18 сутність біохімічних процесів при дозбіванні сирів та способи прискорення процесів дозрівання сирів

 18. «Сутність біохімічних процесів при дозбіванні сирів та способи прискорення процесів дозрівання сирів».

Сутність біохімічних процесів при дозбіванні сирів

Біохімічні перетворення речовин сирної маси відбуваються під впливом екзо — і ендоферментов різних груп мікроорганізмів і в меншій мірі ферментів сичужного порошку і молока, що переробляється.

У процесі дозрівання найбільш глибоким змінам піддаються молочний цукор, білки і жири, менш значним — мінеральні речовини і вітаміни.

Зміна молочного цукру. В усіх групах сирів молочний цукор повністю зброджується протягом перших двох тижнів. Лактоза піддається бродінню під дією ферментів молочнокислих бактерій, у результаті якого утворюється молочна кислота. Остання підтримує реакцію середовища на визначеному рівні, що перешкоджає розвитку гнильних і інших небажаних мікроорганізмів.

При збродженні лактози ароматоутворюючими молочнокислими стрептококами утворюється оцтова кислота, етиловий спирт, диацетил, що збагачують смак сиру, і вуглекислий газ, що обумовлює утворення малюнку твердих сирів.

Швидкість утворення і кількість молочної кислоти залежать, в основному, від дози, складу й активності бактеріальної закваски, температури другого нагрівання, вмісту вологи і солі.

Вихід молочної кислоти при виробництві твердих сирів складає близько 65 – 70% загальної кількості збродженого молочного цукру. Таке зменшення свідчить про те, що молочна кислота в процесі дозрівання сиру піддається подальшим хімічним перетворенням, у результаті яких утворюються лактати й інші речовини.

У великих твердих сирах деяка кількість лактатів зброджується пропіоновокислими бактеріями з утворенням пропіонової  і оцтової кислот, а також вуглекислого газу.

Інтенсивність накопиченя молочної кислоти впливає на рН сиру, від якого, у свою чергу, залежать швидкість дозрівання, смак, структура, консистенція, тобто якість готового сиру. Крім молочної кислоти в сирі змінюється і лимонна кислота, що переходить з молока. При зброджуванні лимонної кислоти утворюються, головним чином, ароматичні речовини — диацетил, ацетоин і ін.

Зміна білків. У дозріванні сирів найбільша роль належить білкам, головним чином, казеїнові. Зміна казеїну починається з моменту дії на нього сичужного ферменту, що переводить казеїн у параказеїн. Надалі параказеїн змінюється вже у формованом сирі під впливом молочної кислоти, сичужного ферменту, повареної солі та під впливом ферментів, які продукують мікроорганізми.

Молочнокислі бактерії виділяють протеолітичені ферменти двох типів: екзо — і ендопротеази. Найбільшою  протеолітичною активністю володіють ендоферменты, що утримуються в клітинах молочнокислих бактерій і вивілюнюються після їх відмирання й автолізу.

Параказеїн при дозріванні сиру починає розпадатися на більш прості з’єднання, що містять азот. Спочатку з’являються альбумози і пептони, що розпадаються потім до більш простих з’єднань — пептидів, амінокислот і аж до аміаку.

Під дією сичужного ферменту розпад білків йде до пептонів, причому з утворенням молочної кислоти і зниженням рН до 4,9.Ефективність спільної дії сичужного і бактеріального ферментів значно перевищує ефективність дії кожного ферменту окремо.

У початковий період дозрівання в сирах у результаті утворення пептонів з’являється гіркота, що до кінця дозрівання зникає, оскільки пептони перетворюються в пептиди й амінокислоти. Якщо гіркота не зникає до кінця дозрівання сиру, це свідчть показником того, що процес розпаду білків затримується на стадії пептонів (при низькій температурі дозрівання).

У великих твердих сирах сичужний фермент інактивується при температурі другого нагрівання, тому протеоліз під час дозрівання обумовлений ферментами молочнокислих бактерій.

Активність протеолітичених  ферментів у молочнокислих паличок вище, ніж у стрептококів. Це пояснює той факт, що у твердих сирах з високою температурою другого нагрівання, що дозрівають при участі термофільних молочнокислих паличок (Lbm. helveticum, Lbm. lactis), відбувається більш глибокий  розпад білків з утворенням вільних амінокислот. Їх кількість у 2 — 3 рази більше, ніж пептидів.

У зв’язку з тим що загальна кількість мікрофлори в цих сирах незначна, ферментативні процеси протікають повільніше, сири дозрівають довше (4 – 6 міс).

У твердих сирах з низькою температурою другого нагрівання розпад білків під дією малоактивних протеолітичних ферментів мезофільних молочнокислих стрептококів відбувається неглибоко. Кількість пептидів майже відповідає кількості вільних амінокислот, а вміст останніх у них нижче в порівнянні із сирами з високою температурою другого нагрівання.

У дрібних твердих сирах сичужний фермент не зруйнований і також впливає на дозрівання, процеси розпаду білка протікають швидше, сири стають зрілими вже в двомісячному віці.

З групи м’яких сирів з низькою температурою другого нагрівання треба виділити в особливу підгрупу сири типу латвійського, що дозрівають при участі мікрофлори сырного слизу. Температура другого нагрівання при виготовленні сирів цієї підгрупи нижче (36 – 38  °С), вміст вологи, молочного цукру і молочної кислоти більше, ніж у голландському сирі. Крім того, сири цієї підгрупи обсіменяються з поверхні слизеутворюючими бактеріями.

У цих сирах спостерігається більш активний розпад білків. Вміст розчинних азотистих речовин у них більше, ніж у твердих сирах з низкою і високої температурами другого нагрівання, хоча білки розпадаються в основному до пептидів. Цей факт пояснюється тим тим, що основну роль у дозріванні латвійського сиру відіграють молочнокислі бактерії. Поверхнева мікрофлора (слизеутворюючі бактерії) відіграє другорядну роль, впливаючи в основному на зовнішні шари сиру. Однак вона все-таки додає своєрідні специфічні смак і запах сиру. Характерною рисою м’яких сирів є мале нагромадження вільних амінокислот у зрілому сирі.

Незважаючи на те що у виробництві цієї групи сирів беруть участь цвілі й бактерії, що утворюють слиз, значна роль у дозріванні сирів належить стрептококам і молочнокислим паличкам. Таким чином, у м’яких сирах глибокий протеоліз забезпечують сичужний фермент, протеази молочнокислих стрептококів, плісняви і мікрофлора сирного слизу. У результаті їхньої спільної дії білки сирної  маси розщеплюються з утворенням особливо великої кількості розчинних азотистих речовин при малому накопиченні амінокислот.

У групі розсольних  сирів друге нагрівання в більшості випадків не застосовують. У сирах утримується велика кількість, тому у свіжому сирі умови для розвитку  мікробіологічних процесів дуже сприятливі. Однак ці процеси незабаром сповільнюються через дію солі, що консервує, у результаті в зрілому сирі накопичується менше продуктів гідролізу білків — пептонів і вільних амінокислот. Крім цього при тривалому збереженні сирів у розсолі частина розчинних продуктів розпаду білків переходить із сиру в розсол, тим самим погіршується їх якість.

Розсольні сири дозрівають приблизно за 2 – 3  міс. Таким чином, при розпаді білків у всіх групах сирів, що дозрівають, накопичуються пептиди й амінокислоти, що роблять значний вплив на смак готового продукту. Накопичення окремих амінокислот по-різному — у міру дозрівання сиру концентрація одних амінокислот зростає, а інших зменшується. Тому кожен вид сиру має свій характер нагромадження і властивий йому набір вільних амінокислот.

Амінокислоти, що звільнилися в процесі дозрівання, під дією ферментів мікрофлори піддаються різним змінам. Вони можуть дезаміннуватися (втрачати аміак), декарбоксилюватися (відщеплювати вуглекислий газ), вступати в реакції з кетокислотами, переходити в інші амінокислоти і т. д. При цьому утворюються різні з’єднання: кето — і оксикислоты, аміни, альдегіди, кетони й ін. Більшість з них відіграють істотну роль при формуванні смаку і запаху сирів.

Зміна молочного жиру. Жир у процесі дозрівання майже всіх сирів піддається гідролізу під дією ліполітичних ферментів (ліпаз). Вони надходять у сир з молоком, що переробляється, сичужним порошком і продукуються молочнокислими, пропіоновокислими бактеріями, бактеріями сирного слизу й особливо пліснявими грибами. У результаті гідролізу жиру, вивільняються жирні кислоти, у тому числі летучі (масляна, капронова й ін.), що беруть участь в утворенні характерного смаку і запаху.

Інтенсивність розпаду жиру і накопичення летучих жирних кислот у сирах різна – у  твердих вона нижче, ніж у м’яких.

У дрібних твердих сирах жир розщеплюється незначно. У великих твердих сирах (швейцарський і радянський) гідроліз жиру здійснюється активніше під дією ліполітичних ферментів, що виділяються молочнокислими паличками і пропіоновокислими бактеріями.

На смак і запах цих сирів особливо сильно впливає пропіоновокисле бродіння, врезультаті якого утворюється пропіонова й оцтова кислоти. Останні разом з іншими жирними кислотами, що виділяються при частковому розкпаді жиру і зброджуванні молочного цукру, додають сирам специфічний, дещо пряний, горіховий присмак.

Гідроліз жиру в м’яких сирах (переважно в кірці) проходить під дією активних ліпаз поверхневої мікрофлори сирного слизу. У сирі рокфор, що дозріває при участі пліснявих грибів, які розвиваються усередині сиру, гідроліз жиру відбувається з однаковою інтенсивністю як на поверхні, так і усередині.

М’які сири містять продукти подальшого окислювання жирних кислот — метилкетони, що мають гострий смак і можуть впливати на органолептичні показники сирів. Поряд з жирними кислотами в сирах утвориться гліцерин, однак він не виявляється, тому що споживається мікроорганізмами.

Зміна мінеральних речовин і вітамінів. Молочна кислота, взаємодіючи з мінеральними солями і параказеїнатом кальцію, утвоює лактат кальцію і монокальцієву сіль пароказеїну, що легко набухає і сприяє формуванню еластичної консистенції сиру. Молочна кислота переводить у водорозчинний стан мінеральні солі сиру і фосфор неорганічних солей.

У процесі дозрівання сирів накопичуються інші розчинні продукти, що зв’язують значну кількість вологи, унаслідок чого у вільній воді, що залишилася, підвищується концентрація солі. У результаті збільшення концентрації розчинних речовин у сирі підвищується осмотичений тиск і створюються несприятливі умови для розвитку мікроорганізмів, що спричиняє відмиранню бактерій усіх груп і підвищує стійкість сиру при збереженні.

Внаслідок розвитку мікрофлори сиру змінюється вміст деяких водорозчинних вітамінів. Так, у великих сирах пропіоновокислі бактерії синтезують вітамін групи В.

Способи прискорення процесів дозрівання сирів

Дозрівання сирів є дуже тривалим процесом, і зменшити тривалість дозрівання можна різними методами: збільшенням дози закваски; активізацією бактеріальної закваски; підбором більш активних штамів молочнокислих бактерій, застосуванням ферментних препаратів, застосуванням мікроорганізмів-симбіонтів; використанням мікроелементів, що прискорюють дозрівання сирів.

Збільшення дози закваски, що вноситься  в молоко, може прискорити дозрівання сирів. Однак застосування великих доз закваски може привести до різкого підвищення кислотності молока і появі вад сиру.

Збільшення дози заквасок молочнокислих бактерій застосовують при виробництві швидкодозріваючих сирів, що надалі підлягають плавленню. У цьому випадку крім закваски в молоко необхідно вносити динатрійфосфат, що нейтралізує надлишкову кількість молочної кислоти, яка утворилася  в сирній масі, сприяючи подальшому розвиткові молочнокислих мікробів.

Активізація бактеріальної закваски полягає в тому, що до внесення в молоко, яке призначене для виготовлення сиру, бактеріальну закваску змішують з подвійною кількістю молока і витримують протягом однієї години при температурі 24 – 26 °С. Молочнокислі бактерії в заквасці знаходяться в трохи пригнобленому стані під впливом молочної кислоти, що накопичилася. Тому при розведенні закваски молоком її кислотність знижується і бактерії починають знову інтенсивно розмножуватися.

Підбор більш активних штамів молочнокислих бактерій полягає в тім, що до складу заквасок відбирають штами, що володіють гідролітичною активністю. Вони найбільше інтенсивно гідролізуют білки сиру, що позитивно впливає на розвиток інших заквасочних мікроорганізмів, більш швидке накопичення біомаси і бактеріальних ферментів.

Застосування ферментних препаратів стимулює біохімічну активність молочнокислих бактерій закваски, особливо ароматоутворюючих стрептококів. Запропоновано біологічний препарат, названий гідролізатом. Для одержання його в молоко вносять бактеріальну закваску, що складається з молочнокислих паличок (бактерії Lbm. helveticum), термофільних молочнокислих стрептококів, суміші різних штамів мезофильних стрептококів з оцтовокислими і пропіоновокислими бактеріями. Суміш гідролізуют за допомогою пепсину протягом 3 — 3,5 діб.

Застосування мікроорганізмів-симбіонтів є одним з можливих шляхів прискорення дозрівання сиру і підвищення його якості. З цією метою можна використовувати деякі види дріжджів, не здатних до спиртового бродіння. Дріжджі при спільному розвитку з молочнокислими бактеріями постачають їх азотистим речовинами і вітамінами. Вони споживають молочну кислоту, знижуючи тим самим гнітючу дія останньої на молочнокислі бактерії. Можна використовувати й інші асоціації мікроорганізмів, що стимулюють молочнокислий процес.

Використання мікроелементів істотно прискорює процес дозрівання сиру, що протікає під впливом ферментів, активність яких часто залежить від присутності в них атома металу. Основними каталітичними елементами є мідь, марганець, кобальт, магній, нікель, йод, молібден. Для розвитку мікроорганізмів і стимулювання їхньої дії використовують не окремі мікроелементи, а їхньої суміші.

Питання для самоконтролю.

1. Яка сутність біохімічних процесів при дозбіванні сирів?

2. Якими способами можна прискорити процес дозрівання сирів?

Реферати

Tagged with: , , , ,
Posted in Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с

Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet

Интернет реклама УБС