Созревание сыра представляет собой сложный комплекс взаимосвя­занных микробиологических, биохимических и физико-химических про­цессов, протекающих в сырной массе. При этом все ее составные части (молочный сахар, белки, жир и другие органические и минеральные ком­поненты) претерпевают определенные превращения, что в конечном ре­зультате обуславливает формирование присущих данному виду сыра органолептических показателей.

Все изменения ингредиентов сырной массы в этом процессе происхо­дят под влиянием ферментов, среди которых особая роль принадлежит протеиназам. Белки под действием сычужного фермента и протеолитических ферментов бактерий и микроскопических грибов превращаются в раз­нообразные растворимые азотистые соединения, формирующие структу­ру, консистенцию, а также вкус и аромат сыра. Молочный сахар полнос­тью сбраживается ферментами молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты и других продуктов. Молочнокислые бактерии интен­сивно развиваются до 10...15-ти дневного возраста, затем до конца созре­вания их количество медленно снижается. Жир и фосфолипиды расщеп­ляются липазами с освобождением жирных кислот и т. д.

Таким образом, в результате сложных микробиологических и биохими­ческих процессов в сыре образуются продукты, обуславливающие его органолептические показатели. Сыр приобретает наряду с общим сырным вкусом и запахом специфические для каждого вида сыра привкусы и аромат, соответ­ствующий рисунок (глазки) или его отсутствие. В созревании мягких сыров кроме молочнокислых бактерий участвуют культурные плесени (русский камамбер, белый десертный), и микрофлора сырной слизи (дорогобужский, лат­вийский, пикантный и др.), развивающиеся на поверхности, а также культур­ная плесень Penic. roqueforti (сыр рокфор), развивающаяся в тесте сыра.

В свежем сыре сконцентрированы и питательные вещества (белки, жиры, молочный сахар, лимонная кислота, витамины и др.), необходимые для развития микроорганизмов, поэтому количество молочнокислых бак­терий в нем резко увеличивается.

Созревание сыра начинается с момента активного развития молочно­кислых бактерий в молоке, подготовленном к свертыванию. При установ­ленной оптимальной температуре молока внесением бактериальной зак­васки уже создаются условия для начала процесса созревания сыра. Боль­шая часть микрофлоры бактериальной закваски захватывается при свер­тывании молока структурной сеткой, лишь незначительное количество ее переходит в сыворотку.

При получении и обработке сгустка в результате развития молочно­кислых бактерий накапливается молочная кислота, необходимая в этот период для ускорения отделения сыворотки и лучшего уплотнения сыр­ного зерна. Под влиянием образующейся молочной кислоты изменяются физические свойства белка. Одновременно, под действием молочной кис­лоты кальциевые и фосфорные соли переходят в раствор, вследствие чего понижается вязкость сырной массы, увеличивается гидрофильность. В процессе разрезки и дробления сгустка, постановки и обсушки зерна, второго нагревания количество микроорганизмов в сырной массе увели­чивается, так как создаются более благоприятные условия для их раз­множения.

Вода. В процессе созревания содержание влаги в сырной массе посте­пенно уменьшается, что отражается на интенсивности бактериальных и ферментативных процессов. При слишком быстрой и большой потере влаги сырной массой созревание сыра замедляется. Во избежание большого сни­жения влажности сыра в сырохранилищах поддерживают соответствую­щую относительную влажность воздуха, а также применяют защитные по­крытия (восковые, парафинополимерные сплавы, полимерные покрытия и пленки).

Наибольшая потеря влаги (до 4...6%) наблюдается при посолке сыра. Потеря влаги при посолке зависит от первоначального содержания влаги (после прессования), концентрации и температуры рассола. Чем выше кон­центрация рассола, тем больше из сыра удаляется влаги. Чем больше влаги в сыре после прессования, тем больше ее потери при посолке и созрева­нии. После посолки содержание влаги в сыре продолжает уменьшаться за счет усушки сыра. Наибольшие потери влаги наблюдаются у мягких сы­ров, имеющих меньшие размеры и более повышенное содержание влаги в сравнении с твердыми сырами.

Белки. В процессе созревания сыров биохимические изменения бел­ковых веществ считаются основными. Под влиянием сычужного фермен­та и ферментов молочнокислых бактерий белки сырной массы (параказеин) распадаются с образованием многочисленных азотистых соединений.

Химозин сычужного фермента вызывает первичный распад αS- и β-казеина ПККФК на фрагменты с большой молекулярной массой. При этом под действием сычужного фермента быстрее расщепляется αS-казеин, чем β-казеин, так как первый содержит большее количество чувстви­тельных к химозину связей. Вне- и внутриклеточные ферменты молочно­кислых бактерий действуют в основном на продукты распада параказеина, но могут гидролизовать и сами фракции казеина.

При совместном действии на белки сыра сычужного фермента и бак­териальных ферментов эффективность каждого из них усиливается. Од­нако ведущая роль в ферментативном распаде белков сырной массы при­надлежит молочнокислым бактериям. Поэтому для ускорения созревания сыров используют закваски, составленные из культур с повышенной протеолитической активностью.

В процессе созревания сыра ПККФК постепенно распадается на ра­створимые в воде белковые вещества (высокомолекулярные полипептиды — альбумины), затем на средне- и низкомолекулярные полипептиды (пеп­тоны, пептиды) и, наконец, на аминокислоты. Одновременно идет отщеп­ление аминокислот и низкомолекулярных пептидов от полипептидов. Сле­довательно, ферментативный распад ПККФК сопровождается образова­нием растворимых в воде азотистых соединений, количество которых не­прерывно увеличивается. Однако около 50...80% ПККФК (в зависимости от вида сыра) остается незатронутым ферментативным процессом. Сте­пень распада белков при созревании сыров определяют, исследуя содер­жание в них отдельных фракций азотистых соединений по схеме приве­денной на рис. А.17 (разработана ВНИИМС — И. И. Климовским и др.).

Рис. А.17.

Степень зрелости сыров условно выражают в процентах (в виде отно­шения растворимого азота к общему азоту) или в градусах Шиловича (в градусах буферности). Содержание отдельных фракций азотистых соеди­нений в различных сырах (по данным А. И. Чеботарева и других авторов) приведено в табл. А.20.

Таблица А.20

Содержание фракций азотистых соединений

*Данные 3. X Диланяна.

**Данные бывшего Северокавказского филиала ВНИИМС.

Из данных таблицы видно, что состав образующихся продуктов рас­пада белков у отдельных групп сыров различен. Он обуславливается видом используемой микрофлоры, режимами тепловой обработки сырного зер­на, содержанием в сыре, соли и другими факторами. Например, содержа­ние растворимых азотистых соединений в мягких сырах выше, чем в твер­дых, так как в первых содержится больше влаги и микрофлоры, вызываю­щей распад белков. Кроме того, в их созревании помимо молочнокислых стрептококков и палочек участвуют культурные микроскопические грибы и бактерии сырной слизи, выделяющие активные протеиназы. Однако в мягких сырах среди продуктов распада белков преобладают пептиды, а в твердых — аминокислоты и аммиак. Следовательно, в твердых сырах, осо­бенно в сырах с высокой температурой второго нагревания, происходит более глубокий распад белков.

При распаде белков в сырах накапливаются пептиды и свободные ами­нокислоты, существенно влияющие на вкус готового продукта. В первой половине созревания в сырах, вследствие образования большого количе­ства пептидов с различной молекулярной массой, появляется горьковатый привкус, который по мере гидролиза пептидов обычно исчезает. В некото­рых случаях он сохраняется до конца созревания.

Последние результаты изучения причин появления горьковатого при­вкуса в сырах и его связи с протеолитической активностью молочнокислых бактерий заквасок дают возможность предположить, что горький привкус обуславливают низкомолекулярные гидрофобные пептиды, образующиеся из αS- и β-казеина под действием сычужного фермента или внутриклеточ­ных протеаз молочнокислых бактерий. Многие горькие пептиды содержат на N-конце циклизованную глутаминовую кислоту. Интенсивность обра­зования горьких пептидов зависит от рН, содержания соли и влаги в сыре.

Некоторые штаммы молочнокислых стрептококков способны расщеп­лять образующиеся горькие пептиды. В связи с этим различают «не горь­кие» и «горькие» штаммы молочнокислых бактерий. Поэтому, для борьбы с возникновением горечи в сырах следует включать в состав заквасок штам­мы молочнокислых бактерий, которые сами не образуют горькие пептиды и обладают способностью гидролизовать последние при их накоплении в процессе созревания продукта.

Качественный и количественный состав свободных аминокислот оп­ределяется видом и возрастом сыра. Установлено, что в процессе созрева­ния твердых и мягких сыров суммарное количество аминокислот непре­рывно увеличивается. Вместе с тем, по мере созревания сыров концентра­ция одних свободных аминокислот возрастает, а концентрация других, достигнув максимума, снижается. Кроме того, в сырах часто отсутствуют аргинин, серии и метионин. Уменьшение количества или исчезновение некоторых аминокислот свидетельствуют о дальнейшем их распаде или превращении в новые аминокислоты. Так, отсутствующие в зрелых сырах серии и метионин служат материалом для синтеза цистеина, аргинин пе­реходит в орнитин.

Большинство аминокислот под действием дегидрогеназ, декарбоксилаз, трансаминаз и других ферментов микроорганизмов дезаминируется, декарбоксилируется, вступает в реакцию переаминирования и подверга­ется другим изменениям. В результате образуется целый ряд химических соединений, играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыра: карбоновые кислоты, окси- и кетокислоты, альдегиды, кетоны, ами­ны, азотистые гетероциклы и т. д.

Обнаруженные в различных сырах фенилоксипропионовая и янтар­ная кислоты могут образовываться при дезаминировании фенилаланина и аспарагиновой кислоты:

Формула (с. 220)

Пропионовая и пировиноградная кислоты могут получаться в резуль­тате восстановительного и окислительного дезаминирования аланина, α-кетоглутаровая — при дезаминировании или переаминировании глутаминовой кислоты и т. д.

Найденная среди свободных аминокислот γ-аминомасляная кислота образуется при декарбоксилировании глутаминовой кислоты:

Формула 1 (с. 221)

Метиональ, обладающий сильным сырным запахом, образуется в ре­зультате разложения метионина при участии декарбонильных соединений, ацетальдегид — из пирувата, диацетил — из ацетальдегида и т. д. Амины тирамин, кадаверин и путресцин являются продуктами декарбоксилирования соответствующих аминокислот — тирозина, лизина и орнитина.

Молочный жир. Жир в сыре во время созревания претерпевает не­большие изменения. Тем не менее, во всех сырах происходит фермента­тивный гидролиз молочного жира. Основным источником липаз является микрофлора заквасок и поверхности сыра. Липолитические ферменты выделяют молочнокислые стрептококки и палочки, пропионовокислые бактерии, микроскопические грибы и бактерии сырной слизи. Степень распада жира в твердых и мягких сырах неодинакова. В мягких сырах гид­ролиз жира протекает более интенсивно, в твердых (за исключением сы­ров с высокой температурой второго нагревания, например швейцарского и советского) — значительно слабее.

Во всех сырах обнаружены свободные жирные кислоты — масляная, капроновая, каприловая, каприновая, валериановая. В твердых сырах их содержание незначительно. Многие из них обуславливают характерные ос­трые вкус и запах мягких сыров. В мягких сырах, особенно в сырах, созре­вающих с участием микроскопических грибов, имеет место ферментатив­ное окисление насыщенных жирных кислот. При этом образуется метилкетоны (метиламилкетон, метилгептилкетон и др.), играющие большую роль в формировании вкуса этих сыров:

Формула 2 (с. 221)

При созревании сыров происходит также ферментативный распад дру­гих липидных ингредиентов молока — фосфолипидов и стеридов. Фосфолипазная активность молочнокислых бактерий слабо изучена и обычно не учитывается при составлении заквасок. Однако, исследования ВНИИМС показали, что культуры с высокой фосфолипазной активностью могут выз­вать в твердых сырах посторонние привкусы.

Лактоза и молочнокислое брожение. Лактоза в процессе созревания сбраживается молочнокислыми бактериями еще до изменения белков и жира и довольно быстро (через 7...10 дней после выработки сыра) полно­стью исчезает независимо от вида сыра. Основным продуктом сбражива­ния лактозы является молочная кислота. Динамика накопления молоч­ной кислоты обуславливается главным образом составом бактериальной закваски (соотношением энергичных и малоэнергичных кислотообразователей), температурой второго нагревания и влажностью сыра после прессования. Так, молочнокислые гомоферментативные стрептококки и палочки почти полностью сбраживают лактозу в молочную кислоту. Ароматообразующие гетероферментативные стрептококки (Str. paracitrovorus, Str. diacetilactis) являются слабыми кислотообразователями и, помимо молочной кислоты при сбраживании молочного сахара, дают побочные продукты (углекислоту, уксусную кислоту, диацетил, ацетоин и др.), вли­яющие на вкус и аромат сыра.

Процесс кислотообразования также можно регулировать внесением различных доз бактериальной закваски, изменением количественного со­отношения в них обычных и ароматообразующих стрептококков, активи­зацией бакзаквасок, применением гидролизатов, бактериальных концент­ратов, изменением температурного режима созревания и др. факторами.

Выход молочной кислоты определяет величины титруемой и актив­ной кислотности сыра, влияющие на скорость созревания и консистен­цию продукта. Данные по голландскому и советскому сыру об изменении титруемой кислотности в процессе созревания приведены ниже:

Белки в большом количестве в свежем сыре связывают образующуюся молочную кислоту и тем самым способствуют дальнейшему активному раз­множению в сыре молочнокислых бактерий. Поэтому титруемая кислот­ность всех видов сыров возрастает, как правило, быстро в первые часы после выработки. По мере нарастания кислотности и полного использова­ния молочного сахара происходит вымирание и автолиз клеток молочно­кислой микрофлоры и смена одних видов молочнокислых микроорганиз­мов, менее устойчивых к кислотности, другими более кислотоустойчивы­ми видами (в первые 10...15 дней после выработки преобладают Str. lactis, Lactobacillus casei). Притом в дальнейшем нарастание титруемой кислот­ности ее повышение замедляется и в конце созревания она может пони­зиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков.

Изменение активной кислотности происходит по другой схеме. Для костромского сыра изменение рН в процессе созревания показано на рис. А. 18.

Рис. А.18

Максимальная активная кислотность сыра наблюдается на 3...5-й день созревания, что совпадает с периодом интенсивного развития молочнокис­лых бактерий. Через 5...10 дней, когда лактоза почти полностью сбражива­ется, активная кислотность стабилизируется и, начиная с 15-ти дневного возраста, происходит медленной повышение рН до конца созревания.

В процессе созревания сыров количество молочной кислоты уменьшается, так как она сбраживается пропионовокислыми, маслянокислыми и другими бактериями, вступает в реакции с солями, параказеинаткальцийфосфатным комплексом (ПККФК), продуктами его распада и др. Так, (по данным ВНИИМС) максимальное содержаниемолочной кислоты состав­ляет в сырах 10-ти дневного возраста, а к концу созревания снижается:

Величина активной кислотности имеет важное значение для дальней­шего направления биохимических (ферментативных) процессов в сыре. От нее в большой степени зависят физические свойства сырной массы, то есть формирование структуры и консистенции готового сыра. Следовательно, при выработке сыров необходимо своевременно регулировать молоч­нокислый процесс, поддерживая на отдельных этапах технологическо­го процесса оптимальную величину активной кислотности в соответ­ствии с конкретными частными технологиями, что является одним из условий ускорения ферментации белковых веществ сыра. При излиш­нем, как и, наоборот, при недостаточном, накоплении молочной кис­лоты консистенция и вкус ухудшаются. При оптимальной кислотности сыра на 3...5-й день после прессования (рН 5,25...5,35) качество сыра бывает наиболее высоким. Накапливающаяся в сыре молочная кислота подавляет развитие газообразующих, маслянокислых и других вредных для сыра бактерий.

От интенсивности молочнокислого брожения зависит величина актив­ной кислотности, а также условия созревания сыра и качество готового продукта. Излишне высокая активная кислотность сырной массы отрица­тельно влияет на консистенцию сыра (потеря связанности сырной массы, появление колющегося теста). При этом рисунка часто не бывает.

Значительное влияние на созревание, вкус и консистенцию сыра ока­зывает процесс сбраживания молочного сахара. Если развитие молочно­кислых бактерий подавлено высокой температурой второго нагревания, излишней посолкой сыра, переохлаждением его при посолке или другими факторами, то в сыре слишком долго остается молочный сахар, что может привести к снижению качества готового продукта.

В табл. А.21 представлены данные изменений активной кислотности сыров различных видов с учетом оптимального содержания влаги и пова­ренной соли в сыре.

На практике активную кислотность сырной массы регулируют внесе­нием различных доз бактериальных заквасок (от 0,5 до 1,5%, для отдель­ных видов сыров до 2,5%) в зависимости от ее активности, длительности отдельных технологических операций и скорости нарастания кислотнос­ти, а также от разбавления сыворотки в процессе выработки сыра питье­вой пастеризованной водой, быстрого охлаждения сыра водой или рассо­лом (с температурой 6...8°С) и т. п. Как уже подчеркивалось, большое вли­яние на активную кислотность оказывает содержание влаги в сыре после прессования. С повышением влажности сыра после прессования активная кислотность увеличивается.

Все большее распространение для регулирования активной кислотно­сти в процессе молочнокислого брожения получают активизация бактери­альной закваски, введение в молоко гидролизатов (жидких сред гидролизованного казеина, содержащие свободные аминокислоты, бактериальные ферменты, живую молочнокислую микрофлору), применение гидролизованной закваски.

Таблица А.21

Изменение кислотности различных вилов сыров

При активизации бактериальной закваски ускоряется развитие ароматообразующей микрофлоры и молочнокислое брожение происходит в более ранние сроки созревания.

С применением активизированной закваски лимонная кислота пол­ностью сбраживается на 10-й день после выработки сыра, что указывает на интенсивность развития ароматообразующей микрофлоры. В сырах с неактивизированной закваской остается еще незначительное количество лимонной кислоты.

Образование вкуса и аромата. Микробиологические и биохимические процессы, протекающие при созревании сыра, как уже подчеркивалось выше, приводят к значительным изменениям всех составных ингредиен­тов свежего сыра. При распаде молочного сахара, лимонной кислоты, бел­ков и молочного жира под влиянием молочнокислых бактерий и их фер­ментов образуется комплекс химических веществ, влияющих на вкус и аромат сыра.

Первоначальное влияние на вкус сыра оказывает молочная кислота, образующаяся в результате молочнокислого брожения. Свежий сыр имеет невыраженный, слегка кисловатый вкус. В дальнейшем по мере созрева­ния на вкус влияют белковые вещества: пептиды, аминокислоты и другие продукты более глубокого распада ингредиентов сыра.

При выработке сыров с высокой температурой второго нагревания фер­менты, выделяемые бактериями сырной палочки, вызывают более глубокий гидролиз с образованием аминокислот (их в 2 раза больше, чем пептонов). При более длительных сроках созревания (4...6 мес) из аминокислот выде­ляется аммиак (дезаминирование) и углекислота (декарбоксилирование), в результате чего появляются летучие кислоты, амины и другие соединения, которые, взаимодействуя с веществами, полученными при гидролизе мо­лочного сахара, образуют соединения, влияющие на вкус сыра. Например, аминокислоты пролин и оксипролин, а также глутаминовая и аспарагиновая кислоты, лейцин, лизин придают швейцарскому сыру характерный слад­ковато-пряный вкус и запах. Аромат этих сыров зависит от наличия летучих кислот (уксусной, пропионовой, валерьяновой и др.). Содержание летучих кислот в 100 г сыра достигает в швейцарском — 600 мг, советском — 500 мг.

В течение первых 15...20 дней созревания твердых сыров с низкой тем­пературой второго нагревания, вследствие накопления большого количе­ства пептидов, часто появляется слегка горьковатый привкус, который по мере дальнейшего усиления гидролиза белков исчезает. Сыры при этом приобретают специфический для них сырный вкус с легкой кисловатос­тью. В созревшем сыре накапливается до 20...27% растворимого азота (к общему азоту). Большую роль в образовании вкуса сыров играют летучие жирные кислоты, карбонильные соединения (альдегиды, кетоны), обра­зующиеся при гидролизе молочного сахара, аминокислот, и частично, жира.

Образование острого, слегка аммиачного вкуса и запаха у пикантного и других сыров этой группы, является результатом значительного выделе­ния ферментов, способствующих гидролизу белков сыра. В этих сырах со­держание азота пептонов достигает 15% от общего количества азота, со­держание свободных аминокислот составляет 7...8%. Микрофлора сырной слизи, культивируемая на поверхности этих сыров и обладающая высокой протеолитической и липолитической активностью, способствует ускоре­нию созревания периферийных слоев сыра с образованием специфичес­кого острого, слегка аммиачного вкуса и запаха. Продукты жизнедеятель­ности поверхностной микрофлоры проникают в тесто сыра и ускоряют его созревание.

При выработке рокфора под влиянием ферментов молочнокислых бак­терий и плесени происходит интенсивный распад белковых веществ с на­коплением до 60...65% растворимого азота к общему азоту. Кроме того, характерной особенностью созревания рокфора является значительный гидролиз молочного жира ферментом липазой, выделяющейся при разви­тии в сыре плесени Penic. roqueforti.

Таким образом, вкус и запах появляются при созревании сыров вслед­ствие образования целого комплекса химических, вкусовых, ароматических веществ при ферментации молочного сахара, лимонной кислоты, бел­ков, молочного жира и дальнейших биохимических (дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот) и химических реакциях (окисление жирных кислот и т. д.).

Формирование консистенции и рисунка сыра. Консистенция и рису­нок сыра служат показателями, характеризующими правильность прохож­дения биохимических и микробиологических процессов при выработке сыра. Их формирование начинается во время обработки сгустка, формо­вания, прессования и посолки, а завершается в процессе созревания сыра.

Консистенция сыра. Структура сыра после прессования сравнительно однородная, твердость сырного теста невысокая и почти одинаковая по всей массе (по данным ВНИИМС) — рис. А. 19, а. Консистенция только что сформованного сыра грубая, резинистая, со временем под влиянием образующейся молочной кислоты и просаливания сырной массы идет на­бухание белков, и консистенция сыра становится более эластичной. Под воздействием бактериальных ферментов протекает постепенный распад ча­сти белков и переход их в растворимую форму. К концу созревания конси­стенция сыра становится более мягкой, пластичной.

Рис. А. 19.

Такие структурно-механические показатели сырной массы, как твер­дость, прочность, вязкость и пластичность определяют качество консис­тенции сыра. Консистенция сыра связана с состоянием всего комплекса параказеинаткальция. Чем больше кальция отщепляется от параказеинаткальция, тем хуже связность сырной массы. При переработке на сыр мо­лока повышенной кислотности параказеинаткальция теряет значительную часть кальция, в силу чего белки сыра плохо связывают и удерживают вла­гу, а продукт приобретает ломкую, крошливую или колющуюся консис­тенцию.

При одинаковой зрелости и кислотности консистенция сыра улучша­ется с повышением содержания жира и влаги в сыре. У более выдержанно­го сыра тесто приобретает некоторую ломкость, а у перезрелого сыра лом­кость усиливается.

Особенно нежная консистенция образуется у мягких сыров, содержа­щих после посолки до 48...53% влаги и около 50...80% растворимого белка в зрелом продукте.

Основными элементами структуры сыров являются сырные зерна, по­лученные после разрезки и обработки сгустка и соединенные между собой при формовании и прессовании. В результате прессования сырные зерна деформируются, поэтому в корковом слое они сплющиваются и имеют более вытянутую форму, чем в центральной части. Сырные зерна, приле­гающие к глазкам, также сильно деформированы. Прослойки между сыр­ными зернами состоят из белково-сывороточного вещества, толщина их в процессе созревания несколько уменьшается. В непрерывной белковой фазе зерен содержатся капли молочного жира, а в конце созревания появ­ляются кристаллические отложения солей кальция (Д. А. Граников, В. Г. Тиняков). На стыке нескольких сырных зерен имеются микропусто­ты угловатой или овальной формы. Их образование обусловлено выделе­нием газов в процессе созревания сыра.

В результате посолки и созревания твердость сыра возрастает, при этом ее однородность по слоям несколько нарушается. Готовый сыр обычно име­ет наибольшую твердость в корковых слоях боковых полотен и торцов, меньшую — в слоях, расположенных по обе стороны от центра под торце­выми полотнами сыра (рис. А. 19, б).

Формирование консистенции (структуры) сыра происходит в три ста­дии. На первой стадии созревания сырная масса уплотняется и твердость сыра повышается, что объясняется старением (сжатием) белкового геля и уменьшением в сыре количества влаги вследствие посолки и усушки сыра. При этом структурно-механические свойства сырной массы по слоям го­ловки изменяются неодинаково — в периферийной части уплотнение и усушка идут интенсивнее, чем в центральной. На второй стадии, наряду с физическим процессом уплотнения геля, происходит биохимический рас­пад белков с разрушением структуры, причем последний процесс прева­лирует, поэтому плотность и твердость сырной массы понижаются. На третьей стадии, в конце созревания, оба процесса проходят с одинаковой ин­тенсивностью. Таким образом, готовый сыр приобретает определенные реологические показатели — плотность и пластичность.

Консистенция сыра зависит от химического состава параказеинаткальцийфосфатного комплекса (ПККФК), содержания и состояния в сыре вла­ги, количества жира, а также других факторов. Главными из них являются содержание в ПККФК кальция и состояние влаги в сыре. Содержание каль­ция в ПККФК определяется уровнем накопления молочной кислоты, то есть рН сыра.

При выработке сыра из молока с повышенной кислотностью (25...27°Т), в процессе обработки сырной массы кислотность нарастает и ПККФК те­ряет значительную часть кальция, поэтому белки сыра плохо связывают и удерживают влагу и продукт приобретает ломкую, крошливую консистен­цию и плохой рисунок. Недостаточная связность сырного теста в резуль­тате повышенной кислотности может привести к самоколу. При газообра­зовании в сыре образуются мелкие и крупные трещины.

При незначительном количестве молочной кислоты задерживается про­цесс отщепления кальция от ПККФК, в результате чего сырная масса силь­но набухает. Получаемый сыр имеет резинистую, ремнистую консистен­цию. Резинистая консистенция особенно часто наблюдается при недоста­точной кислотности в сырах низкой жирности. Следовательно, для полу­чения сыра хорошего качества нежелательны как излишнее, так и недо­статочное количество молочной кислоты. Активная кислотность, напри­мер, голландского сыра, поданным А. П. Белоусова, должна быть в преде­лах рН 5,3...5,9 (рис. А.20).

Рис. А.20.

Большое влияние на консистенцию сыра оказывает состояние влаги в сыре и формы ее связи с другими компонентами. С ростом активной кис­лотности и переходом белков из нерастворимого состояния в растворимое в сыре увеличивается количество связанной (адсорбционно связанной) воды, а количество относительно свободной (механически связанной) — снижается. При этом последняя переходит в более прочно связанные виды влаги. Все это способствует повышению влагоудерживающей способно­стью сырной массы и улучшению консистенции сыра.

Рисунок сыра. При созревании сыра вследствие биохимических и хи­мических реакций происходит выделение газов (углекислого газа, водоро­да, аммиака и др.). Характер рисунка сыра определяется структурно-меха­ническими свойствами сырной массы и интенсивностью накопления в ней газов. Кроме того, азот и кислород попадают в сырную массу из воздуха при формовании сыра. Частично газы выделяются наружу, а частично за­держиваются в сырной массе, образуя глазки (в состав газовой смеси глаз­ков входят в основном С02, Н2 и N2 — табл. А.22).

Таблица А.22

Состав смеси газов в сырной массе

В сырах с высокой температурой второго нагревания образование ри­сунка (глазков) обуславливают пропионовокислые бактерии, сбраживаю­щие молочный сахар, молочную кислоту и лактаты:

Формула (с. 230).

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 жизнедеятельности бактерий группы кишечных палочек и другой посторонней микрофлоры. Он плохо раство­ряется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, по­этому сравнительно мало задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении водорода образуется достаточно много, что мо­жет привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.

В процессе созревания газы, накапливаясь в пустотах между сырными зернами, раздвигают массу, в результате чего образуются глазки. Сначала сырная масса постепенно насыщается газами, а затем перенасыщается. Глазки появляются в том момент, когда давление газа повышается, и он начинает растягивать сырную массу.

В мелких твердых и полутвердых сырах (с низкой температурой вто­рого нагревания) формирование рисунка происходит при развитии ароматообразующих стрептококков (Str. paracitrovorus, Str. dicetilactis), которые сбраживают молочный сахар с накоплением, наряду с разнообразными про­дуктами, углекислого газа и водорода:

Формула (с. 231)

Как показывает практика, сыр, выработанный на одной культуре Str. lactis, не имеет рисунка.

В голландском сыре рисунок начинает образовываться уже во время посолки, появляется значительное количество мелких круглых глазков в результате сбраживания молочного сахара и выделения углекислого газа. Углекислого газа накапливается в сырах до 60...90% к количеству всех га­зов. Большое газообразование вызывают бактерии группы кишечных па­лочек с образованием в сырах сетчатого или рваного рисунка, а также маслянокислые бактерии, сбраживающие лактозу, молочную кислоту и лактаты с выделением углекислого газа, водорода и масляной кислоты.

Маслянокислые бактерии вызывают бурное газообразование и вспу­чивание сыров с образованием броженого, губчатого или рваного рисун­ка. Маслянокислое брожение приводит к образованию крупных глазков неправильной формы или же пустот щелевидной формы. Маслянокислые бактерии сбраживают лактозу и лактаты с выделением углекислого газа и большого количества молекулярного водорода. Так, в советском сыре при прохождении маслянокислого брожения водород составляет большую часть газов, в то время как в сыре с хорошим рисунком при отсутствии масляно­кислого брожения преобладает углекислый газ (см. табл. А.22, данные ВНИИМС).

В сырах с нормальным рисунком углекислый газ выделяется в значи­тельно больших по сравнению с другими газами количествах (содержание СО2 оставляет 60...80% количества всех газов). Он образуется при сбражи­вании молочного сахара, цитрата и лактатов ароматообразующими молоч­нокислыми стрептококками, пропионовокислыми, маслянокислыми бак­териями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот.

Углекислый газ сравнительно хорошо поглощается сырной массой, однако при достижении предельной концентрации (37...41 см3 на 100 г сыра) он начинает выделяться. Газ скапливается в пустотах сырной массы, по­степенно расширяя их, превращая в глазки. При быстром выделении С02 таких центров скопления газа бывает очень много и глазки образуются мелкие и в большом количестве (голландский, костромской и другие сыры). При медленном выделении СО2, например в сырах с высокой температу­рой второго нагревания (советский, швейцарский и др.) глазки образуют­ся крупные и в незначительном количестве.