуха в мороженом.

Лекция 19 биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра

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.

19.1 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 χ-казеина. В результате этого χ-казеин распадается на нераство­римый (чувствительный к ионам кальция) пара-χ-казеин и растворимый гликомакропептид. Гликомакропептиды χ-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от χ-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% χ-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.

19.2 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.

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.