Производство молочных продуктов

Консистенция масла

Консистенция масла, характеризуемая твердостью, прочностью, пластичностью, термоустойчивостью, зависит от его структуры. При создании структуры масла основная роль принадлежит жировой фазе, несколько меньшее значение имеют водная и газовая фазы. Структура масла, полученного способом преобразования ВЖС близка к структуре масла, выработанного методом сбивания. Под микроскопом масло представляет собой следующую картину: в непрерывной фазе жидкого жира распределены кристаллический и аморфный твердый жир ,капли плазмы, пузырьки воздуха и жировые шарики с частично или полностью сохранившимися оболочками. Различия структур масла, полученного различными способами, заключается в следующем. Масло, выработанное способом преобразования ВЖС ,характеризуется более тонким распределением плазмы. В нем содержатся в основном капли диаметром от 1 до 5 мкм и лишь незначительное количество капель диаметром 9-10мкм. Крупные капли(диаметром 10-15мкм)встречаются только в масле, полученном способом сбивания. Степень диспергирования влаги в этом масле зависит от механической обработки.

1г хорошо обработанного масла содержит 10-20 млрд.капелек влаги, причем свыше 90% всей влаги - в виде капелек диаметром около 15мкм. Капли плазмы изолированы, и лишь небольшая часть их соединена сетью тонких капилляров. В плохо обработанном масле, особенно при повышенном содержании твердого жира, наблюдается неравномерное диспергирование влаги. В микроскоп видны крупные капли влаги, соединенные каналами или протоками. Наряду с непрерывной жировой фазой в нем сохраняется непрерывная водная фаза.

В масле ,выработанном способом преобразования ВЖС, степень дестабилизации жира ниже. В нем может содержаться 10-20%жира в виде жировых шариков, в то время как в масле, полученном СС - всего лишь 1,8-2,5%

Размеры кристаллов жира в масле этих видов различны. Масло выработанное методом СС, имеет зернистую структуру. Зерна структуры представляют собой крупные агрегаты кристаллов жира, сформировавшиеся в пределах жирового шарика. Масло, полученное преобразованием ВЖС, характеризуется гомогенной структурой, состоящих из мелких (до 20 мкм) кристалликов жира. Крупные кристаллы жира и зернистая структура наблюдаются в нем только при нарушении режимов охлаждения и хранения масла.

Структура масла

Консистенция масла во многом зависит от свойств пространственной структуры, образуемой кристаллами жира. Согласно теории о структурах в дисперсных системах при получении масла возможно формирование пространственных структур двух типов : кристаллизационной и коагуляционной.

-кристаллизационная структура создается при кристаллизации жира в условиях покоя. Она представляет собой сетку-каркас из сросшихся и переплетенных кристаллов, соединенных между собой прочными связями. Структура кристаллизационного типа обладает механической прочностью и одновременно хрупкостью. При механической воздействии она необратимо разрушается и переходит в коагуляционную структуру.

-коагуляционная структура создается силами сцепления между кристаллами, которые в местах контакта разделены прослойками дисперсионной среды ,обусловливающими их подвижность относительно друг друга при механическом воздействии. Данная структура обладает пониженной прочностью, но большой пластичностью. Следовательно, коагуляционная структура придает маслу пластичность, кристаллизационная - твердость, хрупкость. Масло хорошей консистенции должно иметь структуру смешанного коагуляционно - кристаллизационного характера, с преобладанием коагуляционной.

Применяя различные режимы охлаждения и механической обработки, можно управлять формированием пространственной структуры и консистенции масла. Учитывая сезонные изменения физико-химических свойств молочного жира, зимой, как правило увеличивают продолжительность и интенсивность механической обработки жира, летом уменьшают.

Виды порчи молочного жира

При хранении сливочного масла изменяется молочный жир, образуется ряд химических соединений, обладающих часто неприятным вкусом и запахом. Изменение химического состава жира обусловливает ухудшение органолептических показателей ,снижение пищевой и биологической ценности масла. Изменение вкуса и запаха жира иногда приводит к тому, что продукт становится непригодным к употреблению. Это явление называют пищевой порчей жиров. Порча жиров может протекать как под влиянием ферментов, так и под действием кислорода воздуха. Действие этих факторов ускоряет влага, повышенная температура, свет, соли металлов. Различают гидролитическую и окислительную порчу жира. Вид порчи зависит от состава жира и условий его хранения.

-ГИДРОЛИТИЧЕСКАЯ порча жира. Гидролиз - это процесс расщепления жира на глицерин и жирные кислоты. Гидролиз триглицеридов идет в 3 стадии: триглицерид -- диглицерид + жирная кислота-- моноглицерид + жирная кислота -- глицерин + жирная кислота. Эти стадии протекают последовательно, но с разными скоростями. Гидролиз жира вызывается главным образом ферментом липазой. Однако он может проходить и без ее участия - при высокой влажности и t хранения в результате воздействия на жир кислорода воздуха, света. Гидролиз жира характеризуется накоплением свободных жирных кислот. Появление в жире при гидролитическом распаде высокомолекулярных жирных кислот ,не имеющих вкуса и запаха , не изменяет органолептических показателей продукта. Освобождение таких летучих низкомолекулярных жирных кислот, как масляная, капроновая, каприловая, обладающих неприятным запахом и специфическим вкусом, резко ухудшает органолептические свойства масла.

-ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ порча жира протекает при низких t в присутствии кислорода воздуха и света. При этом происходит глубокий распад жира с образованием перекисей, альдегидов, кетонов и др. соединений, обладающих неприятным вкусом и запахом. Окисление связано с появлением в жире посторонних нежелательных привкусов, вследствие чего продукт приобретает различные пороки вкуса. Окислению в первую очередь подвергаются полиненасыщенные жирные кислоты. Жир окисляется через цепные реакции с образованием промежуточных продуктов перекисного типа. В начальной стадии окисления существенную роль играют свободные радикалы, появляющиеся в жире под влиянием энергии тепловой и световой. Окисляемая молекула, поглащая энергию, переходит в активное состояние, она непрочна и распадается на радикалы. Он реагирует с неактивной молекулой, дает гидроперекись и новый свободный радикал. Свободный радикал вновь реагирует с кислородом и т.д. - возникает цепная реакция. Окисление непредельной жирной кислоты происходит : вначале она под влиянием света образует свободный радикал, который соединяется с кислородом и образуется перекисный радикал. Он отрывает атом водорода от другой молекулы ненасыщенной жирной кислоты, образуя гидроперекись и новый свободный радикал, который дает начало новой цепной реакции. В процессе окисления кроме гидроперекисей могут образоваться циклические перекиси, распадающие на альдегиды. Первичные продукты окисления существенно не влияют на органические свойства жиров. После их накопления в жире начинают протекать реакции, в результате которых образуются вторичные продукты окисления, обладающие неприятным вкусом и запахом. При этом различают 2 вида порчи жиров : прогоркание и осаливание.

-прогоркание- в результате накапливания альдегидов, кетонов. При этом жир приобретает типичный пргорклый вкус и резкий, неприятный запах. Прогоркание происходит не только под действием кислорода воздуха но и под действием липаз, выделяемых плесенями. В этом случае из жирных кислот образуются горькие кетоны.

-осаливание - образование оксисоединений. Процесс обусловлен действием кислорода воздуха и усиливается при попадании на жиры солнечного света. Под действием света из перекисей ненасыщенных жирных кислот образуются оксикислоты, придающие продукту салистый привкус и специфический запах стеарина.

Факторы, влияющие на стойкость масла

Стойкость - способность сохранять длительное время высокое качество. Она определяется факторами, ограничивающими его порчу химического и биохимического происхождения. Скорость протекания химических процессов зависит от состава и свойств молочного жира, плазмы, структуры масла, наличия в нем микроорганизмов, металлов и кислорода воздуха.

Порча масла протекает на границе фаз жир-вода и жир-воздух. Стойкость масла зависит от степени диспергирования влаги и содержания в нем воздуха. Правильное распределение влаги - основной фактор повышения стойкости масла. Масло, полученное способом преобразования ВЖС характеризуется наиболее тонким распределением влаги и малым содержанием воздуха. Поэтому оно имеет повышенную стойкость по сравнению с маслом СС. ---Стойкость при хранении зависит от химического состава молочного жира(т.е. от содержания в нем полиненасыщенных жирных кислот).Их содержание зависит от времени года и географической зоны получения молочного жира. Чаще всего нестойко при длительном хранении масло, выработанное из весеннего молока.

----На стойкость масла влияет состав и кислотность плазмы. Состав плазмы зависит от способа производства(способом сбивания - 0,6-1% СОМО, ВЖС - 1,5- 2% СОМО),вида масла и др. факторов. Компоненты плазмы влияют на скорость окислительной порчи масла. Ускорителями окислительных процессов в плазме могут служить металлы, хлорид Nа, молочная кислота. Металлы снижают стойкость масла. Влияет на стойкость кислотность плазмы: сладкосливочного должна быть не более 19 0Т,кислосливочного не более 35 0Т,с содержанием соли летом 1-1,2% ,зимой 0,8 - 1 %.

----Стойкость зависит от бактериальной обсемененности и состава микрофлоры. Нежелательно наличие в масле кишечной палочки, плесеней, протеолитических бактерий. Для повышения стойкости масла используют специальные культуры дрожжей. Они подавляют развитие плесеней и препятствуют прогорканию масла.

Пороки масла

Вкуса и запаха (прогоркание, осаливание, металлический, олеистый, рыбный, мыльный привкусы и штафф масла) . Способствуют порокам : ферменты, свет, кислород воздуха, металлы, повышенная t хранения и др.

- ПРОГОРКАНИЕ- гидролиз триглицеридов под действием липаз, попадающих из сливок при остаточной пастеризации или выделяемых бактериями.Образуются альдегиды,кетоны,летучие жирные кислоты, имеющие прогорклый вкус.

- ОСАЛИВАНИЕ - окисление ненасыщенных жирных кислот с образованием льдегидов, оксикислот. Под действие кислорода воздуха и света, ускоряется при повышенной t, наличия меди, железа. Получаем специфический салистый привкус, изменение окраски до белой, повышение t плавления. Порок развивается с поверхности и постепенно проникает внутрь.

- МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ, олеистый, рыбный привкусы- окисление полиненасыщенных жирных кислот, входящих в состав фосфатидов и триглицеридов молочного жира. Образуется значительное количество альдегидов. Определение комбинаций альдегидов и концентрации различных альдегидов - придают соответствующий привкус. Пороки бывают одновременно или переходят один в другой.

- МЫЛЬНЫЙ вкус и запах - гидролиз жира и накапливание большого количества летучих жирных кислот- масляной, капроновой и др. -ШТАФФ - на поверхностных слоях масла ,они становятся более прозрачными и приобретают темно-желтый оттенок. Это обусловлено реакциями полимеризации глицеридов ненасыщенных жирных кислот. Часто вызывается действием поверхностной микрофлоры масла.

Консистенции- при нарушении технологических режимов производства - пастеризации, физического созревания, сбивания, обработки масла и процесса маслообразования. Крошливая, грубая, мягкая, засаленная, мучнистая, рыхлая, слоистая консистенция. Причины - химический состав жира, время года, стадии лактации, рационы кормления.

Раздел 8. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра. Пищевая ценность сыра

Сыр- молочный белковый продукт, обладающий высокой энергетической и пищевой ценностью. В нем содержится большое количество полноценных молочных белков и продуктов их распада. Белки в сырах хорошо сбалансированы с жиром ,их соотношение близко к 1.Сыры богаты молочным жиром, минеральными веществами(особенно кальцием и фосфором), витаминами, ароматическими веществами и органическими кислотами. Благодаря специфическому острому сырному вкусу и аромату сыры возбуждают аппетит, усиливают секрецию желудочного сока и легко перевариваются. Каждый взрослый человек должен ежедневно употреблять около 18г сыра. Энергетическая ценность 100г сыра равна 874-1674кДж.

Сыропригодность молока

Качество сыра зависит от сырья. Молоко, применяемое для выработки сыра должно удовлетворять ТУ РБ-98 и быть сыропригодным. Сыропригодность - это комплекс показателей химического состава, физико-химических, технологических, биологических и гигиенических свойств.

1.Молоко должно образовывать под действием сычужного фермента плотный сгусток, хорошо отделяющий сыворотку,

2.быть благоприятной средой для развития м/к бактерий,

3.иметь оптимальное содержание жира, белка, солей Са.

4.Оптимальным для сыроделия является молоко, относящееся по сыропригодности, определяемой с помощью ускоренной сычужной пробы к 1 и П типам (продолжительность свертывания 10 и 15 мин).Молоко Ш типа(продолжительность более 15 мин) считается сычужновялым. При его свертывании образуется дряблый сгусток, плохо выделяемый сыворотку. Сычужно-вялое молоко следует исправить путем внесения повышенных доз хлорида кальция ,бактериальной закваски, установления более высоких температур свертывания и П нагревания.

5.Плотность молока, принимаемого на выработку сыра должна быть не менее 1027кг/куб.м ,

6.кислотность 16-18 0Т,

7.соотношение между жиром и белком д.б. в пределах 1,24-1,08,

8.содержание Са - около 125мг%.

9. наиболее пригодно молоко с крупными частицами казеина.

Такое молоко дают коровы швицкой, костромской, красной горбатовской пород. При использовании молока коров красной степной и черно-пестрой пород удлиняется процесс сычужного свертывания и обработки сгустка, увеличивается расход сырья.

19.Молоко,применяемое для выработки сыра, д.б. биологически полноценным, т.е. являться благоприятной средой для развития м/к бактерий. Биологическая полноценность молока определяется содержанием незаменимых факторов роста - витаминов, микроэлементов, полипептидов, свободных аминокислот, количество которых снижается весной. Наряду с этим в молоке должны отсутствовать вещества, задерживающие развитие м/к бактерий - антибиотики, применяемые для лечения животных, антибактериальные факторы, свободные жирные кислоты и др.

Свежевыдоенное молоко является неблагоприятной средой для развития м/к бактерий и плохо свертывается сычужным ферментом. Биологические и технологические свойства молока улучшают, подвергая его созреванию - выдержке при низкой t (8-12 0С) в теч.10-14час. В зрелом молоке накапливаются полипептиды, которые способствуют активизации м/к микрофлоры и повышению в результате этого кислотности на 1-2 0Т.Образующаяся молочная кислота переводит кальциевые соли молока из коллоидного в ионно-молекулярное состояние, т.е. увеличивается количество ионов Са, способствующих укрупнению казеиновых частиц. Агрегация их и формирование пространственной белковой сетки происходит за счет различных связей(гидрофобных, водородных и др.)причем большую роль в упрочнении всей системы выполняют ионы Са, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании Са молоко свертывается медленно и получается дряблый, трудноподдающийся дальнейшей обработке сгусток(или вовсе не образуется).Добавление к молоку солей Са ускоряет сычужное свертывание, способствует образованию достаточно плотного сгустка и повышает интенсивность синерезиса. Кислотность молока влияет на скорость свертывания и на структурно-механические свойства сычужного сгустка.Чем больше 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 считается титруемая кислотность молока 20-22 0Т.В образовании сычужного сгустка кроме казеина 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 белка молока, прочность же сычужного сгустка всегда повышается с увеличением содержания жира в молоке. Наиболее целесообразно направлять на созревание часть предварительно пастеризованного и охлажденного молока при внесении в него 0,1-0,3% бактериальной закваски. Добавление зрелого молока (25-30%) способствует обогащению всего молока микрофлорой нормальному сычужному свертыванию и обработке сгустка.

Закваска, сычужный фермент

- ЗАКВАСКА. М/к 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 м/к бактерии регулируют уровень активной кислотности, создают благоприятные условия для действия сычужного фермента и обработки сгустка. При подборе м/к бактерий следует учитывать энергию кислотообразования, протеолитическую активность отдельных штаммов, а также свойства образуемых ими сгустков, накопление ароматических веществ и свободных аминокислот.

-СЫЧУЖНЫЙ ФЕРМЕНТ. Для свертывания молока в сыроделии применяют главным образом сычужный фермент( химозин, ренин).Активность сычужного фермента зависит от кислотности, температуры молока и содержания в нем ионов Са. Фермент проявляет свою активность при рН 5,2-6,3,оптимальное значение рН для сычужного фермента 6,2.Оптимальная температура его действия 39-42 0С.В практических условиях при температуре свертывания 29-35 0С получается достаточно плотный сгусток. Нагревание молока до t> 50 0С увеличивает длительность сычужного свертывания. При 25 0С фермент действует медлено, а при t < 10 0С молоко практически не свертывается. Однако последующее повышение температуры вызывает образование сгустка. Выдержку молока с сычужным ферментом при низких t ,т.е. холодную ферментацию молока, используют при непрерывном методе производства сыра. Наряду с сычужным ферментом для свертывания молока применяют пепсин, получаемый из желудков свиней и взрослых жвачных животных. Свиной пепсин по сравнению с сычужным ферментом обладает меньшей свертывающей способностью. Он действует при более низких значениях рН, при рН> 6,5 его активность резко падает. Кроме свертывающего действия пепсин обладает заметной протеолитической активностью ,поэтому сыры изготовленные с его применением ,имеют горький вкус. Говяжий пепсин по молокосвертывающей способности и протеолитической активности ближе подходит к сычужному ферменту, чем свиной. В настоящее время введен ферментный препарат ВНИИМСа, представляющий собой смесь сычужного фермента с говяжим пепсином (1:1).

Сычужное свертывание молока происходит в 2 стадии: ферментативную и коагуляционную.

1стадия. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит ферментативный разрыв пептидной связи фенилаланинметионин в полипептидной цепи КАПА-казеина. В результате этого капа-казеин распадается на нерастворимый(чувствительный к ионам кальция) пара-казеин и растворимый гликомакропептид . ликомакропептиды пара-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от х-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 2 стадия - коагуляции. 2 стадия. Под действием сил молекулярного притяжения и с помощью Са мостиков 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. Картину сычужного свертывания молока можно изучить с помощью реологического метода. Метод основан на измерении эффективной вязкости в течение всего периода сычужного свертывания молока в потоке.

По данным ВНИИМСа процесс сычужного свертывания можно условно поделить на 4 стадии: 1- индукционный период,включающий ферментативную стадию и стадию скрытой коагуляции; 2- стадия массовой коагуляции; 3- стадия структурообразования и упрочнения сгустка;4- стадия синерезиса. В индукционный период вязкость молока почти не изменяется. На 2 стадии проходит массовая агрегация частиц и вязкость резко повышается. В гельточке все частицы связываются в пространственную структуру, вязкость прекращает нарастать и кривая делает резкий перегиб. Вязкость сгустка не изменяется, сгусток продолжает упрочняться, а затем на 4 стадии начинается его разрушение и вязкость уменьшается. На процесс сычужного свертывания влияют состав молока, режим пастеризации, активность бактериальной закваски и сычужного фермента.

Влияние пастеризации

Молоко пастеризуют при температуре 71-71 0 С с выд.20-25 сек.

Сыры с низкой температурой П нагревания в случае высокой бактериальной обсемененности пастеризуют при 74-76 0С с выд.20-25сек, Споровые и термостойкие формы бактерий при данной температуре пастеризации не уничтожаются. Однако более высокие температуры пастеризации ухудшают физические и технологические свойства молока: часть растворимых солей кальция переходит в нерастворимое состояние увеличивается дисперсность казеина, ухудшается свертывающая способность молока. Образуется дряблый и малосвязный сгусток. При обработке такого сгустка происходит дробление сырного зерна и образование сырной пыли, в результате снижается выход сыра.

Для сокращения продолжительности свертывания в молоко после пастеризации вносят хлорид кальция.

Обработка сгустка

Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее - удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Регулируя 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.

На скорость и степень выделения сыворотки влияют:

состав молока, режимы пастеризации, кислотность молока и сырной массы.

-СОСТАВ МОЛОКА- количество в молоке жира и растворимых солей кальция влияют на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него, представляют основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Значит, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток отделяет влагу.

Растворимые соли кальция способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению сыворотки. При недостатке их в молоке образуется дряблый сгусток из которого плохо выделяется сыворотка.

-ПАСТЕРИЗАЦИЯ- изменяет физико-химические свойства белков и солей, т.е. денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность казеина. Поэтому сгусток из пастеризованного молока обезвоживается медленнее, чем из сырого молока.

-КИСЛОТНОСТЬ МОЛОКА И СЫРНОЙ МАССЫ- решающий фактор, влияющий на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в молоке, продолжается во время свертывания и обработки сырной массы .При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыворотке. Молочная кислота в сырном зерне снижает электрический заряд белков, уменьшает их гидрофильные свойства. Белки легко отдают влагу и сгусток обезвоживается. Поэтому сгусток, полученный из зрелого молока легче отдает сыворотку, чем из свежего. Однако, если кислотность молока высокая - быстро выделяется сыворотка ,происходит обезвоживание сырной массы. Удаление сыворотки из сгустка регулируется специальными приемами. Это - изменение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механическими воздействиями - разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна и т.д.

Формование, прессование, посолка

Сырную массу при формовании соединяют в монолит, придают форму и осуществляют дальнейшее выделение сыворотки.

При самопрессовании и прессовании сырная масса уплотняется, удаляется свободная сыворотка, захваченная во время формования, образуется микроструктура и замкнутая корка сыра. Форма и размеры сыра, степень уплотнения сырной массы влияют на процессы образования рисунка, посолки, созревания и усушки сыра.

Во время формования и прессования происходят процессы :брожение молочного сахара с постепенным нарастанием кислотности до 16-220 0Т и дальнейшее обезвоживание сырной массы с одновременным ее уплотнением. От правильности проведения этих процессов зависит формирование замкнутого поверхностного слоя, консистенции и рисунка готового сыра. Очень важным фактором, влияющим на качество сыра в период формования и прессования, является t сырной массы. Выбор t помещения зависит от качества исходного молока и вида вырабатываемого сыра. Большей частью ее поддерживают на уровне 18-20 0С при формовании и 16-20 0С при прессовании сыра. Более низкая t замедляет процесс м/к брожения и в следствии медленного нарастания кислотности ухудшается выделение сыворотки, кроме того, неправильно проходит уплотнение сырной массы и сыры приобретают неправильный рисунок в виде щелевидных пустот. После прессования сыры должны иметь оптимальное содержание влаги и рН, т.к. от них зависит интенсивность ферментативных процессов при созревании сыра.

Одним из важнейших технологических факторов, влияющих на качество сыра является степень его посолки. Степень посолки сыра - важный фактор, регулирующий микробиологические и биохимические процессы при его созревании. Поваренная соль влияет на формирование вкуса , запаха, консистенции, корки и выход сыра. Количество соли в сыре зависит от удельной поверхности сыра, плотности наружного слоя, содержания влаги в сыре, а также от способа и продолжительности посолки. При посолке рассолом диффузия соли идет медленно и сыр просаливается послойно от поверхности к центру. Выравнивание концентрации соли во всех слоях происходит лишь через 1,5-3 месяца в зависимости от вида сыра. На содержание соли в сыре сильное влияние оказывают концентрация и t рассола. С повышением концентрации рассола увеличивается скорость проникновения и содержание соли в водной фазе сыра, а также интенсивность его обезвоживания. Оптимальной концентрацией рассола принято считать 18-22% для твердых сыров и 16-18% для мягких и рассольных. Повышение t рассола также ускоряет проникновение соли, усиливает усушку сыра и процесс м/к брожения. Повышением t рассола можно замедлить скорость посолки сыра и м/к процесс. Обычно t рассола поддерживают в пределах 8-12 0С.Посолка сырной массы в зерне способствует равномерному распределению соли по всей массе сыра сразу же после прессования. Концентрация соли в водной фазе сыра зависит от способа посолки - она выше при полной посолке по сравнению с частичной(соответственно 3,5-4,2 и 1-2%).В случае высокой концентрации соли (выше 3,7%) может полностью подавляться развитие м/к бактерий и снижаться кислотность сыра, т.е. повышаться величина рН. В такой среде могут развиваться опасные для человека стафилококки. Поэтому для предотвращения их развития рекомендуется использовать в составе заквасок солеустойчивые штаммы м/к бактерий.

Созревание сыра

Сыр после прессования и посолки представляет собой грубую резинистую массу без вкуса и выраженного рисунка. Свойственные данному сыру химический состав и органолептические показатели она приобретает только в результате глубоких биохимических и физических изменений ее компонентов в процессе созревания. Во время созревания происходят изменения составных частей сыра:

- молочный сахар сбраживается полностью бактериями с образованием молочной кислоты и др.побочных продуктов,

- -белки распадаются на разнообразные азотистые соединения,

- -жир гидролизуется с высвобождением жирных кислот.

В результате в сыре образуются многочисленные органические соединения ,обладающие определенными вкусовыми особенностями. -Изменяются физико-химические свойства сырной массы: вязкость, кислотность,плотность, окислительно-востановительный потенциал

-Накапливаются газы

-Формируется вкус, запах, рисунок, консистенция.

Все изменения сырной массы происходят под действием ферментов, выделяемых м/к, пропионовокислыми бактериями, плесневыми грибами и в результате действия сычужного фермента.

Основная роль принадлежит ферментам микроорганизмов, поэтому развитие и ход биохимических процессов зависит от :

-объема и состава микрофлоры,

-температуры 2 нагревания,

-содержания в сыре влаги,

-содержания в сыре соли,

-кислотности сыра,

-температуры в камере созревания.

Сыры разных групп созревают с разной скоростью: одни медленнее, другие быстрее. В сырах определяют СТЕПЕНЬ ЗРЕЛОСТИ- это глубина распада белков, ее выражают в %( как отношение содержания растворимых в воде азотистых веществ ко всему количеству азотистых соединений сыра) или в градусах Шиловича (градусах буферности, чем глубже распад белков, тем выше буферность сырной массы, т.е. степень зрелости сыра.)

- крупные твердые сыры- температура 2 нагревания высокая 52-58 0С

способствует снижению объема микрофлоры и влажности сыра, медленному созреванию 4-6 месяцев, но более глубокому изменению составных частей сыра, особенно белков.

- мелкие твердые сыры- температура П нагревания низкая 36-42 0 С,

способствует увеличению объема микрофлоры и содержанию влаги, повышается скорость ферментативных процессов, созревают быстрее(1,5-2,5мес), но степень зрелости у них ниже, чем в крупных сырах.

- мягкие сыры- в созревании принимают участие не только ферменты закваски но и поверхностной микрофлоры, в них повышенное содержание влаги (48-52%),поэтому они быстро созревают.

- рассольные сыры- поваренная соль угнетает развитие микрофлоры, поэтому биохимические процессы при созревании почти не протекают и степень зрелости низкая.

Созревание сыров - длительный процесс, ученые находят пути ускорения:

1.увеличить дозу бактериальной закваски, подобрать для нее активные штаммы м/к бактерий, увеличить ее активность путем приготовления гидролизованной закваски, применять бак.концентраты.

2.можно вносить стимуляторы ,ускоряющие процесс созревания: неспоровые дрожжи, микроэлементы и т.д.

Молочный сахар

Лактоза в процессе созревания сыров подвергается воздействию м/к бактерий и через 5-10 дней полностью сбраживается. Основным продуктом сбраживания лактозы является молочная кислота. Накопление ее зависит от многочисленных факторов, основные из них - состав бактериальных заквасок, доза и активность.

-гомоферментативные м/к бактерии- почти полностью превращают молочный сахар в молочную кислоту,

-гетероферментативные- являются слабыми кислотообразователями и кроме молочной кислоты накапливают побочные продукты- спирт, органические кислоты, углекислоту, диацетил и ацетоин. Молочнокислый процесс контролируют изменяя соотношение энергичных и малоэнергичных кислотообразователей в бактериальных заквасках. Выход молочной кислоты определяет величину титруемой и активной кислотности, которая влияет на созревание и консистенцию сыра.

-титруемая кислотность сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки, а затем повышается очень медленно. В конце созревания кислотность может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков.

-активная кислотность- изменяется в зависимости от вида сыра. Например, костромской сыр, Максимальная величина рН наступает на 3 день созревания. На 5 день, когда молочный сахар сбраживается полностью, образование молочной кислоты прекращается, кислотность стабилизируется с медленным повышением рН к концу созревания.

В процессе созревания количество молочной кислоты уменьшается, т.к. она разлагается на более простые продукты. Она подвергается пропионовокислому, маслянокислому брожениям, вступает в реакции с солями, белками. Показатель рН имеет важное значение для дальнейшего направления биохимических процессов в сыре. От него зависит консистенция сыра.

Молочная кислота вступает в реакцию с параказеинаткальцийфосфатным комплексом. При рН> 5,3 от комплекса отщепляется коллоидный фосфат кальция, при рН <5,3- кальций, связанный с белком. Связность сырной массы и консистенция сыра зависит от содержания кальция в параказеине- чем больше кальция отщепляется от комплекса- тем более крошливое сырное тесто и колющаяся консистенция сыра. При недостаточной кислотности - избыточная связность сырной массы и резинистая, ремнистая консистенция сыра.

Для получения сыра хорошего качества нежелательно недостаток молочной кислоты и ее излишек.

При выработке сыров необходимо регулировать молочнокислый процесс, поддерживая на отдельных этапах процесса кислотность , рекомендуемую инструкциями.

Активную кислотность можно регулировать внесением различных количеств бактериальной закваски, температурой П нагревания, разбавлением сыворотки водой, степенью посолки, охлаждением сыра рассолом и др. приемами.

Огромное значение на активную кислотность оказывает содержание влаги в сыре после прессования. С повышением влажности сыра активная кислотность сыра увеличивается.

Изменение белков

Биохимическое изменение белковых веществ лежит в основе созревания сыров. Под влиянием сычужного фермента и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы распадаются с образованием растворимых в воде азотистых соединений. К ним относятся белковоподобные вещества, пептиды различной молекулярной массы, аминокислоты, аммиак и др.

Cычужный фермент вызывает первичный распад параказеина на белковоподобные вещества, дальнейшее их изменение осуществляют ферменты молочнокислых бактерий. При совместном действии на белки сыра сычужного фермента и бактериальных ферментов эффективность каждого из них усиливается. Параказеин постепенно распадается на белковые вещества, растворимые в воде и высокомолекулярные полипептиды, затем на средне- и низкомолекулярные полипептиды, три- и дипептиды и в конце на аминокислоты. Одновременно идет отщепление аминокислот , три- и дипептидов от белковых веществ и полипептидов. Ферментативный распад параказеина сопровождается образованием растворимых в воде азотистых соединений, количество которых непрерывно увеличивается. К ним относятся растворимые в воде белковые вещества и небелковые соединения - смесь полипептидов с различной молекулярной массой, аминокислоты, аммиак. и др. Степень распада белка при созревании сыров характеризуют, определяя в них содержание азотистых соединений. Состав образующихся продуктов распада белка в различных сырах различен. Он зависит от вида используемой при созревании микрофлоры, режимов тепловой обработки сырного зерна, от содержания в сыре влаги, соли.

В мягких и полутвердых сырах среди продуктов распада белка преобладают полипептиды, а в твердых - аминокислоты и аммиак. По мере созревания созревания сыров концентрация одних кислот возрастает, а других достигает максимума, а затем снижается. Снижение количества аминокислот говорит о их распаде. Аминокислоты под действием окислительно-восстановительных и др.ферментов подвергаются изменениям. В результате образуется целый ряд химических соединений, играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыра.

Изменение молочного жира

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.

Источником липаз могут быть молоко, микрофлора молока и сыра. Во время пастеризации липазы молока и микрофлора молока разрушаются. В сырах, выработанных из непастеризованного молока, они могут быть причиной прогорклого вкуса. Липолитические ферменты выделяют микрококки, м/к палочки и др. В мягких и п/т сырах гидролиз жира зависит от развития поверхностной микрофлоры. Плесени, некоторые дрожжи и бактерии сырной слизи активно гидролизуют жир. Вследствии этого в сырах накапливается значительное количество жирных кислот, среди которых летучие кислоты имеют важное значение для образования вкуса и аромата продукта. В зрелом мягком сыре содержится жирных кислот в корке и внутри сыра различно. Некоторые мягкие сыры (рокфор) созревают при 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, капроновая, каприловая, каприновая, валериановая. В твердых сырах их количество незначительно, в мягких -многие из них обусловливают характерный острый вкус и запах. В мягких сырах, особенно созревающих с участием плесени, имеет место ферментативное окисление жирных кислот, в результате которого образуются кетоны, альдегиды, оксикислоты и др. соединения. Большую роль в создании вкуса этих сыров играют метилкетоны, образующиеся при окислении жирных кислот.

Изменение влаги

Все сыры в процессе посолки и созревания теряют то или иное количество влаги. Эти потери влаги закономерны. Большая часть влаги(5-7%) массы сыра извлекается из сыра при посолке. Потери влаги в процессе посолки зависят от концентрации рассола: чем она > тем больше влаги удаляется из сыра. После посолки сыра во время выдержки сыра в камерах сырохранилища потери влаги (усушка)сыра продолжается. Наибольшие потери влаги наблюдаются в первые дни созревания сыра, в дальнейшем усушка снижается и составляет 1-1,5%.Усушка сыра во время созревания зависит от содержания влаги в сыре, его размеров, условий созревания, сроков парафинирования, обработки поверхности. Наибольшие потери влаги наблюдаются у мелких сыров. Повышенное по сравнению с твердыми сырами содержание влаги и меньшие размеры этих сыров с относительно большой поверхностью способствуют усиленной их сушке.

Изменение минеральных веществ

Общее количество их в процессе созревания сыра изменяется. В результате выделения солей сывороткой при посолке выщелачивания сыра в процессе мойки. Вследствие образования кислот (молочной, уксусной) может изменяться состав солей. Например, при накоплении молочной кислоты от казеина отщепляются фосфат калия и органический калий в виде лактата калия, в результате чего к концу созревания в сыре повышается количество растворимого калия, а фосфат калия откладывается между сырными зернами и внутри их.

Формирование вкуса и запаха

Биохимические процессы, протекающие во время созревания сыра, приводят к значительным изменениям основных составных частей его. 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: одни играют более важную роль, другие - менее важную. Кроме того, вкусовые достоинства сыра во многом определяются белками, их физическим состоянием, а также жиром и его количественным содержанием. Вкус и аромат определяются всем комплексом веществ сырной массы и их состоянием. 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 изолейцина, лизина, гистидина, лейцина, бульонный- для глутаминовой кислоты. Важная роль в создании вкуса сыров 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. Уксусная, пропионовая, масляная, муравьиная кислоты обнаружены в твердых сырах / швейцарском, голландском, советском/ и считаются основными кислотами, влияющими на вкус и аромат этих сыров. В мягких сырах в большом количестве накапливают каприловая, каприновая и валериановая /, обладающие специфическим острым вкусом. В большинстве сыров обнаружены различные альдегиды, из которых метионал обладает сильным сырным запахом и считается важным компонентом вкуса и аромата российского сыра и чеддера. В создании вкуса и аромата рокфора и других мягких сыров участвуют метилкетоны,образующиеся при окислении жирных кислот. В состав ароматической композиции сыров входят амины- продукты декарбоксилирования аминокислот . сернистые органические соединения /сероводород и другие/,при распаде серусодержащих аминокислот, молочная кислота, лактоны, эфиры, поваренная соль и другие химические соединения.

Образование рисунка

В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций происходит выделение газов: углекислого газа, водорода, аммиака, 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 кишечной палочки. 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/содержащий СО2 составляет 60-90% количества всех газов/.Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты /лактатов/ ароматообразующими, пропионовокослыми, 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 и в пустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении СО2 таких центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются мелкие и в большом количестве ( голландский, костромской сыр).При медленном выделении СО2 глазки образуются крупные и в малом количестве ( советский, швейцарский сыр).В мелких твердых и полутвердых сырах рисунок образуется при развитии ароматообразующих бактерий (Str рачасitчо- Yочиs, Str diacetilactis). Как показывает опыт, сыр, вырабатываемый на одной культуре Str lactis, не имеет рисунка. Ароматообразующие бактерии сбраживают мол. сахар с накоплением наряду с разнообразными продуктами углекислого газа и водорода. В сырах с высокой t 2-го нагревания образование глазков обусловливают пропионовокислые бактерии, сбраживающие мол. сахар, мол. кислоту и ее соли. Газообразование, вызванное бактериями группы кишечных палочек, характеризуется получением сетчатого или рваного рисунка. Бактерии данной группы сбраживают мол. сахар с образованием большого количества газов. Маслянокислое брожение приводит к образованию крупных глазков неправильной формы или же пустот щелевидной формы. Маслянокислые бактерии сбраживают лактозу, молочную кислоту и лактаты с выделением углекислого газа, водорода и масляной кислоты.

Формирование микроструктуры

Начинается во время разрезки и обработки сгустка, формирования, прессования и посолки, а завершается - в процессе созревания сыра. От структуры сыра зависят его структурно - механические показатели ( твердость, прочность, плотность, вязкость, пластичность и др.), которые определяют консистенцию, внешний вид и в некоторой степени вкус сыра. Каждый вид сыра имеет свою характерную для него микроструктуру, но в целом микроструктура всех сычужных сыров состоит из одних и тех же структурных элементов.

К ним относятся :

--макрозерна, имеющие включения в виде микрозерен и отделенные друг от друга прослойками. Макрозерна представляют собой сырные зерна, полученные после разрезки и обработки сгустка и соединенные между собой при формировании и прессовании сыра. Размер макрозерен зависит от вида сыра - в мягких в 2-3 раза > чем в твердых. В результате прессования сырные зерна деформируются ,поэтому в корковом слое они сплющиваются и имеют более вытянутую форму, чем в центре. Сырные зерна, прилегающиек глазкам тоже сильно деформированы.

-Прослойки между макрозернами состоят из белково-сывороточного вещества и образуются в результате слияния оболочек сырных зерен, прилегающих друг к другу. Толщина прослоек у твердых сыров в среднем равна 11мкм. 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 Са и колонии микроорганизмов. Жировые микрозерна -это жировые капли d= 11мкм,представляющие собой молочный жир,деэмульгированный в процессе выработки и созревания сыра. Кристаллические отложения солей Са (кристаллические микрозерна) обнаружены во всех твердых сырах. Они представляют собой фосфат Са, отщепленный от параказеина в процессе созревания. Отложения солей имеют округлую форму и размер около 19 мкм; в процессе хранения размер их увеличивается. Основная масса солей Са располагается по прослойкам между макрозернами, меньшая - в макрозернах. Колонии микроорганизмов имеют также округлую форму d=20мкм, в процессе созревания и хранения они укрупняются. Часто встречаются микропустоты угловатой и овальной формы. Они располагаются обычно на стыке нескольких макрозерен. Их появление обусловлено образованием газов в процессе созревания сыра. Накопление газов в микропустотах приводит к формироанию глазков. Средний диаметр микропустот в твердых сырах равен 160мкм (53 - 745 мкм).

В некоторых твердых сырах(швейцарский, советский, голландский) в процессе созревания появляются белые или желтоватые частички округлой формы - так называемый сырный камень. В его состав входят лактат кальция и кристаллические аминокислоты. Получение сыра с типичными для данного вида вкусом, запахом, консистенцией, рисунком зависит от характера протекающих в нем микробиологических и биохимических процессов. Основные факторы, влияющие на эти процессы это :состав микроорганизмов бактериальной закваски, t П нагревания, содержание влаги в сыре после прессования, уровень активной кислотности на всех стадиях производства, содержание соли в сыре и условия созревания.

Сыры с высокой t п нагревания

К этой группе относятся сыры: швейцарский, алтайский, кубанский, советский, московский. Направление и скорость биохимических процессов при созревании данной группы сыров обусловливаются в первую очередь составом микрофлоры сырной массы и t П нагревания. Применяемые при выработке сыров бактериальные закваски состоят:

-из мезофильных м/к стрептококков,

-термофильных м/к стрептококков и палочек,

-пропионовокислых бактерий.

Высокая температура П нагревания (50-58 0С) подавляет

развитие стрептококков и способствует росту термофильных палочек, т.е. в созревании сыров преимущественно участвуют ферменты, выделяемые м/к палочками. От t П нагревания зависит не только качественный состав микрофлоры, но и ее объем. При значительном обезвоживании сырного зерна снижается общий объем микрофлоры, что обусловливает сравнительно невысокий уровень активной кислотности и медленное созревание сыров. Условия созревания сыров в бродильной камере- повышенная t (20-25 0С) в течении 20-40 дней- способствуют развитию термофильной м/к микрофлоры и пропионовокислых бактерий. Протеолитические ферменты, выделяемые м/к палочками, вызывают глубокий распад белков, поэтому в сырах с высокой t П нагревания аминокислот накапливается больше, чем полипептидов. От количественного содержания некоторых аминокислот во многом зависит вкус сыров.

В сырах происходят дальнейшие изменения части накопившихся аминокислот, в результате которых образуются различные соединения, положительно влияющие на вкус сыра. Принято считать, что в твердых сырах жир подвергается незначительному липолитическому расщеплению. В швейцарском и советском сырах гидролиз жира с образованием жирных кислот могут катализировать липолитические ферменты, выделяемые м/к палочками. Летучие жирные кислоты могут накапливаться также при брожении молочного сахара и лактатов. Данные сыры содержат значительное количество летучих жирных кислот. Среди летучих жирных кислот преобладают пропионовая и уксусная кислоты, затем масляная и муравьиная. Они существенно влияют на вкус и аромат сыра. рисунок в сырах с высокой t П нагревания образуется при развитии пропионовокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар и лактаты до пропионовой, уксусной кислот и углекислоты. Глазки в сыре образуются через 2-3 недели созревания. Они имеют правильную круглую форму и большие размеры ( диаметр = 1 - 1,5 см).

Сыры с низкой t п нагревания

К ним относятся :голландский, костромской, ярославский, российский и др. Сыры созревают в основном под действием ферментов мезофильных м/к стрептококков. Ферменты м/к палочек участвуют только в конце созревания. Низкая t П нагревания (38-42 0С) обусловливает относительно высокое содержание влаги в сыре после прессования, в результате чего повышаются объем микрофлоры, интенсивность м/к брожения и скорость ферментативных процессов при созревании. При выработке российского сыра молочный сахар сбраживается полностью в течении первых 2-3 суток. Высокий уровень активной кислотности и частичная посолка в зерне влияют на дальнейший ход созревания сыра, его консистенцию, вкус, рисунок. В процессе созревания сыров с низкой t П нагревания распаду подвергаются главным образом молочный сахар и белки, жир расщепляется незначительно. Распад белков, осуществляемый малоактивными протеолитическими ферментами м/к стрептококков, в твердых прессуемых сырах происходит неглубоко. Сыры содержат больше полипептидов, чем свободных аминокислот. Вкус и аромат сыров этой группы обусловливают продукты распада лактозы, белков и молочного жира. Важная роль в образовании вкуса и аромата голландского сыра принадлежит летучим жирным кислотам. В нем обнаружены уксусная, пропионовая, масляная и муравьиная кислоты.