Лекция на тему "Механизм термокислотной коагуляции сывороточных белков"

Механизм термокислотной коагуляции сывороточных белков

Химизм денатурации сложен и детально не изучен. По мнению ряда исследователей , при денатурационпых превращениях происходят коренные изменения макроструктуры белка, связанные с ослаблением сил взаимодействия между белковыми цепями аминокислотных остатков.

Первая стадия денатурации заключается в изменении исходного типа упаковки полипептидных цепей. Вызванная различными способами, она имеет общую закономерность - разрыв минимального количества внутримолекулярных связей для развертывания глобулы. Разворачивание глобулы и освобождение отдельных радикалов, которые в нативном состоянии белка тесно сгруппированы между собой, объясняет все характерные проявления денатурации .

Вторичные явления после денатурации - ассоциация развернувшихся глобул и химическое изменение их приводит, в конечном счете, к выделению / белков

Денатурированные сывороточные белки в виде агрегатов неправильной формы окружают измененные частицы казеина и, по-видимому, частично связываются с ним.

С повышением температуры пастеризации степень денатурации сывороточных белков увеличивается и усиливается комплексообразование денатурированных сывороточных белков с казеином.

При рН свежего молока действие высокой температуры не может привести к коагуляции. При подкислении сывороточные белки осаждаются так же как казеин

Процесс основан на осаждении казеина в изоэлектрической точке (рН 4,6-4,7), когда силы электростатического отталкивания между частицами белка ослабевают и начинают преобладать силы межмолекулярного взаимодействия [80].

Повышение концентрации ионов водорода сдвигает равновесие между диссоциированными карбоксильными и фосфатными группами на поверхности мицелл казеина и ионами водорода в сторону переассоциированных карбоксильных и фосфатных групп

СОСГ + Н+ - СООН Р032" + 21Г — Р03Н2

При этом происходит снижение отрицательного заряда белковых частиц. Кроме отрицательно заряженных групп на поверхности белковых частиц находятся аминогруппы (-NH3). При определенной концентрации ионов водорода (рН 4,6-4,7) происходит выравнивание отрицательных и положительных зарядов, то есть наступает изоэлектрическое состояние, в котором происходят кон-формационные изменения макромолекул белка, они теряют растворимость и соединяются между собой, формируя сетчатую трехмерную структуру сгустка или выпадают в виде хлопьев

Под действием молочной кислоты нарушается структура казеинаткаль-циего фосфатного комплекса: от него отщепляется фосфат и органический кальции в виде лактата кальция, и переходит в плазму: СаНР04 + 2С3Н603 - (С3Н503)2Са + Н3Р04 Цитрат кальция тоже переходит в более растворимый лактат кальция: Са3(С6Н507)2 + 6С3Н603 -+ 3(С3Н503)2Са + 2С6Н8 В настоящее время существует несколько направлений повышения степени использования сывороточных белков молока: - получение молочных продуктов традиционным способом с добавлением к нему концентратов белка, полученных из сыворотки различными способами [31, 59]; - использование сгущения и концентрирования ультрафильтрацией молока; - повышение температуры пастеризации исходного сырья.

Широкое распространение получило первое направление, предусматривающее получение молочных продуктов традиционных способов с добавлением к нему концентратов белка, полученных из сыворотки различными методами осаждения сыворотки.

Наиболее современный метод осаждения белка — это мембранный. Так, в США, Франции, Великобритании при производстве «незрелого» сыра, сыра с высоким содержанием альбумина или для получения приправы сыра коттедж, используют концентрат сывороточных белков, полученных методом ультрафильтрации сыворотки Готовые продукты имеют хороший вкус и аромат.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЯГКИХ СЫРОВ

Общая характеристика и классификация мягких сыров

В зависимости от вида применяемых микроорганизмов, участвующих в выработке и созревании, мягкие сыры подразделяют на три группы.

I группа — сыры, созревающие при участии слизи:

* сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и поверхностной микрофлоры сырной слизи (дорогобужский, калининский, дорожный, рамбинас, нямунас, бауский, земгальский и др.). Сыры имеют острый, пикантный вкус, слегка аммиачный запах. Консистенция нежная маслянистая;

* сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий, а также белой плесени и микрофлоры сырной слизи, развивающихся на поверхности сыра (смоленский, невшатель и др.)

- Вкус и запах сыров острые, пикантные, слегка аммиачные, с грибным привкусом.

Консистенция нежная маслянистая.

II группа — сыры, созревающие при участии плесени:

* сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и белой плесени, развивающейся на поверхности сыра (белый десертный, «Русский камамбер» и др.). Вкус и запах сыров острые, пикантные, перечные.

Консистенция нежная маслянистая;

* сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и голубой плесени, развивающейся в тесте сыра (рокфор и др.).

Вкус и запах острые, пикантные, перечные.

Консистенция нежная маслянистая.

III группа — сыры свежие, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий (адыгейский, домашний, чайный, клинковый, нарочь, моале и др.).

Мягкие сычужные сыры вырабатывают из молока высокой степени зрелости кислотностью 22-24 °Т, за исключением свежих сыров без созревания, для которых требуется молоко кислотностью до 20 ºТ. При выработке свежих сыров используют следующие способы коагуляции белков молока: кислотный, кислотно-сычужный, термокислотный и термокальциевый. В отличие от твердых сыров мягкие сычужные сыры имеют повышенное содержание влаги, поэтому зерно ставят крупное (1-5 см), применяя кратковременную обработку сырного зерна без второго нагревания. Во время формования и самопрессования интенсивно протекает молочнокислое брожение, в результате которого уже в первые дни созревания в сырной массе не обнаруживается молочного сахара и рН достигает 4,2-4,5. При такой кислотности сырной массы создаются благоприятные условия для развития поверхностной микрофлоры. В результате жизнедеятельности поверхностной микрофлоры (плесени, дрожжи) протеолиз протекает с образованием щелочных продуктов распада, в том числе и аммиака. При этом понижается кислотность сырной массы. К концу созревания рН сырной массы повышается до 6,0-6,5, что является оптимальной величиной для действия бактериальных ферментов. Выделившийся при распаде белка аммиак придает сырам специфический запах, а свободные карбонильные кислоты, альдегиды и кетоны, образующиеся в результате гидролиза молочного жира под действием фермента плесени липазы, способствуют формированию перечно-грибного вкуса. Мягкие сыры вырабатывают небольших размеров с высокой удельной поверхностью, что усиливает влияние поверхностной микрофлоры на процесс созревания сыра.

Свежие сыры

Эти сыры относятся к III группе. Адыгейский сыр.

Основные показатели технологического процесса производства адыгейского сыра следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 45 %; влаги не более 60; поваренной соли не более 2 %. Адыгейский сыр вырабатывают из нормализованного пастеризованного молока кислотностью не выше 21 °Т путем кислотной коагуляции белков молока. Свертывание молока осуществляется кислой молочной сывороткой с последующей специальной обработкой полученного сгустка. Кислая сыворотка получается из свежей профильтрованной сыворотки, которую хранят в емкости до нарастания кислотности до значений 85... 100 "Т. Для ускорения нарастания кислотности в сыворотку добавляют до 1 % закваски, приготовленной на культурах болгарской палочки или L. helveticus. В пастеризованное до 93-95 °С нормализованное молоко вносят кислую сыворотку в количестве 8-10 % массы молока. Сыворотку выливают осторожно, небольшими порциями, по краям аппарата выработки сырного зерна. Образующийся хлопьевидный сгусток выдерживают при температуре 93-95 °С до 5 мин. Сыворотка должна выделяться желтовато-зеленоватого цвета с кислотностью 30-33 ºТ. Всплывшую наверх сырную массу выкладывают сетчатым ковшом на длинной ручке в конические плетеные корзины или другие формы, одновременно сливая сыворотку из ванны. Во избежание пригорания белка сыворотку из ванны удаляют не полностью. Сыр в формах подвергают самопрессованию в течение 10-16 мин. За это время сыр один раз переворачивают, слегка встряхивая форму. После самопрессования сыр перекладывают в металлические формы и одновременно проводят посолку сухой поваренной солью с помощью дозатора — по 15 г на верхнюю и нижнюю поверхность. Для просаливания и обсушки сыр в формах направляют в камеру с температурой 8-10°С, где его выдерживают не более 18 ч, при этом переворачивают 1-2 раза. Готовый продукт упаковывают в пергамент, подпергамент, целлофан или полимерные пленки и направляют в реализацию. Продолжительность хранения адыгейского сыра на предприятии-изготовителе после окончания технологического процесса не должна превышать 3 сут. Сыр мягкий комбинированный без созревания. В качестве сырья используют смесь обезжиренного молока и соевого напитка в соотношении 4:1. Коагуляцию белков проводят термокислотным или термокальциевым способом.

При термокислотной коагуляции (сыр «Идеал») смесь нагревают до 90 °С и вносят молочную сыворотку кислотностью 130-140 ºТ. При термокальциевой коагуляции (сыр «Новинка») смесь нагревают до 95 ºС и вносят 40%-ный водный раствор хлорида кальция из расчета 200 г безводной соли на 100 кг смеси. Посолку сыра осуществляют в зерне после удаления 65-70 % сыворотки. Хлорид натрия вносят из расчета 1,5 кг соли на 100 кг смеси. Сыры формуют в горячем виде с последующим самопрессованием сырной массы в течение 4-6 ч при 16-20 °С. Полученные сыры имеют специфические привкус и запах. С целью облагораживания вкуса используют чеснок в количестве 0,6 кг на 100 кг смеси и укроп — 0,3 кг на 100 кг смеси. Массовая доля влаги в готовом продукте при различных способах коагуляции составляет 63-65 % при термокислотной и 64-66 % при термокальциевой. Хранят сыры не более 6 сут при температуре 2-4 °С.

ПОРОКИ СЫРОВ

При качественной оценке мягкие сыры не подразделяют на сорта. В этом случае устанавливают соответствие или несоответствие качества и состава продукта требованиям нормативно-технической документации. В случае несоответствия качества продукта требованиям нормативно-технической документации сыр приемке-сдаче не подлежит. Его направляют на промышленную переработку. При оценке сыров могут быть обнаружены пороки вкуса и запаха, консистенции, рисунка, цвета.

Пороки вкуса и запаха

Горький вкус сыр приобретает в основном из-за накопления в нем большого количества полипептидов. Это происходит при нарушении процесса протеолиза вследствие тех или иных отклонений в технологии. Понижение температуры созревания, излишнее повышение кислотности в сырах, увеличение содержания хлорида натрия — все это приводит к резкому замедлению развития молочнокислых бактерий и, следовательно, к уменьшению количества протеолитических ферментов и снижению их активности. Причиной горького вкуса может быть переработка на сыр молока от коров, больных маститом, или содержащего горькие вещества растительного происхождения. Во всех случаях следует тщательно сортировать молоко и соблюдать установленные технологические режимы выработки сыра. Кисловатый вкус. Характерен для всех сыров, вырабатываемых с низкой температурой второго нагревания. Иногда он бывает выражен очень сильно и расценивается как порок. Основная причина образования кислого вкуса — накопление в сыре излишнего количества молочной кислоты. Это происходит при переработке молока повышенной зрелости, внесении слишком большой дозы бактериальной закваски, излишне высокой начальной влажности сыра, недостаточном разбавлении сыворотки водой. Чтобы избежать этого порока, следует следить за подготовкой зрелого молока и регулировать уровень молочнокислого брожения при выработке сыра. Затхлые вкус и запах. В твердых прессуемых сырах этот порок чаще всего обусловлен развитием поверхностной микрофлоры, особенно слизи. Микрофлора слизи обладает высокой протеолитической активностью.

Протеолиз сопровождается образованием большого количества аммиака, который проникает в сыр и придает ему затхлые вкус и запах. Развитию поверхностной микрофлоры способствуют высокая влажность и кислотность сырной массы, повышенная относительная важность воздуха и плохой уход за сыром в процессе созревания. Затхлые вкус и запах могут быть обусловлены развитием газообразующей микрофлоры (дрожжи, кишечная палочка). Чтобы предупредить этот порок, необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические условия, регулировать влажность и кислотность в процессе выработки сыра, обеспечить тщательный уход за сыром и необходимую относительную влажность воздуха при созревании сыра. Недостаточно выраженные вкус и запах. Порок появляется вследствие замедленного развития в сыре микробиологических и биохимических процессов. Это обусловлено рядом причин: недостаточным содержанием влаги в сыре, излишним разбавлением сыворотки водой, высокой кислотностью, избыточным содержанием хлорида натрия, созреванием сыров при пониженной температуре и др. Чтобы предупредить порок, необходимо регулировать влажность и уровень молочнокислого брожения, контролировать режим посолки и созревания сыра.

Пороки консистенции

Твердая консистенция. В прессуемых сырах с низкой температурой второго нагревания этот порок вызывается чаще всего недостаточным содержанием влаги в сыре. Этот недостаток можно устранить путем снижения температуры второго нагревания и применением частичной посолки в зерне.

Твердая консистенция в сырах с высокой температурой второго нагревания может быть следствием замедленного развития микробиологических и биохимических процессов, когда накопление растворимых продуктов протеолиза происходит в недостаточной степени. В этом случае следует применять активные культуры молочнокислых бактерий и наносить защитные покрытия на сыры на более ранних стадиях его созревания, не допускать пересола сыра.

Крошливая консистенция образуется вследствие избыточного развития молочнокислого процесса. При этом в результате интенсивного накопления молочной кислоты усиливается отщепление кальция от мицелл казеина и ухудшаются его гидрофильные свойства. Чтобы предупредить порок, необходимо регулировать уровень молочнокислого брожения путем добавления воды при обработке зерна и проводить частичную посолку сырной массы в зерне.

Колющаяся консистенция (самокол). Порок заключается в растрескивании сырной массы и образовании щелей различной величины. Это происходит из-за недостаточной эластичности сырного теста при недостатке кальция, связанного с казеином. При накоплении в таких сырах газообразных продуктов глазки не образуются и вместо постепенной деформации сырной массы в местах скопления газов сыр растрескивается. Причиной служит накопление избытка кислоты при излишне развитом молочнокислом брожении вследствие применения больших доз бактериальной закваски с повышенной активностью кислотообразования. Причиной порока может быть замедленное газообразование в сыре. В этом случае необходимое для образования рисунка давление газа создается уже после того, как сырная масса потеряет эластичность (вследствие проникновения в сыр хлорида натрия и его взаимодействия с казеином). Чтобы предупредить порок, необходимо обеспечить своевременное газообразование в сыре, поддерживать в камерах созревания необходимый температурно-влажностный режим.

Резинистая консистенция. Она вызывается недостаточно развитым в сыре молочнокислым брожением, когда при низком содержании молочной кислоты образуется избыток кальция, связанного с белком. Чтобы предупредить порок, необходимо увеличить дозу закваски, удлинить время свертывания и обработки сгустка, не разбавлять сыворотку водой.

Мажущаяся консистенция. Порок возникает при высокой влажности сырной массы. Для устранения порока необходимо усилить обсушку зерна в процессе обработки.

Пороки рисунка

Сетчатый, рваный и губчатый рисунок образуется в результате избыточного газообразования при развитии в сырах вредной микрофлоры (кишечная палочка, дрожжи и масляно-кислые бактерии). Причинами являются использование бактериально-загрязненного молока, недостаточно эффективная пастеризация, вторичное обсеменение молока и сырной массы вредной микрофлорой, применение малоактивной бактериальной закваски, излишне низкая кислотность сыра, проведение посолки и созревание сыра при повышенных температурах и др. Для устранения порока необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические условия производства и режим пастеризации молока, использовать антагонистические закваски и бактериальные препараты, проводить посолку и созревание сыра при пониженной температуре.

Отсутствие рисунка. Этот порок в сыроделии называют «слепой рисунок». Вызывается он замедленным газообразованием в сыре и чаще всего обусловлен недостаточным развитием аромато-образующих молочнокислых стрептококков (при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания) или пропионовокис-лых бактерий (при выработке сыров с высокой температурой второго нагревания). Причинами замедленного газообразования служат низкая температура посолки и созревания сыра и излишнее содержание хлорида натрия в сыре. Особенно неблагоприятно сказывается на газообразовании избыточное внесение хлорида натрия при частичной посолке сыра в зерне. Для устранения порока необходимо строго следить за режимами посолки и созревания сыра. 3.4 Пороки цвета и внешнего вида Неравномерное окрашивание теста сыра (белые пятна). Порок обусловлен неоднородной обработкой сырного зерна, неравномерным распределением бактериальной закваски. Чтобы предупредить порок, необходимо вносить закваску в молоко через сетчатый фильтр, хорошо перемешивать смесь перед свертыванием, ставить одинаковое по размеру зерно, не допускать комкования зерен при обработке.

Белый цвет теста. Появляется у сыров пересоленных, выработанных в зимний период или из молока с повышенной кислотностью.

Подкорковая плесень. Она развивается в сырах с плохо замкнутой при прессовании поверхностью, что обусловлено недостаточным давлением и малой продолжительностью прессования, быстрым охлаждением поверхности сыра, излишней обсушкой сырного зерна и др. Способствует ее развитию и образование трещин на поверхности сыра из-за деформации его после посолки, а также медленное наведение корки на сыре или повреждение ее при мойке. Для устранения порока необходимо подпрессовывать пласт под слоем сыворотки, проводить перепрессовки сыра, следить за температурой воздуха при формовании и прессовании сыра, аккуратно обращаться с сырами при их укладке на стеллажи в процессе моек, применять при созревании сыра покрытия, в состав которых входят вещества, задерживающие рост плесени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сыр является высокоценным пищевым продуктом, содержащим большое количество легкоусвояемых полноценных белков, молочного жира, различных солей и витаминов. Для каждого вида сыра свойственны свои технологические особенности, которые в конечном итоге и определяют специфику готового продукта. Микрофлора, применяемая при выработке и созревании сыров, определяет вид и характерные особенности мягких сыров, обусловливает направление микробиологических, биохимических (ферментативных) процессов, протекающих в молоке, сырной массе, влияет на образование вкуса и аромата сыра, его физико-химический состав. В зависимости от способа свертывания молока при получении сгустка мягкие сыры подразделяют на сычужные, сычужно-кислотные и кислотные (кисломолочные). При выработке созревающих мягких сыров в первые 2-3 сут. в сырной массе накапливается большое количество молочной кислоты, которая в последующем задерживает развитие молочнокислых бактерий. Поэтому дальнейшее накопление в сырной массе бактериальных ферментов молочнокислой микрофлорой, участвующей в созревании сыров, возможно только при значительном снижении кислотности сырной массы под воздействием развивающихся на поверхности сыров культурных плесеней и микрофлоры сырной слизи, а для рокфора — развития культурной плесени Pen. roqueforti в тесте сыра. Мягкие сыры формуют методом розлива крупно разрезанного на куски сгустка или крупного зерна непосредственно в групповые перфорированные формы. Сыворотка отделяется в результате самопрсссования и лишь при выработке отдельных видов сыра применяется слабое прессование (давление 1-5 кПа).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бредихин С.А. Технология и техника переработки молока / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. Юрин. – М.: Колос, 2003. - 400с.

2. Бухтарева Э.Ф. и др. Товароведение пищевых жиров, молока и молочных продуктов – М.: "Экономика", 2007.

3. Галат Б.Ф. Молоко: производство и переработка / Б.Ф.Галат , В.И. Гриненко, В.В. Змеев: Под ред. Б.Ф. Галат.- Харьков, 2005. – 352с.

4. Колесник А.А., Елизарова Л.Г. Теоретические основы товароведения продовольственных товаров. – М.: Экономика, 2007.

5. Крусь Г.Н. Технология молока и молочных продуктов / Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпычев; Под ред. А.М. Шалыгиной. – М .: КолосС, 2007. – 455 с.

6. Кузнецов В.В. Справочник технолога молочного производства. Технологии и рецептуры Т.3. Сыры / В.В. Кузнецов, Г.Г.Шилер; Под общ. ред. Г.Г.Шилера. – СПб.: ГИОРД , 2003. – 512 с.

7. Технологические основы производства и переработки продукции животноводства: Учебное пособие / Составители: проф. Н.Г. Макарцев, проф. Л.В. Топорова, проф. А.В. Архипов; Под ред. В.И. Фисинина, Н.Г. Макарцева. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2003. – 808 с. PAGE \* MERGEFORMAT 1