Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров

Введение

Под созреванием сыра понимают глубокие изменения составных частей свежеприготовленного сыра, в результате которых он приобретает свойственные ему вкус, запах, цвет, консистенцию и рисунок. Все изменения составных частей сырной массы при созревании происходят под влиянием ферментов.

Изменение составных частей сыра

Лактоза. Лактоза в процессе созревания сыров подвергается воздействию молочнокислых бактерий и довольно быстро, через 5 - 10 дней, полностью сбраживается. Основной продукт сбраживания лактозы - молочная кислота.

Титруемая кислотность сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки, в дальнейшем она повышается очень медленно. В конце созревания кислотность может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков.

Кроме титруемой кислотности в течение технологического процесса изменяется и водородный показатель.

В процессе созревания количество молочной кислоты уменьшается, так как она превращается в другие продукты. Молочная кислота может подвергаться пропионовокислому, маслянокислому и другим видам брожения, вступать в реакции с солями, белками и т. д.

Белки. Биохимические изменения белков лежат в основе созревания сыров. Под действием сычужного фермента, плазмина и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений. Главным источником протеолитических ферментов, а следовательно, и основным фактором созревания сыра являются молочнокислые бактерии.

В процессе созревания сыра пара-казеин постепенно распадается на растворимые в воде белковые вещества (высокомолекулярные полипептиды), затем на средне- и низкомолекулярные полипептиды и пептиды.

Степень распада белков при созревании сыров характеризуют путем определения содержания в них азотистых соединений. Состав образующихся продуктов распада белков в мягких и твердых сырах различен. Он обусловливается видом используемой при созревании микрофлоры, режимами тепловой обработки сырного зерна, содержанием в сыре влаги, соли и т. д.

Степень зрелости сыров условно выражают в процентах (в виде отношения растворимого азота к общему азоту) или в градусах Шиловича (в градусах буферности). Чем глубже происходит распад белков, тем выше буферность и степень зрелости сыра.

При распаде белков в сырах накапливаются свободные аминокислоты. Качественный и количественный состав свободных аминокислот зависит от вида, влажности, возраста сыра, состава бактериальных заквасок и других факторов.

Молочный жир. Во всех сырах происходит гидролиз жира, катализируемый липолитическими ферментами. Однако степень распада жира в твердых и мягких сырах неодинакова. В мягких сырах гидролиз протекает более интенсивно, в твердых - значительно слабее (за исключением швейцарского и советского сыров, в которых жир существенно изменяется). сыр созревание ароматический вкусовой

В мягких и полутвердых сырах гидролиз жира зависит от развития поверхностной микрофлоры. Плесневые грибы, некоторые дрожжи и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир. Вследствие этого в сырах накапливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие кислоты имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелых мягких сырах содержание жирных кислот в корке и внутри сыра различно. Некоторые мягкие сыры (рокфор и др.) созревают при участии вносимой в них плесени, которая вырабатывает активные липазы, гидролизующие жир не только на поверхности, но и внутри сыра.

Во всех видах сыров обнаружены свободные жирные кислоты - масляная, валериановая, капроновая, каприловая, каприновая. В твердых сырах их содержание незначительно, в мягких сырах многие из них обусловливают характерные острый вкус и запах.

Изменение содержания влаги и минеральных веществ

Все сыры в процессе посолки и созревания теряют то или иное количество влаги. Большая часть влаги (5 - 7% массы сыра) извлекается из сыра при посолке. Потери влаги в процессе посолки зависят от концентрации рассола: чем она выше, тем больше влаги удаляется из сыра. После посолки во время выдержки сыра в камерах сырохранилища потери влаги (усушка сыра) продолжаются. Наибольшие потери влаги наблюдаются в первые дни созревания сыра (во время посолки и выдержки в бродильной камере), в дальнейшем усушка снижается и составляет 1 - 1,5%.

Усушка сыра во время созревания зависит от содержания влаги в сыре, его размеров, условий созревания (относительной влажности и температуры воздуха в камере созревания и т. д.), а также от сроков применения защитных покрытий.

Общее количество минеральных веществ в процессе созревания сыра изменяется в результате выделения солей с сывороткой при посолке и выщелачивании во время мойки сыра. Вследствие образования кислот (молочной, уксусной и др.) может изменяться состав солей. Например, при накоплении молочной кислоты от казеина отщепляются фосфат кальция и органический кальций в виде лактата кальция, в результате чего к концу созревания в сыре повышается количество растворимого кальция, а фосфат кальция откладывается между сырными зернами и внутри них.

Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра

Структура. Под структурой плотного продукта понимают размеры и пространственное расположение отдельных частиц или компонентов.

Рис.6. Микроструктура сыра:

1 - макрозерна; 2 - микрозерна; 3 - прослойки; 4 - микропустоты

Каждый вид сыра имеет свою, характерную для него микроструктуру, но в целом у всех сычужных сыров она состоит из одних и тех же структурных элементов. К ним относятся макрозерна, имеющие включения в виде микрозерен и отделенные друг от друга прослойками с макропустотами (рис. 6).

Макрозерна представляют собой сырные зерна, полученные после разрезки и об работки сгустка и соединенные между собой при формовании и прессовании сыра. Размер макрозерен определяется видом сыра - в мягких сырах он в 2 - 3 раза больше, чем в твердых. В корковом слое они сплющиваются и имеют более вытянутую форму, чем в центральной части. Сырные зерна, прилегающие к глазкам, также сильно деформированы.

Прослойки между макрозернами состоят из белково-сывороточного вещества и образуются в результате слияния оболочек сырных зерен, прилегающих друг к другу. Толщина прослоек в твердых сырах в среднем равна 11 мкм (в мягких - 30 - 35 мкм). В процессе созревания она несколько уменьшается, но прослойки обнаруживаются в сырах любого возраста.

В макрозернах содержатся различные включения - микрозерна. К ним относятся жировые микрозерна, кристаллические отложения солей кальция и колонии микроорганизмов.

Жировые микрозерна - это жировые капли диаметром около 11 мкм, представляющие собой молочный жир, деэмульгированный в процессе выработки и созревания сыра.

Кристаллические отложения солей кальция (кристаллические микрозерна) обнаружены во всех твердых сырах. Они представляют собой фосфат кальция, отщепленный от параказеина в процессе созревания. Отложения солей имеют округлую форму и размер около 19 мкм; в процессе хранения сыров их размер увеличивается. Основная масса солей Кальция располагается по прослойкам между макрозернами, меньшая - в макрозернах. В мягких сырах отложений солей кальция меньше и их гранулы мельче, чем в твердых сырах.

Консистенция. Консистенция формируется в процессе созревания сыра. После прессования связность и твердость сырной массы невысоки. В первой половине созревания сырная масса уплотняется. Затем во второй половине созревания плотность и твердость массы несколько понижаются вследствие ферментативного распада белков. В конце созревания процессы уплотнения и разрушения структуры проходят с одинаковой интенсивностью и сыр приобретает определенные структурно-механические свойства - плотность, твердость, пластичность и т. д.

Консистенции сыра определяется в первую очередь его структурой - размерами и распределением макро- и микрозерен, а также прослоек. Другими факторами, влияющими на консистенцию сыра, являются скорость и степень распада белков, состав не распавшегося пара-казеинового комплекса (содержание в нем кальция), количество и состояние в сырной массе влаги, жира и т. д.

Рисунок. В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично газы выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, образуя глазки.

Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Часть его вступает в соединение с кислотами, часть накапливается в свободном состоянии и улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в сырохранилищах.

Водород выделяется в процессе маслянокислого брожения молочной кислоты, а также в результате деятельности бактерий группы кишечных палочек. Он плохо растворяется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, поэтому не задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении образуется большое количество водорода, что может привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.

Углекислый газ по сравнению с другими газами выделяется в значительно больших количествах. Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматобразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает пересыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении С0₂ таких центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются мелкие и в большом количестве (голландский, костромской сыры). При медленном выделении С0₂, например, в советском и швейцарском сырах, глазки образуются крупные и в малом количестве.

Образование вкусовых и ароматических веществ сыра

Биохимические процессы, протекающие во время созревания сыра, приводят к значительным изменениям его основных составных частей. Многочисленные химические соединения, являющиеся продуктами распада белков, жира и молочного сахара, влияют на вкус и аромат сыра. Все эти соединения в разной степени участвуют в формировании вкусовых особенностей сыра.

Важная роль в создании вкуса сыра принадлежит летучим жирным кислотам и карбонильным соединениям (альдегидам, кетонам), образующимся при распаде молочного сахара, аминокислот и жира. Из многих сыров выделены разнообразные летучие жирные кислоты. Так, уксусная, пропионовая, масляная, муравьиная кислоты обнаружены в твердых сырах (швейцарском, советском, голландском) и считаются основными кислотами, влияющими на вкус и аромат этих сыров. В мягких сырах в большом количестве накапливаются среднемолекулярные жирные кислоты (капроновая, каприловая, каприновая и валериановая), обладающие специфическим острым вкусом. В большинстве сыров обнаружены различные альдегиды, из которых метиональ обладает сильным сырным запахом и считается важным компонентом вкуса и аромата российского сыра и чеддера. В создании вкуса и аромата рок- фора и других мягких сыров участвуют метилкетоны, образующиеся при окислении жирных кислот.

На вкус сыров существенно влияют продукты распада белковых веществ - пептиды и аминокислоты. В первой половине периода созревания сыров вследствие накопления большого количества пептидов ощущается горьковатый привкус, но затем по мере их гидролиза горечь исчезает и сыр приобретает специфический для него вкус. Все виды сыров содержат свободные аминокислоты, многие из которых имеют выраженный вкус. Сладкий вкус характерен для аланина, пролина, глицина, горький - для триптофана, лейцина, бульонный - для глутаминовой кислоты.

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 про-дуктов. М.: Пищевая промышленность, 1970. - 317 с. (Учебник для техникумов молочной промышленности).

Размещено на Allbest.ru