Очерки о пищевой биотехнологии

Н.Г. Иванова

Створаживание

После внесения закваски для формирования сгустка и сыворотки обычно добавляют коагулирующий фермент химозин, более известный как сычужный фермент, или реннин, который содержится в сычужине – экстракте сычуга (четвертого отдела желудка) теленка. С его помощью за 15–30 мин при температуре 32 °С жидкое молоко превращается в гель (сгусток). Реакция протекает в две стадии. На первой стадии химозин расщепляет казеин молока (другие растворимые белки, лактальбумин и лактоглобулин, химозином не расщепляются). В присутствии ионов кальция «обломки» казеина коагулируют, и образуется гель с волокнистой структурой. Волокна геля «сшиваются» между собой, формируя сеть, и, если ничто ее не нарушает, масса геля превращается в гладкий и плотный сгусток, или колье. Белок в сгустке, образовавшемся под действием сычужного фермента, носит название параказеина; в его состав входит кальций, так что правильнее говорить «дикальцийпараказеин». Если экстракт сычуга не применяется, то получают творожистую массу параказеината кальция (такое створаживание длится почти 16 ч). Время, проходящее от момента добавления закваски до внесения сычуга, называется временем созревания молока (до 60 мин в зависимости от сорта сыра). За этот период бактерии успевают выработать достаточно кислоты, чтобы активировать реннин.

Почти пятьдесят лет назад из-за нехватки сычугов были предприняты поиски его заменителей. Функции реннина могут выполнять большинство протеиназ, однако реннин помимо створаживания молока участвует и в протеолизе, происходящем в сыре при созревании. Любой заменитель сычуга должен, кроме створаживания молока, обеспечивать и эту реакцию. Большинство известных заменителей реннина обладают большей, чем у сычуга, протеолитической активностью при равной способности к створаживанию. Такая избыточная активность может уменьшать выход сыра и содержание в нем жиров. Кроме того, некоторые продукты протеолиза искажают вкус готового сыра. Так, горечь сыра определяется некоторыми пептидами, образующимися в сырах при длительной выдержке. Быстро созревающие и плесневые сыры менее подвержены порче: возможно, в ходе созревания протеолиз заходит не слишком далеко. Поиск возможных заменителей сычуга вели среди протеиназ растений, животных, бактерий и грибов. Как выяснилось, большинство препаратов-коагулянтов из растений обладает слишком большой протеолитической активностью. Наилучшие заменители были получены из микробов.

В настоящее время используются ферменты, экстрагируемые из грибков Mucor miehei, M. pusillus и Endothia parasiticus.

Термообработка и прессование

После коагуляции сгустки измельчают, что способствует полному отделению сыворотки. Затем эту смесь прогревают в течение 1–1, 5 ч: для чеддера оптимальная температура – 37 °С; для эмментальского и грюйера – 54 °С. Затем сыворотку сливают, и в чане остается теплая или горячая масса, которая уже имеет структуру, характерную для данного сорта сыра, правда, еще незрелую.

Сыровар может изменять структуру сырной массы, многократно переворачивая ее в чане или же, наоборот, подвергая давлению в сырных обручах либо других формах. За это время благодаря жизнедеятельности заквасочной культуры происходит накопление молочной кислоты и химический состав сырной массы меняется.

Затем наступает черед посолки. В ряде случаев применяется сухая соль, которую добавляют прямо в сырную массу еще до ее формовки. Если же сгусток прессуют в бруски или круги, то предпочитают рассол. В этом случае незрелый сыр погружают в концентрированный раствор поваренной соли на определенное время – от 2 до 72 ч в зависимости от размеров головок сыра.

Если для созревания данного сорта сыра требуются специальные микроорганизмы, то их можно вводить в рассол. Они могут также быть добавлены в молоко на подготовительных стадиях или рассеяны по поверхности незрелого сыра.

Такая особая обработка нужна при производстве отдельных сортов сыра. Это может быть: 1) заражение спорами голубых плесневых грибов при производстве рокфора и голубых сыров; 2) нанесение на поверхность спор белых плесневых грибов при производстве камамбера и бри; 3) нанесение бактерий, нужных для созревания некоторых сыров (Port Salut, St. Paulin). Примером таких бактерий поверхностного созревания явля-ется Brevibacterium linens.

Созревание

На стадии прессования влажный теплый сгусток помещают в деревянную, пластиковую либо металлическую форму или заворачивают в ткань и подвергают давлению, иногда довольно большому. Прессование придает сыру плотную консистенцию и характерную форму, а также удаляет лишнюю сыворотку и завершает консолидацию сгустка.

Затем сыры отправляют на созревание, или выдержку, в специальных термостатируемых помещениях. Выдержка может продолжаться до 4 лет при температуре от 2 до 16 °С. Центральное событие созревания – гибель миллионов молочнокислых бактерий, которые присутствовали в исходном материале. Этот процесс продолжается в течение всей фазы созревания. Погибшие бактериальные клетки разрушаются, и из них высвобождается множество внутри-клеточных ферментов, которые вместе с оставшимся химозином и ферментами молока воздействуют на белки, жиры и углеводы созревающего сыра. В результате происходящих химических превращений сыр начинает приобретать свой аромат и фактуру.

На ранних стадиях созревания сыр малоэластичен из-за присутствия в нем дикальцийпараказеина. При нагревании такой сыр не плавится и не становится волокнистым. По мере того как в сгустке накапливается молочная кислота, происходит растворение связанного кальция и образуется новое соединение – монокальцийпараказеин, который растворим в теплой подсоленной воде, легко тянется и равномерно плавится при нагревании.

Аромат зрелого сыра определяется сочетанием пахучих продуктов деградации белков, жиров и углеводов, которое должно быть тонко сбалансировано. Избыток того или иного продукта деградации может приводить к появлению нежелательного привкуса: горького, прогорклого, гнилостного или сероводородного. Искусство сыровара заключается именно в достижении желаемого равновесия пахучих веществ.

Если созревание должным образом контролируется, то жиры сыра подвергаются частичному гидролизу ферментами микроорганизмов и липазой молока. Продукт этой реакции – свободные жирные кислоты. Некоторые из них, такие как каприновая, каприловая и капроновая кислоты, придают сырам пикантный вкус. Различные кетоны, обусловливающие привкус, особенно характерный для голубых сыров блю и блё, образуются из свободных жирных кислот. Важно также, чтобы гидролиз жиров в созревающем сыре через некоторое время замедлился, в противном случае сыр неизбежно приобретет резкий неприятный вкус и плохой запах.

Лактоза также вносит свой вклад в создание у сыра определенного вкуса. Она превращается в молочную кислоту и лактаты, которые в свою очередь превращаются в другие органические соединения, например в диацетил.

В процессе созревания в сыре все время образуется газ. В эмментальском сыре и чеддере единственный газ – двуокись углерода; в камамбере и бри вместо СО2 может высвобождаться аммиак, что ухудшает качество продукта. Постоянным ис-точником углекислого газа при нормальном созревании сыра являются свободные аминокислоты, на которые воздействуют ферменты специфических бактерий, таких как энтерококки. При созревании сыра могут образовываться Н2 и H2S, но это, как и избыток СО2, обычно указывает на аномальную ферментацию и приводит к получению негодного продукта.

«Глазки» образуются в сырах, имеющих твердую корку (эмментальскии сыр) или плотно завернутых в пластиковую пленку, плохо проницаемую для газов (брусковый швейцарский сыр). Это явление оказывается особенно выраженным, если к молоку добавляется культура Propionibacterium и сыр выдерживают в теплом помещении в течение нескольких недель. «Глазки» образуются на месте пузырьков углекислого газа.

Ускорить процесс созревания можно путем увеличения скорос-ти ферментативного превращения белков или жиров сыра. Однако при этом необходимо сохранить естественное сочетание веществ, обеспечивающих вкус сыра, для чего нужно тщательно подбирать вносимые ферменты, ведь даже пептиды, образуемые бактериями закваски, могут придать сыру нежелательную горечь, портящую его вкус. Обнадеживающие результаты получены с одной из протеиназ Bacillus subtilis – нейтразой. Влияние липаз на созревание менее определенно, хотя указывалось, что они ускоряют его при производстве чеддера.

Таблица 2. Использование ферментных добавок для ускорения созревания сыров