В этом разделе собраны статьи по вопросам производства сыра, результаты исследований биохимических и микробиологических процессов, протекающих при выработке и созревании сыра, и дан анализ основных технологических факторов, определяющих видовые особенности сыров с низкими температурами второго нагревания.
Показано значение биологической полноценности молока для развития молочнокислой микрофлоры и влияние сезонных изменений его свойств на культивирование бактериальных заквасок.
Предложены способы устранения прилипания сычужного сгустка к стенкам вaнн и механизмам линий. Установлено, что прилипание сгустка связано с электрохимическими свойствами белковых веществ, со знаком и величиной потенциала между стенкой и сычужным сгустком.
Вопросы совершенствования производства плавленых сыров нашли отражение в работах по изысканию новых видов сырья для плавления (сыр типа чеддар) и улучшению консистенции плавленого сыра путем использования новых солей-плавителей (солей натрия триоксиглутаровой кислоты). Обобщены материалы по разработке технологии сыра в порошке.
Основные факторы, определяющие видовые особенности костромского и степного сыров
Производство костромского сыра (под названием сыра гауда) было начато в нашей стране в 70-х годах прошлого столетия.
На протяжении длительного периода технология выработки этого сыра изменялась, в связи с чем изменялись и его качественные особенности. Специалисты указывают, что наши голландские сыры суше и острее на вкус по сравнению с сырами, вырабатываемыми в Голландии. Причем разница настолько существенна, что их следует рассматривать как самостоятельные виды сыров. Видовые особенности костромского, как и многих других сыров, до сих пор не получили надлежащей характеристики. Требования к костромскому сыру ограничиваются только чистым вкусом и ароматом, свойственным данному виду сыра.
Такая неопределенность требований к качественным показателям костромского сыра приводит, с одной стороны, к тому, что разница между сырами голландской группы, за исключением голландского круглого и ярославского, сводится по существу к различию формы. Однако влияние формы на созревание (скорость остывания, просаливание) невелико, чтобы вызвать резкие различия в свойствах зрелого сыра. С другой стороны, неопределенность требований к качественным показателям отражается на оценке костромского сыра и приводит к произвольным изменениям его технологии.
Еще более неопределенна характеристика степного сыра. Имеются сведения, что русский степной сыр впервые вырабатывали в степях Западной Сибири в конце XIX столетия. Позднее такой сыр стали вырабатывать мастера-датчане в Дании.
Технология выработки степного сыра в Дании складывалась под влиянием технологии различных сыров, главным образом голландских. При одинаковых в общем приемах выработки степной сыр получился несколько более мягким и вследствие этого более быстро созревающим, чем голландские сыры. Формовать стенной сыр можно было из пласта и наливом, о чем свидетельствует первый стандарт, изданный в 1932 г. В последующий период технология степного сыра еще более сблизилась с технологией голландских сыров и в настоящее время почти не отличается от нее. В соответствии с этим требования к качеству степного сыра оказались одинаковыми с требованиями к костромскому сыру. Степной сыр должен обладать лишь несколько более острым вкусом за счет более крепкой посолки и иметь слегка ломкое при изгибе тесто.
В литературе русский степной сыр по своим вкусовым свойствам характеризуется как сыр, близкий к тильзиту и лимбургскому.
Видовые особенности сыров складываются в результате биохимических процессов, направление которых определяется микрофлорой сыра и технологическими условиями его производства. Из всего многообразия факторов, определяющих видовые и вкусовые свойства сыра, решающими являются: температура второго нагревания, влажность сыра, состав применяемых заквасок, характер развития молочнокислого процесса, содержание соли и условия созревания сыра.
Влияние влажности сыра на распад белковых веществ изучали многие исследователи. Однако исследования велись без учета содержания в сыре молочного сахара, величины активной кислотности и факторов, влияющих на влажность (продолжительность обработки сырного зерна, температуры второго нагревания). Содержание влаги в сыре не является единственной мерой объема и характера биохимических процессов, которые зависят, кроме того, от количества молочного caxapa, содержащегося в водной фазе сыра и особенностей молочнокислого брожения. Повышение влажности сыра сопровождается увеличением содержания молочного сахара и ростом активной кислотности, которая часто является решающей в определении его качества.
Влияние влажности на процесс созревания сыра редко учитывали, это приводило иногда к неверным практическим выводам.
Температура второго нагревания сырного зерна является регулятором объема микробиологических процессов и вместе с тем важным селекционирующим фактором молочнокислой микрофлоры. Ее влияние на распад белковых веществ отмечалось давно. В некоторых работах обращено внимание на ослабление молочнокислого процесса и степень распада параказеина под влиянием повышенной температуры второго нагревания. Тем не менее этот вопрос освещен в литературе недостаточно.
Было исследовано влияние температуры второго нагревания на микрофлору двух видов сыра - голландского и швейцарского. Технология этих сыров, кроме температуры второго нагревания, имеет другие существенные различия, и, естественно, указанные исследования не могут дать прямого ответа на роль температуры второго нагревания в пределах голландской группы сыров.
Нет данных о влиянии температуры второго нагревания на бактериальные компоненты закваски, которая применяется в сыроделии.
Повышение температуры второго нагревания существенно отражается на физико-химических свойствах сырной массы, однако исследования в этом направлении единичны. Сыры голландской группы вырабатывали при высокой температуре второго нагревания, что отражалось на качестве (консистенция их становилась грубой и появлялся пряный вкус, не свойственный сырам этой группы).
Развитие молочнокислого процесса - один из важных факторов видообразования и качества сыра. Но его значение не всегда оценивается достаточно правильно. Каждому виду сыра соответствует характерная для него кривая изменения величины рН. Если максимальная активная кислотность круглого голландского сыра находится в области рН 5,0-5,1, то для сыров, изготовленных при высокой температуре второго нагревания, эта область значительно выше.
Для каждого вида сыра установлена оптимальная концентрация поваренной соли, которая является не только вкусовым веществом, но, вступая во взаимодействие с белковыми веществами сыра, изменяет их гидрофильность и в некоторой степени их мицеллярную структуру. Соль имеет также и биологическое значение, заключающееся в том, что различные расы и штаммы молочнокислых бактерий по-разному реагируют на повышение концентрации ее, изменяя при этом свою биологическую активность.
На качество сыра влияет и температурный режим созревания. Основой биохимического созревания сыра служат ферментативные системы бактериальной массы. Естественно, что с повышением температуры созревания активность ферментов повышается. В этом отношении повышенная температура играет положительную роль, так как ускоряет созревание сыра. Но наряду с этим необходимо отметить, что не для каждого вида сыра высокая температура приемлема, поскольку она приводит к появлению не свойственных для данного вида вкусовых оттенков.
Для большинства сыров, в том числе костромского и степного, перечисленные факторы не были в достаточной мере теоретически обоснованы.
В задачу настоящего исследования входит:
более точное определение, по сравнению с существующим, видовых особенностей костромского и степного сыров и установление объективных показателей нормального технологического процесса, который обеспечивал бы высокое качество этих сыров;
изучение влияния условий производства - на микробиологические и биохимические процессы и их роли в видообразовании сыров;
теоретическое обоснование основных факторов, определяющих видовые особенности сыров голландской группы.
Методика работы: на сырзавод поступало молоко с пониженной кислотностью (16-17°) и слабой способностью к сычужному свертыванию. Показания кружки для сычужной пробы сырого молока колебались от 4 до 15 единиц (в среднем 6,5), но при добавлении 30 г/ц хлористого кальция сычужная активность восстанавливалась до нормальной (2,5 единицы) и обработка зерна в сырной ванне протекала удовлетворительно.
Сыр вырабатывали в течение всего летнего сезона при следующих условиях. Молоко отбирали из приемной ванны, пастеризовали на пластинчатом пастеризаторе при температуре 72-73°, затем вводили в него 0,4% бактериальной закваски для мелких сыров. Качество закваски постоянно контролировала микробиологическая лаборатория. В каждой серии опытов сыры вырабатывали одновременно в трех или четырех ваннах, причем во всех случаях использовали одно и то же молоко и одну и ту же закваску.
Молоко обрабатывали в соответствии с заданиями опыта. Самопрессование сыров длилось 30 минут, а прессование - 90-120 минут с перепрессовкой через 30-50 минут. Давление пресса на головку сыра составляло 0,4-0,5 кг/см2.
Продолжительность посолки сыра в рассоле изменяли в зависимости от влажности его после прессования. Температура (9-11°) и концентрация рассола (18-20%) были более или менее постоянными.
Созревание происходило (за исключением сыров со специальным режимом созревания) при следующем температурном режиме: первые 15-20 дней после посолки - при температуре 10-12°, последующие 30-35 дней (до 60-дневного возраста) - при 14-16° и, наконец, до кондиционной зрелости - при 10-12°. Во время созревания сыры периодически по мере появления на их поверхности слизи промывали водой. В возрасте 40-45 дней их парафинировали. Качество готового сыра (в возрасте 2,5 месяца) оценивали органолептически.
Азотистые вещества, фосфор, кальций, а также нерастворимый остаток сыра исследовали по методике, применяемой в химической лаборатории ЦНИИМСа: свободные аминокислоты в сыре определяли по прописи Боде с применением в качестве элюанта этилового спирта вместо метилового, рН - потенциометрически, хингидронным методом, пентозы - по Белозерскому.
Микробиологические исследования сыров проводили на разных стадиях их созревания двумя способами:
определяли объем микрофлоры и интенсивность микробиологических процессов путем посева проб сыра на среду из гидролизованного молока с агаром;
изучали состав микрофлоры и биохимические свойства бактерий, выделенных из сыра. При этом определяли продолжительность свертывания молока, кислотообразование, образование летучих кислот, газообразование, протеолитическую активность, морфологию бактериальных клеток, чувствительность их к фагу и наличие фага в сыре.
Костромской сыр
Температура второго нагревания
В свое время было рекомендовано вести второе нагревание при 46-48° и кратковременном (2-3 минуты) вымешивании сырного зерна. Эта рекомендация, правда с более длительным вымешиванием зерна, была принята сыродельными заводами. Однако в результате ухудшилась консистенция сыра и вкус его приблизился к вкусу крупных сыров, вырабатываемых при высокой температуре второго нагревания; органолептические свойства костромского сыра, особенно консистенция (твердая, резинистая), также не удовлетворяли потребителей. Поэтому, несмотря на стойкость такого сыра в хранении рекомендовалось температуру второго нагревания понизить до 39-41°.
Температурный режим обработки сырного зерна в ванне существенно влияет на содержание влаги в сыре. Сопряженность указанных факторов (температура и влажность) не всегда учитывалась в исследованиях и поэтому делались не совсем правильные выводы.
Изучение влияния разной температуры второго нагревания на видовые особенности сыра важно провести при условиях сохранения в сыре одинаковой влажности. В опытах это достигалось сокращением продолжительности обработки сырного зерна в ванне по мере повышения температуры второго нагревания.
При температуре 40° общая продолжительность обработки сырного зерна составляла в среднем 95 минут (1 ванна), при температуре 43° - 67 минут (2 ванна) и при 46° - 61 минута (3 ванна). Продолжительность обработки сырного зерна до второго нагревания была одинаковой (во всех ваннах) и составляла 35 минут. Диаметр основной массы (85%) сырных зерен около 5 мм. При температуре второго нагревания 46° сырное зерно обладало значительной клейкостью и этим заметно отличалось от зерна, обработанного при температуре 40°. Остальные условия выработки и созревания сыра были одинаковыми. Повторность опытов пятикратная.
Характеристика химического состава сыров показала, что содержание влаги в сырах после прессования было почти одинаковым, но уже через 10 дней стала заметна разница. Влияние температуры второго нагревания на обезвоживание сырной массы после прессования проявлялось в том, что средняя влажность сыров, обработанных в ванне при повышенной температуре, была несколько ниже. Эта разница становилась особенно заметной в зрелом сыре.
Исследования показывают также, что температура второго нагревания даже при небольших ее изменениях в пределах 3° оказывает существенное влияние на микробиологические процессы в сыре.
При повышении температуры второго нагревания с 40 до 43° развитие бактерий в сыре после прессования подавлялось, количество их уменьшилось примерно в 2 раза, а при повышении температуры на 6° (с 40 до 46°) оно уменьшилось в 5 раз. В дальнейшем, при созревании сыра в течение 30 дней, сохранялась разница в объеме микрофлоры: в сырах, изготовленных при температуре второго нагревания 40°, наблюдалось максимальное размножение бактерий, а в сырах, выработанных при температуре 46°, - подавление их развития, что полностью согласовывалось с процессами кислотообразования.
Наиболее высокой активной кислотностью отличались сыры, полученные при пониженной температуре второго нагревания (40 и 43°).
В сырах, где развитие бактерий было сильно подавлено при температуре второго нагревания 46°, молочнокислый процесс протекал на более низком уровне. Микробиологические процессы достигали наибольшего развития в первые 10 дней после выработки сыра, и соответственно этому активная кислотность на третьи-пятые сутки была наибольшей.
Существенные изменения в объеме микробиологических процессов при температуре второго нагревания оказали большое влияние на биохимические процессы созревания сыра. Это относится как к общему объему протеолиза белковых веществ, так и к его особенностям.
При повышении температуры второго нагревания на 6° содержание азота растворимых белковых веществ в сыре уменьшается на 3,59% и полипептидов - на 1,45%. В меньшей мере происходит уменьшение азота фильтрата после осаждения полипептидов танином. Считают, что эта фракция азотистых веществ содержит только свободные аминокислоты, амиды и аммиак. На самом деле в этом фильтрате обнаружены и пептиды, не осаждающиеся танином. Если не принимать это во внимание, то можно сделать неправильный вывод о том, что количество свободных аминокислот при повышении температуры второго нагревания также уменьшается. В действительности же содержание свободных аминокислот при этом увеличивается на 41%.
С повышением температуры второго нагревания не только увеличивается количество свободных аминокислот в зрелом сыре, но изменяется и соотношение их.
Увеличивается относительное количество глутаминовой кислоты и уменьшается количество лейцина с фенилаланином. В общем составе свободных аминокислот первое место занимает глутаминовая кислота, второе - лизин, третье - лейцин с фенилаланином; треонин содержится в небольшом количестве. Согласно исследованиям ряда авторов, глугаминовая кислота относится к компонентам вкуса швейцарского сыра. Таким образом, повышенное содержание глутаминовой кислоты в костромском сыре может способствовать возникновению в нем оттенков вкуса, характерных для сыров, выработанных при высокой температуре второго нагревания.
Известно, что некоторые виды микроорганизмов вызывают горечь в сыре. Но вместе с тем известно, что образованию горечи способствуют: высокое содержание в сырах влаги, низкое содержание соли, повышенная кислотность, малоактивные закваски, выдержка сыров при низкой температуре. По литературным данным, горечь обусловлена содержанием в сыре определенных видов полипептидов. В опытах горечь появлялась в сырах с высокой влажностью и повышенной кислотностью; количество промежуточных продуктов распада белковых веществ в них было наиболее высоким.
Температура второго нагревания, определяя ход микробиологических и биохимических процессов при созревании сыра, оказала значительное влияние на его органолептические свойства.
В сырах с температурой второго нагревания 40°, где микробиологические процессы получали наибольшее развитие и активная кислотность была самой высокой, чаще отмечались нежелательные привкусы: слабо кисловатый и горьковатый и иногда слегка нечистый (средний балл 39).
Но консистенция сыра была преимущественно хорошей (средний балл 23,8).
Вкус сыров, изготовленных при температуре второго нагревания 46°, был лучшим, чем сыров предыдущего варианта, но в них чаще ощущался пряный привкус, свойственный сырам с высокой температурой второго нагревания (средний балл 39,4). Самым большим дефектом этих сыров была грубая консистенция (средний балл 22,6), что обусловливалось малым объемом распада параказеина и в некоторой степени - пониженной влажностью зрелого сыра (на 2%), хотя средняя влажность его после прессования была почти одинаковой во всех сырах.
Более высокую оценку получили сыры, выработанные при температуре второго нагревания 43°. Они имели хороший вкус и запах и некоторые слабую кисловатость (средний балл 40,4). По консистенции они заняли среднее положение (средний балл 23). Общая балловая оценка сыров, выработанных при температуре второго нагревания 40°, составляла 91,8, при температуре 43° - 92,4 и при 4° - 90,6 балла.
Таким образом, влияние температуры второго нагревания на формирование видовых особенностей костромского сыра выразилось в следующем.
1. С повышением температуры второго нагревания сырного зерна: а) резко подавляется развитие молочнокислой микрофлоры, снижается содержание влаги в сыре; молочнокислый процесс протекает на более низком уровне на всем протяжении выработки сыра;
б) объем продуктов распада параказеина уменьшается, но количество свободных аминокислот увеличивается; при этом изменяется также и количественное соотношение аминокислот (преобладает глутаминовая кислота - компонент, участвующий в образовании специфического вкусового оттенка в сырах с высокими температурами второго нагревания);
2. При втором нагревании сырного зерна до температуры 40° сыр получается с хорошей консистенцией, но во вкусе отмечается тенденция к появлению нечистого, кисловатого и горьковатого привкусов, что снижает его качество.
3. При температуре второго нагревания 43° получается сыр с хорошим вкусом и ароматом, но удовлетворительной консистенции.
4. Температура второго нагревания 46° приводит к получению сыра с грубой консистенцией. При этом во вкусе появляется оттенок пряности, несвойственный данному виду сыра. Учитывая, что при нагревании сырного зерна свыше 43° ухудшается консистенция сыра и его вкус, применение температур второго нагревания свыше 43° должно быть исключено.
Влажность сыра:
Влажность сыра является показателем содержания в свежей сырной массе остаточной сыворотки.
В зависимости от вида вырабатываемого сыра свежая сырная масса должна содержать то или иное количество сыворотки. Для большинства сыров, в том числе и костромского, пределы колебания влажности не установлены.
Опыты по изучению влажности сыра как фактора видообразования проводились в следующем порядке:
однородное молоко разливали в три ванны. Путем изменения длительности обработки сырного зерна мы получали сыры с содержанием влаги после прессования 38-40%, 40-43% и 43-46%. Второе нагревание сырного зерна во всех ваннах вели при температуре 40°, продолжительность обработки его до второго нагревания была одинаковой (33 минуты). Общая продолжительность обработки сырного зерна в первой ванне составляла 140 минут, во второй - 100 минут и третьей - 59 минут. Кислотность сыворотки к концу обработки в первой ванне повышалась на 2,3°, во второй - на 1° и третьей - на 0,3°. Посолка сыра, полученного из первой ванны, продолжалась 6,5 суток, из второй - 5,5 и из третьей - 4,5 суток. Повторность опытов шестикратная.
Химические показатели сыров, выработанных в этих условиях, приведены ниже. Содержание в сыре влаги около 40% являлось предельной величиной обезвоживания при данных условиях опыта (свойства молока, активная кислотность, температура сырного зерна при втором нагревании 40° и др.).
При увеличении длительности обработки сырного зерна в первой ванне до 140 минут достигалась более высокая степень обезвоживания его, а следовательно, более полное удаление бродильного материала.
Сопоставление данных по концентрации молочного сахара в водной фазе сыров после прессования показывает, что в сыре, полученном из первой ванны, она ниже, чем в других. Это свидетельствует о том, что при удлинении срока обработки сырного зерна повышается степень сбраживания молочного сахара. Действительно, активная кислотность в сыре, полученном из первой ванны, после прессования была выше, чем в остальных (величина рН ниже на 0,12) и количество бактерий в нем также было несколько выше. Однако во время созревания сыров главным действующим фактором являлась уже их влажность. Она оказывала регулирующее влияние на объем микробиологических процессов и нарастание кислотности.
Микробиологические процессы и соответственно молочнокислый процесс в сыре с пониженной влажностью (ванна 1) развивались на более низком уровне.
С повышением влажности сыра до 45% объем микрофлоры увеличивался и соответственно на 3-10-й день возрастала его активная кислотность (рН 5,21-5,13); которая оставалась более высокой и на всех стадиях созревания сыра.
Результаты изучения распада белковых веществ сыра в зависимости от его влажности, регулируемой различной продолжительностью обработки сырного зерна, были изучены (возраст сыра 75 дней).
Несмотря на то что влажность сыров в первой и третьей ваннах значительно отличалась. (40,1% и 45,0%), разница в количестве растворимых белковых веществ и полипептидов не превышает десятых долей процента к общему содержанию в них азота. Но обнаружены некоторые различия в содержании свободных аминокислот. В зрелом сыре из первой ванны (влажность 40%) свободных аминокислот было на 15% больше, чем в сыре из третьей ванны. Однако относительное их содержание сохранилось почти постоянным в противоположность тому, что наблюдалось при изменении температуры второго нагревания, которая влияла на состав свободных аминокислот.
Несмотря на меньший объем микрофлоры в сырах с 40%-ной влажностью, их зрелость (18,8% растворимого азота) мало отличалась от зрелости сыров с высокой влажностью (45%) и повышенным объемом микрофлоры (19,4% растворимого азота).
Наиболее вероятной причиной этого явления служит различный уровень активной кислотности и, как следствие, различная активность ферментов при созревании сыра, хотя при этом не исключены и другие причины, связанные с различной продолжительностью обработки сырного зерна.
При пониженной начальной влажности сыра (39-40%) отмечался хороший или удовлетворительный вкус со слегка сладковатым оттенком (средний балл 39,7). Рисунок сыра нормальный, но редкий (средний балл 9,0). Консистенция обычно удовлетворительная, но возможны случаи получения сыра с плотной консистенцией (средний балл 23,3). Это наблюдается при влажности сыра после прессования менее 40%.
При средней влажности (41-42%) вкусовые свойства несколько ослабляются. В некоторых образцах отмечается слегка кисловатый привкус, но он не излишний для данного вида сыра и не обесценивает его качества (средний балл 39,2). Консистенция сыра заметно улучшается (средний балл 23,5), но рисунок становится неравномерным (средний балл 8,5).
При повышении влажности до 44-47% качество сыра ухудшается. Сыры имеют кислый или кисловатый привкус, а нередко и горьковатый (средний балл 38,7). Более заметно ухудшается рисунок, наряду с неравномерным появляется щелевидный. Улучшается лишь консистенция сыра, но это не компенсирует ухудшение других свойств, и общая оценка качества его понижается.
Следует обратить внимание на условия возникновения щелевидного рисунка. Он появляется в группе сыров с повышенной концентрацией молочного сахара в водной фазе сыра после прессования (2,3-3,0%) и более высокой активной кислотностью на последующих стадиях его созревания.
Таким образом, влияние влажности сыра после прессования на процессы созревания и видовые особенности костромского сыра проявлялось в следующем.
1. С повышением влажности увеличивается общий объем микрофлоры и уровень активной кислотности на всем протяжении созревания сыра. Поэтому, несмотря на более низкий объем микрофлоры в сырах с меньшей влажностью, последние мало отличались по степени зрелости от сыров с большей влажностью (18,8 и 19,4% растворимого азота к общему).
2. С понижением начальной влажности сыра до 40% путем удлинения срока обработки сырного зерна в ванне улучшается вкус сыра, но ухудшается его консистенция.
3. С повышением начальной влажности сыра до 44-47%, получаемой путем сокращения продолжительности обработки сырного зерна в ванне, ухудшается вкус сыра, но улучшается его консистенция; появляется слегка горьковатый привкус, а в сырах с более высокой влажностью - кислый и кисловатый привкусы. Консистенция сыра с повышением влажности улучшается.
Однако ни один из испытанных вариантов не может быть признан оптимальным, так как повышение влажности путем понижения температуры второго нагревания до 40° и сокращения продолжительности обработки зерна в ванне хотя и ведет к улучшению консистенции сыра, но сопровождается появлением тенденции к ухудшению его вкусовых свойств.
В степени обезвоживания сырной массы существует естественный предел, зависящий от свойств молока, кислотности и температуры второго нагревания. В опытах при температуре 40° и рН сырной массы 5,6 эта «предельная» граница обезвоживания находилась в пределах около 40% влажности сырной массы.
Повышение влажности в сыре после прессования и концентрации молочного сахара в его водной фазе способствует появлению щелевидного рисунка в сыре - предшественника «самокола».
Совместное действие второго нагревания и влажности сыра
Обезвоживание сырной массы достигается совместным воздействием на нее второго нагревания и обработки сырного зерна. Первый вариант данной серии опытов (ванна первая) отражает часто встречающиеся в практике случаи, когда повышенная температура второго нагревания при длительной обработке сырного зерна приводит к значительному обезвоживанию сыра; третий вариант (ванна третья) обеспечивает получение сыра с нежной консистенцией (высокой влажностью) в условиях низкой температуры второго нагревания.
В этой серии опытов подготовка молока проводилась в том же порядке, что и в предыдущих. Продолжительность обработки сырного зерна в первой ванне составляла 118 минут при температуре второго нагревания 46°, во второй - 75 минут при 43° и в третьей - 65 минут при 40°. Посолка сыра из первой ванны длилась 7 суток, из второй 6 и из третьей - 5,5 суток.
При температуре второго нагревания 46° и обработке сырного зерна в течение 118 минут происходило значительное обезвоживание (влажность сыра после прессования 38,8%).
С понижением температуры второго нагревания и сокращением длительности обработки влажность сыров после прессования повышалась (из второй ванны до 41,9%, из третьей - до 44,7%).
С повышением влажности увеличивалось в сыре количество молочного сахара, однако его концентрация в водной фазе находилась почто на одном уровне во всех сырах, несмотря на более длительную обработку сырного зерна в первой ванне.
Это объясняется тем, что высокая температура действовала подавляюще на развитие бактерий, вследствие чего замедлилось сбраживание молочного сахара.
Наибольшего объема микробиологические процессы достигли в сырах, выработанных при пониженной температуре второго нагревания (40°), и большей влажностью.
Повышение температуры до 43° подавляло развитие бактерий примерно в 2 раза. Однако уровень микробиологических процессов в этих сырах был все еще достаточно высоким (913-1774-705 млн.) Резкое торможение развития микрофлоры наблюдалось при повышении температуры второго нагревания до 46° и понижении влажности сыра до 38,8%.
Сопоставление данных (влияние температур второго нагревания на развитие бактерий при одинаковой влажности сыра после прессования) и (влияние температур второго нагревания и влажности), позволяет отметить большое сходство в развитии микробиологических процессов, хотя сыры различались по влажности и продолжительности обработки сырного зерна.
Так, в первой серии опытов продолжительность обработки зерна при 46° в 2 раза меньше; чем в другой серии (54 и 118 минут), и влажность 41,1 и 38,8%, однако подавление развития бактерий было почти одинаковым (в сыре после прессования 355-453 млн. и через 10 дней - 1263-1198 млн.).
При выработке сыра продолжительность обработки всегда сочетается с температурой второго нагревания и влажностью сыра, которые оказывают существенное влияние на микробиологические процессы. Объем микрофлоры в сыре мало зависит от температуры созревания; наиболее интенсивно микробиологические процессы протекают в первые 10 дней его созревания (при выработке, прессовании и посолке), а после израсходования молочного сахара они идут уже на убыль.
Таким образом, главным регулятором объема микробиологических процессов в производстве сыра является температура второго нагревания, а вторым по значимости регулятором - влажность сыра после прессования.
Сопоставление данных, полученных при непосредственном подсчете, с содержанием бактерий при посеве сыра на твердую среду позволило отметить быстроту автолиза бактериальных клеток.
В сырах всех трех вариантов автолиз происходил активно в течение 30 дней и постепенно замедлялся с возрастом сыра, что объясняется, по-видимому, накапливанием продуктов распада и «консервированием» клеток.
С целью выявления селекционирующего действия указанных факторов было проведено детальное изучение микрофлоры закваски и сыра. При исследовании микрофлоры закваски выявлено, что около 60%, всех бактерий составляли Str. lactis, 39,5% - Str. diacetilactis и 0,5% - Str. paracitrovorus; молочнокислые палочки при посевах не были обнаружены. Преобладающее большинство (87,5%) штаммов в закваске оказалось энергичными кислотообразователями (при температуре 30° через 48 часов, кислотность составляла 90-118°Т); а остальные были более слабыми (кислотность 80-89°Т и ниже).
Температура второго нагревания является главным фактором, который не только регулирует объем микробиологических процессов, но и селекционирует микрофлору сыра. Изменение температуры нагревания на 6° и влажности сыра на 5% оказывает сильное воздействие в первую очередь на развитие ароматообразующих стрептококков типа Str. diacetilactis и молочнокислых палочек.
Первой отличительной особенностью сыров, выработанных при температуре второго нагревания 46° (с влажностью 38,8%), являлось активное развитие молочнокислых палочек с самого начала процесса, в результате чего количество их после прессования составляло 16,6% от всей микрофлоры сыра. В дальнейшем, в процессе созревания сыра с температурой второго нагревания 46°, содержание молочнокислых палочек еще более увеличивалось и достигло через 30 дней 52,5%, а через 75 дней - 72% всей микрофлоры.
Второй особенностью являлось подавление развития ароматоооразующих стрептококков типа Str. diacetilactis. Они составляли только 12,5% от всей микрофлоры, тогда как в закваске их было около 40%.
Количество ароматообразующих Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus на всем протяжении созревания сыра находилось на низком уровне.
Понижение температуры второго нагревания только на 3°, а тем более на 6° и соответственно повышение влажности сыра до 41,9 и 43,8% вызвало резкие изменения в составе микрофлоры сыра.
В сырах, выработанных при более низкой температуре второго нагревания (43 и 40°) весьма активно развивались ароматообразующих бактерии Str. diacetilactis. Количество их в сыре после прессования и через 30 дней составляло 49-43% всей микрофлоры и было более высоким, чем в производственной закваске (40%), но к концу созревания, через 75 дней, наблюдалось значительное их вымирание, причем более сильное в сырах с температурой второго нагревания 43°. Количество Str. paracitrovorus и в этих сырах было ничтожным (0,7-2,7%).
В этих сырах в первые 30 дней происходило менее интенсивное развитие молочнокислых палочек. В сырах, выработанных при температуре второго нагревания 43° (с влажностью 41,9%), развитие палочек протекало несколько активнее: количество их после прессования составляло 0,7%, а через 30 дней - 20% всей микрофлоры. Тогда как в сырах при температуре второго нагревания 40° (с влажностью 43,8%) палочек после прессования не было, а через 30 дней количество их все еще было незначительным - 3,5%.
Правда, к концу созревания сыров количество молочнокислых палочек почти достигло уровня, отмеченного в сырах с температурой второго нагревания 46°.
В сырах с температурой второго нагревания 46° (влажность 38,8%) развитие молочнокислых палочек, энергичных по кислотообразованию (128-180°), было наиболее интенсивным. В сыре после прессования они составляли 16,6%, а через 30 дней содержание их увеличивалось до 38% от всей микрофлоры, но в 75-дневных сырах этих палочек уже не было.
В сырах с температурой второго нагревания 43° количество молочнокислых палочек - энергичных кислотообразователей - было значительно меньшим: после прессования 0,7%, а через 30 дней 20%. Наименьшее количество их было в сырах с температурой второго нагревания 40°: в сырах после прессования их не было, а через 75 дней они составляли всего 3% от всей микрофлоры.
Молочнокислые палочки, являющиеся слабыми кислотообразователями (28-50°), были обнаружены в сыре только через 30 дней.
Однако и в этом случае наибольшее количество их (14,5%) наблюдалось в сырах, выработанных при температуре второго нагревания 46°, пониженное (5%) - при температуре второго нагревания 43° и самое низкое (2,5%) - при 40°. В дальнейшем, к концу созревания сыров всех трех вариантов, наблюдается сходство в развитии молочнокислых палочек со слабой способностью к кислотообразованию: количество их через 75 дней достигло соответственно температуре второго нагревания 73, 59 и 67%. Следовательно, увеличение количества молочнокислых палочек к концу созревания всех сыров, независимо от температуры второго нагревания и влажности, происходило за счет палочек со слабой способностью к кислотообразованию. Появление их связано с развитием остаточной микрофлоры пастеризованного молока.
В результате проведенных исследований было установлено также, что температура второго нагревания и влажность сыра являются сильными регуляторами не только количества и состава микрофлоры при созревании сыра, но и ферментативной деятельности микробов.
В сырах, изготовленных при температуре второго нагревания 46°, с низкой влажностью, уже после прессования микрофлора сыра была представлена преимущественно молочнокислыми бактериями с подавленной способностью к кислотообразованию, хотя в состав закваски, которую применяли для выработки этого сыра, входило 87,5% штаммов с сильной способностью к кислотообразованию.
Наоборот, сыры с более высокой влажностью, выработанные при более низкой температуре второго нагревания (43 и 40°) отличались очень высоким содержанием молочнокислых бактерий, энергичных по кислотообразованию (после прессования 95-97%, а через 30 дней хранения 80-82%), причем количество их было выше, чем в исходной закваске.
Это свидетельствует, что сыр является средой весьма благоприятной для жизнедеятельности бактерий. В результате можно сделать заключение, что при температуре второго нагревания 43°, хотя и наблюдается некоторое подавление микробиологических процессов, но ферментативная активность бактерий сохраняется полностью.
При изучении протеолитической активности молочнокислых бактерий, выделенных из сыров на разных стадиях их созревания, было выявлено, что молочнокислые палочки и стрептококки, обладавшие более высокой способностью к кислотообразованию, одновременно являлись и более активными по протеолизу.
Например, у молочнокислых палочек - энергичных кислотообразователей (128-180° Т через 48 часов) - отмечена полная корреляция между силой кислотообразования и протеолиза. Эти штаммы обладали наибольшей протеолитической активностью.
Среди молочнокислых палочек слабых кислотообразователей примерно 75% штаммов оказались сильными по протеолитической активности и только 25% - совсем слабыми в этом отношении.
У молочнокислых стрептококков, выделенных из сыра (как Str. lactis, так и Str. diacetilactis), отмечалась большая степень совпадения между способностью к кислотообразованию и протеолизу. Наибольшая протеолитическая активность в молоке у молочнокислых палочек выражалась числом 30 (алкалиметрический метод), а у стрептококков - 10-13.
В процессе созревания сыров биохимические свойства культур изменялись. Ароматообразующие стрептококки, выделенные из сыров после прессования, обладали довольно высокой способностью к продуцированию летучих кислот и одновременно они образовывали углекислый газ. В сырах через 30 и 75 дней культуры продуцировали меньше летучих кислот и многие из них утрачивали способность к газообразованию.
Ни в одном случае в исследованных сырах специалисты не обнаружили бактериофага. Все штаммы (4800), выделенные из сыра, за редким исключением, были фагорезистентными.
Изменение активной кислотности при созревании сыра соответствует протекающим в нем микробиологическим процессам и последующим биохимическим изменениям сырной массы.
С увеличением влажности и понижением температуры второго нагревания повышается активная кислотность сыра, которая достигает максимальной величины через 3 дня после прессования. В этих сырах она находится на более высоком уровне до конца их созревания, что является одним из факторов, действующих на биохимические процессы распада параказеина.
Количество азота растворимых белковых веществ и полипептидов уменьшается с понижением влажности сыра и повышением температуры второго нагревания. Разница в количестве азота растворимых белковых веществ в сырах, полученных из первой и третьей ванн, составляла 3,73% к общему азоту и полипептидов - 1,08 %.
При сравнении содержания азота в фракциях сыров, выработанных в условиях одинаковой температуры второго нагревания и отличающихся по влажности, можно заметить, что разница для растворимых белковых веществ составляет только 0,17% и полипептидов - 0,20%. Следовательно, влияние температуры на подавление развития молочнокислой микрофлоры при выработке сыра явилось решающим в определении интенсивности протеолиза параказеина.
Температура второго нагревания и связанная с ней влажность сыра оказали влияние на общий объем распада белковых веществ и усилили биохимические процессы образования свободных аминокислот.
В сырах, выработанных при температуре второго нагревания 46°, влажностью 38,8% содержится на 52% больше свободных аминокислот, чем в сырах, выработанных при температуре второго нагревания 40° влажностью 44,7%. С повышением температуры второго нагревания увеличивается относительное количество глутаминовой кислоты и уменьшается сумма лейцина и фенилаланина. Это характерно для всех опытов, в которых изменялась температура второго нагревания.
Состав обезжиренного нерастворимого остатка сыров, выработанных при различных температурах второго нагревания, также изменяется.
В сырах с низкой влажностью, полученных при высокой температуре второго нагревания, нерастворимый остаток через 30 дней созревания сыра на 93,8% состоит из параказеина и через 75 дней - на 95,6%.
В данном случае уменьшается количество промежуточных продуктов распада параказеина, которые входят в состав нерастворимого остатка, за счет чего повышается относительное содержание параказеина. В сырах с высокой влажностью, полученных при низкой температуре второго нагревания, содержание параказеина соответственно равно 92,2 и 90,9%, т. е. его содержание уменьшается вследствие увеличения нерастворимых продуктов его распада. Характер изменения состава нерастворимого остатка влияет на увеличение аминокислот в водной фазе сыра.
С увеличением влажности сыра содержание неорганического фосфора в его водной фазе увеличивается, а в нерастворимом остатке - уменьшается.
Та же закономерность наблюдается и в содержании кальция. Основная масса кальция и неорганического фосфора находится в нерастворимом остатке сыра. Относительное содержание их в водной фазе с повышением влажности сыра увеличивается, а в нерастворимом остатке уменьшается. Это явление объясняется величиной активной кислотности и более интенсивным распадом фосфорнокальциевого комплекса параказеина при созревании влажных сыров. Общее же количество этих неорганических компонентов с повышением влажности уменьшается, так как оно больше зависит от концентрации параказеина, чем от количества влаги.
В водной фазе на единицу фосфора приходится больше кальция, чем в нерастворимом остатке. Причем это отношение в более влажных сырах находится на менее высоком уровне, что обусловлено их активной кислотностью. Судя по составу неорганического фосфорнокальциевого соединения нерастворимого остатка, можно сказать, что фосфорнокальциевый компонент параказеина состоит преимущественно из фосфорнокальциевой соли. В составе же водной фазы сыра наряду с фосфатами содержатся значительные количества других кальциевых солей.
Решающую роль в биохимических процессах созревания сыра играют бактериальные ферменты, выделяемые микроорганизмами как во время их жизнедеятельности, так и при автолизе клетки. Эти процессы не ограничиваются только явлениями протеолиза белковых веществ, так как применением протеаз животного происхождения легко можно достигнуть высокой степени распада параказеина, но нельзя получить типичного вкуса сыра.
При созревании сыра происходят окислительно-восстановительные процессы, тесно связанные с деятельностью анаэробных дегидраз. Выделение свободной углекислоты и аммиака является следствием окислительно-восстановительного процесса, сопровождающегося дезаминированием и декарбоксилированием азотистых соединений сыра.
В анаэробных условиях дегидразы способны восстанавливать метиленовую синь, причем скорость обесцвечивания пропорциональна активности этих ферментов.
На протяжении всего процесса созревания сыра активность дегидраз уменьшается, причем наиболее интенсивно в сырах с более высокой температурой второго нагревания.
Скорость обесцвечивания метиленовой сини анаэробными дегидразами определяется ферментативной активностью как живых бактерий, так и автолизированных. Как показали микробиологические исследования, в сырах с повышенной влажностью (температура второго нагревания 40°) физиологическая активность микрофлоры сохраняется дольше, чем в сырах с пониженной влажностью (температура второго нагревания 46°). На основании этого можно предполагать, что разница между дегидразной активностью сыров с повышенной и пониженной температурой второго нагревания объясняется ферментативной активностью живых клеток.
Молочнокислые бактерии являются носителями ферментов, которые обусловливают созревание сыра. Можно полагать, что их концентрация будет пропорциональна концентрации бактериальной массы. О бактериальной массе в сыре обычно судят по количеству бактерий. Но это число не полностью соответствует объему микробной массы, так как наряду с размножением микрофлоры происходит ее автолиз. Необходимо также иметь в виду, что молодые и старые бактериальные клетки обладают разной ферментативной активностью.
В связи с этим нами предпринято предварительное определение в сыре пентоз, структурных элементов нуклеиновых кислот, которые являются составной частью микробной клетки. Содержание нуклеиновых кислот колебалось от 22 до 28% сухого вещества в молодой клетке и от 9 до 10% - в шестисуточных культурах. В молочнокислых бактериях нуклеиновых кислот содержится около 13%.
Количество пентоз с понижением температуры второго нагревания увеличивается, а с возрастом сыра - уменьшается, причем наиболее заметно в сырах при повышенной температуре второго нагревания.
Органолептические свойства сыров каждого варианта резко отличаются. Вкус сыров с влажностью после прессования 38-40%, выработанных при температуре второго нагревания 46°, хороший и удовлетворительный, но с довольно сильным оттенком пряности. Последнее не соответствовало типичным признакам костромского сыра и потому оценка его была снижена (средний балл 39,2). Особенно неудовлетворительной была консистенция сыра - плотная и твердая (средний балл 21,8). Рисунок сыра обычно был нормальным, но в некоторых случаях недостаточно развитым (средний балл 9,0).
Сыры с влажностью после прессования выше 43,5%, полученные при температуре второго нагревания 40°, имели хорошую консистенцию (средний балл 24), но вместе с этим появились существенные недостатки во вкусе и запахе (средний балл 38,8). В сырах ощущался горьковатый и кисловатый привкусы, что привело к снижению их балловой оценки, у многих образцов сыра был неравномерный рисунок (средний балл 8,6).
Сыры с влажностью 41-43% (температура второго нагревания 43°) преимущественно имели хороший вкус (средний балл 40,0). Однако их консистенция уступала сырам с высокой влажностью (средний балл 23,0). Сыры этого варианта получили наиболее высокую общую оценку по сравнению с другими.
Общая балловая оценка сыров, полученных при температуре второго нагревания 46°, составляла 89,8 балла, при температуре 43° - 92,0 и температуре 40° - 91,2 балла.
В результате исследования сыров с различной влажностью, полученных в различных температурных условиях второго нагревания, можно сделать следующие выводы:
1. Температура второго нагревания даже при таких сравнительно незначительных колебаниях, как 40, 43 и 46°, является регулятором микробиологических процессов в сыре, определяющим не только количество микрофлоры, ее состав, но и ферментативную активность бактерий. С повышением температуры второго нагревания до 46° количество бактерий и их биохимическая активность резко понижаются.
2. При повышенной температуре второго нагревания (46°) и низкой влажности сыров после прессования (38-40%) подавляется развитие ароматообразующих бактерий типа Str. diacetilactis, но активизируется развитие молочнокислых палочек и почти не изменяется количество Str. paracitrovorus.
3. В процессе созревания сыра с приближением кондиционной зрелости (75 дней) ферментативная активность бактерий понижается и в микрофлоре зрелых сыров начинают преобладать малоактивные формы стрептококков и палочек с резко ослабленной способностью к кислотообразованию, продуцированию летучих кислот и углекислого газа.
4. Характер развития микробиологических процессов под влиянием повышенной температуры второго нагревания определяет объем и направление протеолиза белковых веществ сыра. С повышением температуры уменьшается количество растворимых белковых веществ и полипептидов и увеличивается количество свободных аминокислот. При этом их соотношение изменяется таким образом, что доля лейцина и фенилаланина уменьшается, а глутаминовой кислоты увеличивается.
5. С повышением влажности увеличивается активная кислотность сыров, которая находится на более высоком уровне на протяжении всего процесса созревания.
6. Активность анаэробных дегидраз резко уменьшается при созревании сыра, однако скорость этого процесса зависит от его влажности и температуры второго нагревания. В сырах с повышенным содержанием влаги эта активность находится на более высоком уровне, чем в менее влажных, что связано с более длительным сохранением ферментативной активности бактерий.
7. Количество пентоз, компонентов нуклеиновых кислот, с повышением влажности увеличивается и в некоторой степени соответствует росту микрофлоры. Наблюдается тенденция заметного их уменьшения при созревании сыров с пониженной влажностью и стабильное содержание в сырах с высокой влажностью. Дегидразная активность, по-видимому, связана с более длительным сохранением ферментативной активности микрофлоры сыра.
8. С повышением влажности сыра после прессования происходит значительное улучшение его консистенции. Однако при влажности сыра 43-46% во вкусе появляется горечь и излишняя кислотность, которые резко снижают его общую балловую оценку.
9. При низкой влажности сыров (до 40%) и повышенной температуре второго нагревания (46°) появляется пряный вкус, не свойственный данной группе сыров, консистенция его становится непластичной, грубой.
10. Наилучшую оценку из данной серии опытов получили сыры с влажностью 41-43%, выработанные при температуре второго нагревания 43°. В этой группе 80% сыров было с хорошими вкусовыми достоинствами и 20% - с удовлетворительными. Консистенция же их уступала консистенции сыров с более высокой влажностью. Таким образом, одним повышением влажности сыра после прессования не всегда можно достигнуть общего улучшения его качества. Необходимо учитывать другие факторы, под влиянием которых формируются органолептические свойства. К ним относится активная кислотность, зависящая от содержания в водной фазе сыра молочного сахара и развития молочнокислого процесса до его посолки, в особенности при обработке сырной массы в ванне.
Выработка сыра с применением воды для понижения содержания молочного сахара С повышением влажности сыра улучшается его консистенция, но ухудшаются вкусовые свойства. Одной из причин этого явления служит высокая активная кислотность сыра, обусловленная повышенным содержанием в нем молочного сахара.
Учитывая отрицательное влияние избытка молочного сахара, был выработан сыр с повышенной влажностью, но перед вторым нагреванием удалили из него некоторое количество молочного сахара путем разведения сыворотки водой.
Этот прием служит основой технологии выработки сыров голландского гауда, датского финбо и пр., которые отличаются нежной консистенцией и отсутствием выраженного кислого вкуса. Особенность технологии сыра гауда состоит в применении воды для понижения содержания в нем молочного сахара и его выдержке после прессования при температуре 15-16° в течение 12-18 час. Технология датского сыра финбо сходна с технологией гауда и отличается лишь тем, что в молоко вводят от 3 до 5% воды, повышенное количество бактериальной закваски (0,6-0,8%) и, кроме того, в процессе обработки сырного зерна в ванне поваренную соль (0,2-0,3%).
Опыты по выработке костромского сыра с применением воды проводили в следующем порядке. Однородное молоко разливали в три ванны. В первой сыры вырабатывали при температуре второго нагревания 40° без добавления воды, во второй - при температуре 40° с добавлением 10% воды и в третьей - при температуре 38° с добавлением 10% воды. Из всех ванн перед вторым нагреванием отливали 30% сыворотки. Продолжительность обработки сырного зерна в первой и второй ваннах составила 69 минут и в третьей - 82 минуты Кислотность сыворотки к концу обработки в первой ванне 13,5°, во второй - 11,5° и в третьей - 11,7°. Продолжительность посолки всех сыров 5 суток.
Сыры созревали при двух температурных вариантах. В первом варианте режим созревания был обычным, во втором - сыры после посолки созревали при 14-16° до 60-дневного возраста, затем до кондиционной зрелости - при 10-12°. Повторность опытов семикратная.
Средняя влажность сыров после прессования (из всех ванн) были почти одинаковой. Однако концентрация молочного сахара в водной фазе сыра из второй ванны на 0,67% ниже, чем из первой. В сырах из третьей ванны его концентрация оказалась еще меньше вследствие более длительной обработки сырного зерна. Потеря сыром влаги за время созревания была разной. Так, в сырах из первой ванны влажность понизилась на 3,8%, из второй - на 3,3% и из третьей - на 2,9%.
Максимальная активная кислотность в сырах с частично удаленным молочным сахаром (ванна вторая и третья) на пятый день была ниже (величина рН выше на 0,06) по сравнению с сырами, выработанными без применения воды (ванна первая). Она находилась на более высоком уровне в сырах из первой ванны в продолжение всего периода их созревания.
Сыры, выработанные при первом температурном режиме созревания (первые 15-20 дней - 10-12°С, последующие 30-35 дней - 14-16°, а затем до конца созревания 10-12°), были подвергнуты микробиологическим исследованиям.
Добавление воды (10%) при выработке сыров не оказывало влияния на объем микробиологических процессов. Количество бактерий в сырах всех трех вариантов и на протяжении всего процесса созревания было почти одинаковым. Но уровень активной кислотности различный. Он был выше в сырах из первой ванны (без добавления воды), что согласуется с более высоким содержанием в них молочного сахара, и ниже, несмотря на одинаковое количество бактерий, в сырах, в которых часть молочного сахара была удалена в результате добавления воды.
Понижение температуры второго нагревания с 40 до 38° в сырах из третьей ванны не оказало влияния на объем микробиологических процессов. Это свидетельствует, что второе нагревание при 40° не оказывает угнетающего действия на размножение бактерий в сыре и понижение ее до 38° не дает эффекта - объем микрофлоры не увеличивается, тогда как при повышении температуры нагревания с 40 до 43° (на 3°) уменьшается число бактерий в сыре в 2 раза.
Исследования показали также, что в сырах всех трех вариантов после прессования и через 30 дней количество живых и мертвых клеток было примерно одинаковым, что свидетельствует о быстром автолизе бактерий.
В сырах кондиционной зрелости (через 75 дней) автолиз клеток замедлялся, и общее их число в сыре (по непосредственному подсчету) было выше числа живых (по посеву) в 6-9 раз. В этот период бактериальные клетки как бы «консервируются». Возможно, что это связано с накапливанием продуктов распада и изменением окислительно-восстановительного потенциала.
Более детальное изучение микрофлоры позволило установить, что основным бактериальным фондом в этих сырах являлись молочнокислые стрептококки. В сырах после прессования преобладали Str. lactis (примерно 72-78% всей микрофлоры), тогда как Str. diacetilactis было 22-28%, что в известной мере согласуется с содержанием их в производственной закваске (32%). В процессе созревания этих сыров наметились различия в составе микрофлоры. В сырах, выработанных с добавлением воды, количество Str. diacetilactis было значительно большим, вымирание Str. lactis проходило медленнее, а молочнокислых палочек было меньше, чем в сырах из первой ванны (без добавления воды).
Активность культур, выделенных из сыров разных вариантов, также была различной. Совершенно очевидно, что при добавлении воды в процессе производства сыра сохранялась активность культур в отношении кислотообразования во время созревания продукта, особенно это отчетливо видно в сырах из третьей ванны, где температура второго нагревания была понижена на 2°. Понижение температуры второго нагревания с 40 до 38° не оказало влияния на объем микробиологических процессов, не повлияло и на состав микрофлоры, но сказалось на биохимической активности молочнокислых бактерий, которая сохранилась в процессе созревания сыра.
Следовательно, добавление воды (10%) при производстве сыра, несмотря на понижение содержания в нем молочного сахара, не оказывало отрицательного влияния на микрофлору. При этом не уменьшалось количество бактерий в сыре, содержание ароматообразующих бактерий в общем фонде микрофлоры несколько увеличилось, а молочнокислых палочек - понизилось. Кроме того, в сырах, выработанных с добавлением воды, ферментативная активность бактерий сохранялась при созревании сыра, а без добавления воды, как обычно, понижалась активность бактерий.
Органолептические свойства зрелых сыров, созревавших по первому температурному варианту, характеризуются следующими данными.
Вкус и запах сыров из первой ванны имел выраженные недостатки. Чаще всего обнаруживались горьковатый и кисловатый привкусы, вследствие чего балловая оценка этих сыров понижалась (средний балл 38,6). Консистенция сыра была хорошей (средний балл 23,9). Рисунок сыра был преимущественно неравномерный и в одном случае щелевидный (средний балл 8,9). Свойства сыра с повышенной влажностью почти полностью соответствовали характеристикам, которые были получены в предыдущих сериях опытов по аналогичным вариантам.
Вкус и запах сыров из второй ванны был несколько лучше. Почти полностью исчез кисловатый привкус. Горьковатый привкус хотя и не устранялся, но в связи с понижением кислотности общая оценка сыра повысилась (средний балл 39,0). Наблюдалось улучшение консистенции (средний балл 24,1) и рисунка сыра (средний балл 9,4). Консистенция признана отличной и хорошей.
Несколько ухудшился вкус и запах сыров из третьей ванны по сравнению с сырами из второй, вследствие усиления горьковатого и кисловатого привкусов (средний балл 38,6). Консистенция (средний балл 24,1) сыра была хорошей, но в одном образце из семи мажущаяся.
Общая балловая оценка сыров из первой ванны составляла 91,4 балла, из второй - 92,5 и третьей - 92,3 балла.
Качественные показатели сыров, созревавших по второму температурному варианту, были несколько лучшие. В основном наблюдалось некоторое ослабление горьковатого привкуса в сыре.
Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что:
1) при удалении 30-40% сыворотки перед вторым нагреванием и добавлении 10% воды количество молочного сахара в сыре снижается примерно на 20%;
2) при добавлении 10% воды объем микрофлоры не понижается. В качественном составе микрофлоры происходят существенные изменения - увеличивается относительное содержание ароматообразующих бактерий, понижается содержание молочнокислых палочек и усиливается ферментативная активность бактерий;
3) с удалением некоторой части молочного сахара и изменением качественного состава микрофлоры соответственно изменяется активная кислотность сыра в процессе созревания. В сырах, выработанных с применением воды, активная кислотность в первые дни созревания понижается, а к концу созревания сыра повышается;
4) в результате добавления воды при выработке сыра повышается влажность после прессования, что способствует получению продукта с отличной и хорошей консистенцией, нормальным рисунком и удовлетворительным вкусом и запахом. Уменьшение количества молочного сахара особенно благоприятно сказывается па устранении излишне кислого вкуса сыра.
Влияние состава бактериальной закваски на качество костромского сыра
Исследователи установили, что введение в состав закваски для голландского сыра культур Str. citrovorus и Str. paracitrovorus (кроме Str. lactis) улучшает рисунок и качество сыра. В литературе указывается, что при выработке мелких сыров в ряде стран применяют ароматообразующие стрептококки Str. diacetilactis или Str. paracitrovorus. Отмечается также, что Str. diacetilactis является нежелательным компонентом закваски при выработке чеддера, так как его консистенция при этом становится более мягкой.
Рекомендуется применять в качестве составной части закваски для мелких сыров молочнокислые палочки: первый - типа Bact. casei и второй - Sbm. plantarum, так как введение молочнокислых палочек улучшает качество сыра.
В сыродельной промышленности нашей страны при производстве мелких сыров раньше применяли смешанные закваски, в состав которых вводили культуры Str. lactis, Str. diacetilactis, причем diacetilactis использовались одни или совместно со Str. paracitrovorus, а также молочнокислые палочки типа Sbm. plantarum.
Однако вопрос о применении при выработке мелких сыров тех или других видов ароматообразующих стрептококков специально не изучался. Необходимо было проверить также вопрос о применении молочнокислых палочек при выработке типичных по вкусу мелких сыров.
Исследования по подбору ароматообразующих стрептококков исследователи начали с выяснения влияния на их способность к газообразованию компонентов, входящих в состав закваски.
Исследовали две закваски № 1 и № 2. В состав входило несколько (6-7) штаммов Str. lactis, к которым затем добавляли разные культуры ароматообразующих стрептококков, различающихся по способности к газообразованию, а также молочнокислых палочек. Всего было проведено три повторных опыта с 10 пересадками закваски в каждом случае.
При первой пересадке закваски обладали большей энергией кислотообразования, большей способностью к образованию газа и часто большим продуцированием летучих кислот. В процессе пересадок они до некоторой степени утрачивали первоначальную активность, что более заметно отражалось на газообразовании. Закваски, в состав которых из ароматообразующих стрептококков входили оба вида Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus, обладали большей способностью к газообразованию. Если вводили только штаммы Str. diacetilactis, то газообразование в закваске немного понижалось и было еще ниже при введении в нее штаммов Str. paracitrovorus. Штаммы Str. diacetilactis, дающие как больше, так и меньше газа, при соединении со Str. lactis не различались по газообразованию. У Str. paracitrovorus, дающих много газа, при соединении со Str. lactis резко понижалась способность к газообразованию, а штаммы, продуцирующие мало газа, не давали его в смешанных заквасках или обнаруживали только следы. Для выяснения вопроса, чем вызывается такое подавление газообразования у Str. paracitrovorus, исследовали состав закваски при пересадках. Количество клеток Str. paracitrovorus в закваске было небольшим уже при первой пересадке (хотя в молоко вводили одинаковые количества Str. paracitrovorus и Str. lactis), а в дальнейшем оно понижалось еще более.
Это объясняется очень небольшим числом бактериальных клеток в чистых культурах Str. paracitrovorus, которые в результате их более медленного развития постепенно вытеснялись из состава закваски.
В ряде случаев в десятой пересадке закваски нельзя было обнаружить (методом посева на твердые среды) ароматообразующие стрептококки, хотя в ничтожных количествах они еще присутствовали (отмечено незначительное газообразование).
Для выявления роли отдельных видов ароматообразующих стрептококков при выработке сыра для опытов были взяты четыре бактериальных закваски, при составлении которых в 100 мл стерильного молока вводили следующие культуры:
1. Str. lactis (5 капель культуры в возрэсте 24 часа).
2. Str. lactis (3 капли) + Str. diacetilactis (2 капли).
3. Str. lactis (3 капли) + Str. diacetilactis (2 капли) + Str. paracitrovorus (4 капли, культура в возрасте 48 часов)
4. Str. lactis (3 капли) + Str. paracitrovorus (6 капель).
Однако при пересадках в молоке состав закваски изменялся, и на выработку сыров использовали закваски следующего состава:
Ванна первая - Str. lactis 100%.
Ванна вторая - Str. lactis 78% и Str. diacetilactis 22%.
Ванна третья - Str. lactis 78%, Str. diacetilactis около 22%, Str. paracitrovorus меньше 1%.
Ванна четвертая - Str. lactis 96% и Str. paracitrovorus 4%.
Опыты проводили по следующей методике: пастеризованное молоко разливали в четыре ванны. В каждую ванну вносили 0,4% соответствующей закваски. Продолжительность обработки сырного зерна в ванне составляла в среднем 96 минут, в том числе до второго нагревания - 34 минуты. Температура второго нагревания 40°. Все остальные технологические условия выработки сыра были также одинаковы. Созревание сыров, как и в предыдущем разделе, производилось по двум температурным вариантам. Повторность опытов пятикратная.
Сыры различались по объему микробиологических процессов, хотя технология их выработки была одинаковой и влажность сходной.
В сырах из второй и третьей ванн бактерий было больше вследствие влияния бактериального состава закваски, а именно введения культур Str. diacetilactis. Сыры из первой и четвертой ванн, выработанные на культурах Str. lactis или Str. lactis + Str. paracitrovorus, отличались более ограниченным развитием микрофлоры.
Бактериальный состав сыров оказывал влияние не только на объем микробиологических процессов, а, как следовало ожидать, и на состав его микрофлоры.
В сырах из первой ванны на протяжении 30 дней были обнаружены только культуры Str. lactis, но к концу созревания (через 75 дней) появились молочнокислые палочки, слабые кислотообразователи в количестве 45% от всей микрофлоры. Примерно такая же картина наблюдалась в сыре из четвертой ванны, но здесь, кроме Str. lactis, были найдены штаммы Str. paracitrovorus (которые входили в состав закваски), а также штаммы Str. diacetilaclis (6%), появление которых скорее всего можно объяснить случайным обсеменением сыров в процессе выработки.
Сыры, выработанные на заквасках с введением Str. diacetilactis отличались значительным содержанием этих культур (примерно 40% от всей микрофлоры). Более отчетливо это видно в сырах, выработанных на закваске, в состав которой из ароматообразующих бактерий входили оба компонента - Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus.
Интересно, что автолиз бактериальных клеток, определяемый сопоставлением общего числа бактерий в сыре (непосредственный подсчет) с числом бактерий по посеву на твердых средах, происходил более активно в этих же сырах и медленнее в сырах, выработанных только на культурах Str. lactis.
Обнаружение молочнокислых палочек - слабых кислотообразователей - в сырах кондиционной зрелости в количестве 43-63% можно объяснить только развитием остаточной микрофлоры пастеризованного молока, так как палочки в состав закваски не вводили.
Изучение процессов кислотообразования также позволило отметить интересную особенность при созревании сыров, выработанных на разных заквасках. В данном случае решающую роль играл не объем, а состав микрофлоры. В сырах, выработанных на одних культурах Str. lactis, объем микрофлоры был меньшим, но активная кислотность повышалась энергичнее всего. Величина рН сыра на третий день была низкой (5,14) и до конца созревания не поднималась выше 5,29. Это объясняется гомоферментативным характером брожения, вызываемым культурами Str. lactis.
При добавлении в закваску культур Str. paracitrovorus несколько изменился характер брожения, и величина рН сыра на третий день была равна 5,18, а к концу созревания повысилась уже до 5,41.
Сыры, выработанные на заквасках с Str. diacetilactis, отличались по кислотообразованию от остальных. Величина рН в этих сырах в первые дни не была ниже 5,20-5,21, а к концу созревания повышалась до 5,41-5,42, что обусловлено гетероферментативным характером брожения.
Действительно, содержание летучих кислот было более высоким в сырах из 2, 3 и 4 ванн (23-24 дистилляционное число в 1 л отгона) и ниже в сырах из первой ванны (16-18).
Введение в состав закваски Str. diacetilactis благоприятно влияет на созревание сыра.
Степень зрелости их увеличивается за счет небольшого роста растворимых белковых веществ и более значительно - за счет свободных аминокислот, количество которых возросло на 55%. Следовательно, применение смешанных бактериальных культур ведет к более активному протеолизу белковых веществ.
Ввиду различия в физиологических свойствах Str. lactis и Str. diacetilactis можно было ожидать и различия в составе свободных аминокислот сыра. Однако это предположение не подтвердилось.
Несмотря на высокое содержание свободных аминокислот, в сырах со смешанными культурами относительное их количество оказалось почти одинаковым.
Обогащение закваски ароматообразующими бактериями существенно отражается на активности анаэробных дегидраз. В сырах из первой ванны через 75 дней хранения обесцвечивание метиленовой сини наступала через 1 час 20 минут, в сырах из второй - метиленовая синь не обесцвечивалась через многие часы. На основании предыдущих исследований можно сказать, что данное явление обусловлено более активным процессом автолиза бактерий, следствием которого и явилась более высокая степень созревания сыров и образования свободных аминокислот.
Развитие молочнокислого процесса под влиянием бактериальной закваски с одной культурой вызвало увеличение количества кальция и неорганического фосфора в водной фазе сыра, которое произошло за счет отщепления неорганического компонента от параказеина.
Зрелые сыры во всех ваннах имели сходную характеристику по влаге, содержанию соли и жира.
Однако органолептические их свойства различались существенно. Более высокую оценку получили сыры, выработанные на закваске, в состав которой входили, кроме Str. lactis, еще штаммы Str. diacetilactis (91,8 балла) или Str. diacetilactis + Str. paracitrovorus (92,4-94 балла).
Они имели лучший вкус, особенно при втором режиме созревания (температура 14-16°), лучшую консистенцию и значительно лучший рисунок. Общая балловая их оценка была выше балловой оценки сыров из первой и четвертой ванны (по первому температурному режиму созревания) на 4,6-5,6 баллов и на 3,4-8,2 балла при повышенной температуре созревания. Самую высокую оценку (94,0 балла) получили сыры, выработанные с введением двух видов ароматообразующих стрептококков.
Весьма низкую оценку (85,8 балла) получили сыры первого варианта, выработанные на одних культурах Str. lactis. Активная кислотность в этих сырах была высокая в течение всего процесса созревания. Поэтому во вкусе сыров отмечали кисловатый привкус, но самым крупным их недостатком являлся порок колющаяся консистенция - самокол и отсутствие рисунка.
Сыры, выработанные в пяти повторных опытах, отличались колющейся консистенцией; на возникновение этого порока оказал влияние состав закваски. При исследовании зрелых сыров первого и второго вариантов (ванны первая и вторая) установлено, что они отличались по эластичности и твердости.
Консистенция сыров первого варианта (ванна первая), выработанных на культурах Str. lactis, была колющаяся, они отличались от сыров второго варианта меньшей эластичностью и большей твердостью.
По-видимому, культуры Str. lactis, образующие в сыре значительное количество молочной кислоты, оказывали отрицательное влияние на консистенцию сыра и тормозили созревание. До 30-дневного возраста все сыры из первой ванны не имели ни рисунка, ни самокола. Появление самокола вероятно связано с поздним газообразованием, обусловленным или деятельностью Str. lactis при низкой температуре, или развитием остаточной микрофлоры.
Сыры, выработанные на закваске из Str. lactis и Str. paracitrovorus, мало отличались от первого варианта, при низкой температуре созревания (средняя оценка 87,8 балла), но качество их было несколько лучше при более высокой температуре созревания (91,6 балла). Таким образом, обогащение состава закваски (состоящей из штаммов Str. lactis) ароматообразующими стрептококками типа Str. paracitrovorus значительно менее эффективно, чем введение Str. diacetilactis. Однако самые лучшие результаты получены при введении в состав закваски для костромского сыра из ароматообразующих стрептококков Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus одновременно. На этом составе закваски и следует остановиться при подборе культур для мелких сыров, причем следует отбирать штаммы с достаточной способностью к газообразованию.
Для выяснения вопроса о влиянии молочнокислых палочек типа Sbm. plantarum на качество сыра как основная была использована закваска, состоящая из Str. lactis, Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus.
Опыты проводились с пастеризованным молоком, в которое вносили 0,4% бактериальной закваски следующего состава: ванна первая - смесь молочнокислых стрептококков; ванна вторая - те же стрептококки + 2% молочнокислых палочек типа Sbm. plantarum; ванна третья - те же стрептококки + 20% тех же молочнокислых палочек.
Технологические условия выработки сыра были одинаковые. Продолжительность обработки сырного зерна в ванне составляла в среднем 94 минуты, температура второго нагревания 40°. Повторность опытов пятикратная.
Сыры из всех ванн после прессования содержали почти одинаковое количество влаги. По объему микробиологических процессов эти сыры также мало отличались.
Максимальное развитие бактерий у всех сыров наблюдалось на пятый - десятый день после выработки, и соответственно этому активная кислотность достигла наибольшего уровня на пятый день - рН 5,19-5,20.
В сырах, выработанных с введением в состав закваски 20% молочнокислых палочек, активная кислотность была более высокой до 10-дневного возраста. Но через 30 дней активная кислотность в них стала ниже, чем в сырах на стрептококковой закваске (ванна первая). В сырах кондиционной зрелости, выработанных как без введения, так и с введением молочнокислых палочек, активная кислотность была уже почти одинаковой (рН 5,41-5,44).
Содержание в сырах молочнокислых палочек определяли методом предельных разведений.
В сырах, выработанных на стрептококковой закваске, содержание молочнокислых палочек было ничтожным (за счет остаточной микрофлоры), количество их незначительно увеличивалось в сырах, выработанных на закваске с введением 2% палочек, и достигало большего количества - 1,3 млрд. в сырах, выработанных на закваске с введением 20% палочек. Величина рН в этих сырах через 8 и 10 дней была самой низкой, что, по-видимому, обусловливается более активным развитием молочнокислых палочек.
Результаты органолептической оценки сыров были следующими. Добавление к стрептококковой закваске небольшого количества (2%) молочнокислых палочек не оказало существенного влияния на улучшение его качества. Оценка за вкус была выше на 0,4 балла, а общая - на 0,6. При увеличении количества молочнокислых палочек в закваске до 20% в сыре появлялся нечистый вкус и запах (иногда сладковатый привкус), и по качеству эти сыры были ниже тех, при выработке которых применялась закваска из одних молочнокислых стрептококков.
Таким образом, введение в состав закваски для костромского сыра молочнокислых палочек в небольших количествах почти не оказывало влияния на качество сыра, увеличение же их количества в закваске до 20% несколько ухудшало его качество. В состав закваски ЦНИИМС для мелких сыров молочнокислые палочки не вводят.
В результате исследований установлено, что состав закваски является мощным регулятором микробиологических процессов в сыре. При одних и тех же условиях выработки микрофлора сыра существенно изменяется в зависимости от микроорганизмов, используемых при его производстве.
Степной сыр
Влажность сыра:
Требования, предъявляемые к степному сыру, отличаются от требований к костромскому тем, что он должен иметь более острый вкус, больше содержать соли и тесто его на изгибе должно быть слегка ломкое. Допускается в небольшой степени неправильный рисунок, что неприемлемо для костромского сыра.
Эти требования заранее предопределяют общее направление технологического процесса производства степного сыра; главные из них: повышение влажности сыра и регулирование активной кислотности при созревании, так как повышенная влажность может являться причиной появления излишне кислого вкуса.
Поскольку решающим фактором здесь является влажность сыра, исследования степного сыра были начаты с изучения этого фактора.
В качестве заданной влажности были избраны следующие границы в зависимости от температуры второго нагревания: 40° - 42%, 43° - 45% и 46°- 48%.
Для получения сыра с повышенной влажностью использованы такие приемы, как постановка относительно крупного зерна (55-65% сырного зерна диаметром не менее 5 мм), пониженные температуры второго нагревания до 40° и сокращение продолжительности обработки сырного зерна в ванне. Средняя длительность его обработки в первой ванне составляла 129 минут, во второй - 80 минут и в третьей - только 52 минуты. В связи с различной начальной влажностью сыров была принята и различная продолжительность посолки, которая по ваннам соответственно равнялась 7, 6 и 4,5 суткам. Повторность опытов шестикратная.
Указанные условия выработки позволили получить влажность сыров в заданных границах.
За первые 10 дней созревания сыры с повышенной влажностью потеряли влаги больше. Потери влаги в этих сырах превышают величину уменьшения влажности костромского сыра.
В этом случае на потерю влаги оказала влияние начальная влажность сыра, так как содержание соли в сыре, несмотря на различную продолжительность посолки, находилось на одном уровне во всех вариантах опыта.
Химический состав зрелых сыров очень сходен с составом костромского сыра. Незначительно он отличается по содержанию соли, однако ее количество в степном сыре в опытах не достигло желаемого уровня (2,5-3%).
Динамика развития микрофлоры в зависимости от влажности степного сыра очень напоминает картину ее развития в костромском сыре.
И в данном случае наибольшего развития микробиологические процессы во всех сырах достигали в первые 10 дней. В сырах с повышенной влажностью объем микрофлоры был несколько выше, чем в других, но эта разница не была значительной, так как в момент максимального развития бактерий она не превышала 23%. Это подтверждает положение, отмеченное при производстве костромского сыра, что повышение влажности сыра стимулирует развитие бактерий, но влияние этого фактора на микробиологические процессы значительно меньше, чем влияние температуры второго нагревания.
В соответствии с большим объемом микробиологических процессов в сырах с повышенной влажностью активная кислотность сыра удерживалась на более высоком уровне.
Как и в костромском, в степном сыре с большей влажностью активная кислотность достигает максимальной величины через 10 дней, а в менее влажных - на 5-й день. Отличие в развитии молочнокислого процесса состоит в том, что активная кислотность сыров после прессования находится на более высоком уровне, чем в костромском сыре.
В качественных особенностях степного сыра, зависящих от влажности, наблюдаются следующие тенденции.
По мере повышения начальной влажности ухудшается вкус и запах сыра, но улучшается его консистенция. Во вкусе сыра появляются слегка горьковатый, кислый и кисловатый привкусы. При высокой начальной влажности консистенция сыра, как правило, хорошая. Рисунок с повышением влажности ухудшается. В группе сыров с высокой влажностью появляется щелевидный рисунок.
Наивысшую оценку получил степной сыр с пониженной влажностью в том случае, если требования к его рисунку предъявляли такие же, как и к рисунку костромского сыра. Если эти требования исключались, то наилучшую оценку получили сыры с влажностью 42-45%.
Однако самым главным является тот факт, что во вкусе степного сыра и его консистенции не было обнаружено каких-либо специфических особенностей, отличающих его от костромского. Средняя оценка сыров из первой ванны была равна 93 баллам, из второй - 92,4 и из третьей - 91,5.
Оптимальную влажность сыра после прессования, учитывая большие потери влаги при посолке, можно считать в пределах 43-45%.
Добавление воды в сыворотку перед вторым нагреванием
Для получения степного сыра с хорошей консистенцией необходимо повысить его влажность, но при условии частичного удаления молочного сахара путем разведения сыворотки водой, что влияет и на понижение активной кислотности сыра.
Опыты проводили по следующей методике: молоко разливали в две ванны. При одинаковых условиях свертывания молока и обработки сырного зерна после разрезания сгустка отливали 20% сыворотки, а из второй ванны перед нагреванием - еще 15% сыворотки. Затем во вторую ванну добавляли 15% воды. Продолжительность обработки сырного зерна до второго нагревания в обеих ваннах составляла 36 минут, а общая продолжительность - 58 минут. Температура второго нагревания 40°. Готовое зерно было крупное: 40-60% с диаметром не менее 5 мм. Кислотность сыворотки в первой ванне повышалась к концу обработки на 0,2°, а во второй - понижалась после добавления воды на 2,7° и затем повышалась только на 0,2°. Посолка сыров, полученных из обеих ванн, продолжалась 5,5 суток.
Влажность сыра (из обеих ванн) после прессования была почти одинаковой. Молочного сахара в сыре из второй ванны было значительно меньше, чем из первой, что и требовалось по заданию опыта.
Потери влаги за период посолки составили 5,0-5,1%. Следовательно, потери влаги в степном сыре на стадии посолки и в первые дни созревания большие, чем в костромском сыре.
Содержание соли в зрелых сырах выше, чем в предыдущих опытах, что следует считать более нормальным для этого вида сыра.
Наблюдается большое сходство в объеме микробиологических процессов в сырах, выработанных как без добавления, так и с добавлением воды, хотя в последнем случае содержание молочного сахара в сыре было более низким, что отмечено и для костромского сыра.
Несмотря на то, что в том и другом сыре количество бактерий было почти одинаковым, молочнокислый процесс в сыре, изготовленном при добавлении воды, протекал на более низком уровне и величина рН в сыре, начиная с 3-дневного возраста и до конца созревания, была более высокой.
Это можно объяснить пониженным содержанием молочного сахара, в результате чего в сыре, несмотря на высокий объем микрофлоры, кислоты накапливалось меньше, чем в сыре с большим содержанием сахара. Таким образом, накапливание молочной кислоты в сыре обусловливается не объемом действующей микрофлоры, а количеством молочного сахара. Такую же картину исследователи наблюдали при изучении микробиологических процессов в костромском сыре, выработанном с добавлением и без добавления воды.
Снижение концентрации молочного сахара и связанное с этим понижение активной кислотности в сыре приводит к усилению протеолиза параказеина и повышению количества растворимых азотистых соединений как белковых веществ (на 1,88%), полипептидов (на 0,43%), так и свободных аминокислот (на 10%).
При понижении концентрации молочного сахара в сыре не происходит существенных изменений в относительном содержании свободных аминокислот, но в целом протеолитические процессы в нем ускоряются.
При разведении сыворотки водой понижается содержание кальциевых и фосфорнокислых солей в водной фазе сыра.
Содержание неорганического фосфора в водной фазе в зрелых сырах из второй ванны на 19%, а кальция на 4,6% меньше, чем в водной фазе сыров из первой ванны. Следовательно, добавление воды оказывает наибольшее влияние на вымывание фосфорнокислых солей щелочных металлов и в меньшей степени - кальциевых. Это явление, по-видимому, объясняется связью кальция с коллоидными веществами, которые удерживают его при разведении сыворотки.
Органолептические свойства зрелых сыров из первой (средний балл 89,8) и второй ванн (средний балл 92,6) существенно отличаются.
Во вкусе сыра, выработанного с применением воды, совершенно не ощущались привкусы: кислый и нечистый, но сырный вкус был более слабо выраженным. Консистенция сыра заметно улучшилась и исчезли такие пороки, как самокат и мучнистая консистенция. Рисунок сыра был: хорошим.
Таким образом, выработка степного сыра с повышенной влажностью, но с удалением некоторого количества молочного сахара с сывороткой при замене ее водой оказывает положительное влияние на процесс созревания и качество сыра.
С удлинением посолки сыра степной сыр теряет больше влаги, поэтому, даже по этой причине, начальная влажность его должна быть выше, чем у костромского сыра.
Способы ухода за сыром при созревании
Учитывая, что степной сыр в связи с нежной консистенцией может приобретать вкусовые оттенки латвийского сыра и что существуют взгляды на это как на положительное явление, были поставлены опыты с созреванием сыра в условиях образования на корке слизи. Были взяты сыры, которые формовали из пласта.
Сыры созревали при следующих условиях: после посолки их помещали в подвал с температурой 14-16°, где они находились до 60-дневного возраста. В процессе созревания на сырах до 30-дневного возраста появлялась легкая слизь. Периодически их мыли и после наведения нормальной корки парафинировали - обычно в возрасте 45-50 дней. После 60-дневного возраста их выдерживали при температуре 10-12° до кондиционной зрелости.
Общая оценка качества сыра и оценка его по отдельным показателям при различных способах созревания практически была одинаковой. Но при созревании сыра под слизью отмечался у некоторых образцов более острый вкус и более крупный рисунок. Специфического привкуса, подобного латвийскому сыру, не обнаружено.
Следовательно, продукты поверхностного созревания, образуемые при участии бактерий слизи, в толщу сыра при данных способах формования (из пласта) и обычного для твердых сыров прессования практически не проникают.
Только в сырах с повышенной начальной влажностью, которые при обычном режиме созревания имели кисловатый привкус, наблюдалось ослабление этого привкуса. В некоторых образцах появлялся и несколько более острый вкус, но оценка качества сыра оставалась почти одинаковой.
Таким образом, этот способ ухода при созревании степного сыра не вносит в его качество сколько-нибудь существенных изменений. В то же время созревание сыра под слизью на сырах усложняет уход за ними и замедляет наведение нормальной корки.
Наливной способ формования сыра
Поскольку ни один из предшествующих способов не внес сколько-нибудь заметных изменений в видовые особенности степного сыра, решено было испытать еще один способ, сущность которого сводится к следующему. Степной сыр вырабатывали с повышенной влажностью и при пониженной температуре второго нагревания, чтобы получить мягкую консистенцию; формование сыра производилось наливом в групповую форму, что в большей степени обеспечивает диффузию продуктов распада белка, образующихся на поверхности сыра под влиянием бактериальной слизи.
Сыр вырабатывали по следующей технологии: в первой ванне получали сыр так же, как и в предыдущей серии опытов, с температурой второго нагревания 40°; воду в сыворотку не вносили; продолжительность обработки сырного зерна составляла в среднем 48 минут. Формовали сыр из пласта.
Во второй и третьей ваннах продолжительность обработки сырного зерна составляла в среднем 54 минуты, в том числе до второго нагревания - 30 минут. Температура второго нагревания 38°. Диаметр сырного зерна был в пределах от 6 до 8 мм. Перед вторым нагреванием из третьей ванны отливали 30% сыворотки и вносили в нее 15% воды. После окончания обработки сырного зерна и осаждения его на дно ванны сыворотку отливали повторно до появления осевших на дно сырных зерен. Затем, при непрерывном размешивании, не допуская комкования зерна, выливали его в групповую форму. После заполнения формы накрывали сырную массу серпянкой и доской и подпрессовывали в течение 30 минут с нагрузкой 1:1. Затем подпрессованный пласт разрезали на бруски, завертывали в салфетки, раскладывали по прессовальным формам и прессовали 90 минут с давлением 0,5 кг/см2.
Посолка сыра в рассоле продолжалась в среднем 5 суток. Сыры созревали при следующих условиях: сразу после посолки до 2-месячного возраста их выдерживали в камере с температурой 14-16°. В первый месяц они находились под слизью, затем их мыли водой и постепенно подсушивали для наведения корки. С появлением корки, что обычно наступало в возрасте 45-50 дней, сыры парафинировали. Парафинированные сыры после 2-месячного возраста выдерживались 15 дней в камере с температурой 10-12°.
Влажность сыра после пресса из третьей ванны была несколько ниже, чем из других ванн. Возможно, что это обусловлено повышенной кислотностью сыра из этой ванны по сравнению с другими, хотя активная кислотность в сыре после прессования во всех выработках была недостаточной.
Содержание молочного сахара в этих сырах было высоким. То же самое можно сказать и о концентрации его в водной фазе сыра. Это объясняется слабым развитием молочнокислого процесса во время обработки зерна в ванне. Действительно, развитие молочнокислых бактерий во время варки и прессования тормозилось (399-741 млн.), что подтверждается большим количеством молочного сахара, чем в других опытах, а отсюда и более низкой активной кислотностью.
Понижение содержания молочного сахара в сырах из третьей ванны объясняется удалением его при разведении в этой ранне сыворотки водой, а также и несколько меньшим начальным содержанием влаги.
Исключительно большая разница обнаружена в потерях влаги за первые 10 дней созревания, включая посолку.
Наибольшие потери влаги в сырах из первой ванны составляли 5,1%, наименьшие - в сырах из второй и третьей ванн - 2,7-2,9%, т. е. в сырах с наливным формованием. Эта разница, возможно, обусловлена более быстрым проникновением соли в центральные слои сыра, что обеспечивает при взаимодействии белков сыра с солью в малых концентрациях повышение их гидрофильности.
Зрелые сыры имели высокую влажность. По-видимому, созревание под слизью препятствовало их усыханию. Содержание соли в сыре было немного недостаточным.
Применение наливного метода формования степного сыра несколько стимулировало развитие бактерий, в результате чего объем микрофлоры в сырах второй и третьей ванны был выше, хотя влажность этих сыров после прессования была ниже, чем сыров из первой ванны (формование из пласта).
В дальнейшем, при созревании, влага лучше сохранялась в сырах, выработанных с применением наливного метода. Этим же можно объяснить и более высокий объем микрофлоры в сырах второй и третьей ванны, так как известно, что небольшие концентрации поваренной соли (0,5-1%) стимулируют размножение молочнокислых стрептококков.
Сыры из первой ванны имели хороший вкус, но специфический привкус почти отсутствовал (средний балл 40). Сыры из второй и третьей ванн обладали специфическим аммиачным привкусом. В сырах из второй ванны отмечались к тому же слегка кисловатый и слегка горьковатый привкусы (средний балл 39,6), а в сырах из третьей ванны - кисловатый привкус не ощущался (средний балл 39,2).
Средняя оценка за вкус и запах была все же несколько выше в сырах из первой ванны, чем из последующих. Для придания большей остроты вкусу этих сыров и создания лучших условий развития слизи содержание соли в них должно быть увеличено примерно до 3%.
Консистенция сыра из всех ванн была хорошая, а в сырах из второй и третьей ванн встречались образцы даже с мажущейся консистенцией.
Рисунок сыра из второй и третьей ванн, как и следовало ожидать, был пустотным, что для данного случая признавалось нормальным.
Общая оценка качества сыра была почти одинаковой (из первой ванны 93,6 балла, второй - 93,6 балла и третьей - 93,4 балла).
Необходимо, кроме того, отметить, что при таком способе созревания получилась слабая корка, а иногда и плохо замкнутая поверхность, что приводило к появлению подкорочной плесени.
Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено:
при соответствующих технологических условиях вкусу степного сыра можно придать оттенок вкуса латвийского сыра, что является характерным отличием его от костромского, и мягкую консистенцию;
к существенным недостаткам этого технологического варианта следует отнести появление пороков внешнего вида сыра (слабая корка и подкорочная плесень), которые могут обесценивать качество продукта. Для ухода за сыром при этом способе созревания необходимы дополнительные затраты труда на частое перетирание и перевертывание сыра.
Обобщение результатов исследования и характеристика видовых особенностей Костромского и Степного сыров
Направление микробиологических и биохимических процессов при созревании костромского сыра определяется температурой второго нагревания, влажностью сыра, характером брожения и развитием молочнокислого процесса. Последние два фактора находятся в зависимости от состава бактериальной закваски, содержания в сырной массе молочного сахара и условий выработки сыра.
Температура второго нагревания является одним из важнейших факторов формирования видовых особенностей костромского сыра.
С повышением температуры увеличивается сжатие гелевой структуры сычужного сгустка и внутреннее давление сырного зерна. В связи с этим ускоряется обезвоживание сырной массы и уменьшается влажность сыра. Поэтому влияние температуры второго нагревания на формирование особенностей сыра нельзя рассматривать в отрыве от его влажности.
Специфическое действие температуры проявляется в регулировании общего объема микрофлоры и ее селекции. Нагревание сырного зерна до температуры выше 40° сопровождается уменьшением общего объема микрофлоры, понижением количества ароматообразующих стрептококков типа Str. diacetilactis, увеличением содержания палочковидных форм бактерий и ослаблением бродильной способности бактерий. Влияние температуры особенно заметно проявляется, когда она достигает 46°.
Качественные и количественные изменения состава микрофлоры сыра под влиянием нагревания существенно влияют на биохимические процессы при его созревании. С повышением температуры значительно уменьшается активность анаэробных дегидраз сыра, что связано с вымиранием микрофлоры, с более интенсивным автолизом бактериальных клеток.
Уменьшается общий объем протеолиза белковых веществ и увеличивается глубина их распада - повышается содержание в сыре свободных аминокислот. В их составе начинает преобладать глутаминовая кислота, явление, характерное для сыров с высокими температурами второго нагревания.
Обработка сырного зерна при температуре 46° вызывает появление пряного вкуса, не свойственного данному виду сыра. Особенно резко ухудшается его консистенция; она становится грубой и непластичной. Эта температура второго нагревания является совершенно неприемлемой для производства костромского сыра.
Понижение температуры второго нагревания до 40° способствует получению сыра с повышенной влажностью, общему развитию микрофлоры, повышению их бродильной активности, сохранению более длительное время дегидразной активности и ослаблению автолиза бактериальных клеток. Протеолиз параказеина в этих условиях идет в направлении интенсивного образования промежуточных продуктов (растворимых белковых веществ, полипептидов). При этом содержание свободных аминокислот по отношению к общему растворимому азоту сыра уменьшается, а их относительный состав сохраняется постоянным, независимо от влажности сыра.
Развитие молочнокислого процесса в сыре зависит от его влажности. С повышением влажности увеличивается содержание в сыре молочного сахара, а также концентрация молочной кислоты, образующейся в результате брожения. Заметно улучшается консистенция сыра, но вместе с этим появляется излишне кисловатый привкус, вызываемый повышенной кислотностью. Нередко появляется и горьковатый вкус.
Наиболее высокую оценку получили опытные сыры с влажностью 41-43%, выработанные при температуре 43° (второе нагревание). Однако консистенция этих сыров не была отличной. Следовательно, повышение влажности сыра должно сочетаться не только с величиной температуры второго нагревания, но и с другими факторами. К этим факторам следует отнести концентрацию в водной фазе сыра молочного сахара и активную кислотность.
Концентрация в водной фазе сыра молочного сахара зависит от следующих причин: содержания его в молоке, влажности сыра, степени его сбраживания во время обработки сырного зерна в ванне, применения воды при выработке сыра, а также состава бактериальной закваски.
Связь содержания в сыре молочного сахара с его влажностью и количеством сахара в молоке вполне очевидна. Сбраживание молочного сахара во время обработки сырного зерна в ванне имеет определенное значение для последующего процесса созревания сыра.
Поэтому длительность обработки сырного зерна в ванне должна увязываться с интенсивностью молочнокислого процесса, нарастанием кислотности и скоростью обезвоживания сырного зерна. При длительной обработке сырного зерна понижается концентрация молочного caxapа в водной фазе сыра.
В сырах, получивших лучшую оценку вкуса, рН равнялась 5,20, т. е. максимальная активная кислотность была выше того значения, которое установлено для круглого голландского сыра (рН 5,0-5,1), что является характерным для костромского сыра.
Поддержание активной кислотности на уровне рН выше 5,20 в условиях высокой влажности сыра (43-45%) не всегда представляется возможным без регулирования концентрации молочного сахара в водной фазе сыра, которая для данного вида сыра, по-видимому, должна находиться в пределах 2,0-2,3%.
Эффективным способом понижения концентрации молочного сахара в сыре является добавление воды перед вторым нагреванием. При разделении сыворотки водой в количестве 10% к общему объему смеси (с отливом 30% молочной сыворотки), содержание молочного сахара сокращается на 25% и максимальное значение активной кислотности (рН) понижается примерно на 0,05-0,09.
Разведение сыворотки в указанных выше количествах даже несколько усиливает молочнокислый процесс, так как развитие молочнокислых бактерий при этом не подавляется, а наблюдается даже некоторое повышение их ферментативной активности.
При уменьшении количества молочного сахара в сыре снижаются потенциальные возможности нарастания излишней кислотности и тем самым повышается активность протеолитических ферментов. В сырах с применением воды количество растворимого азота на 3,81% выше, чем в сырах без применения воды, что составляет почти 20% общего его содержания. Наряду с этим увеличивается количество свободных аминокислот (на 10%). Замечательно то, что соотношение отдельных аминокислот сохраняется постоянным и не зависит от кислотности сыра.
Разведение сыворотки водой отражается также на понижении количества кальциевых и фосфорнокислых солей в водной фазе сыра, причем потеря фосфорнокислых солей превышает потерю кальциевых солей, вследствие их связи с параказеином.
Выработка костромского сыра с повышенной влажностью и несколько пониженным содержанием молочного сахара в результате прибавления воды оказывает положительное влияние на его качество. Улучшается консистенция и, как правило, устраняется излишне кислый вкус. В этом отношении категорическое запрещение применения воды в производстве костромского сыра является необоснованным.
Молоко, используемое для опытов, отличалось плохой сычужной свертываемостью. Казалось, что эти явления должны были послужить причиной возникновения «самокола». Однако этого порока сыра при нормальной выработке не было. Но он возникал в результате применения в качестве закваски культур одного вида Str. lactis и не наблюдался, если в состав закваски дополнительно вводили Str. diacetilactis. Он возникал также, если концентрация молочного сахара в водной фазе была повышенной. Таким образом, в возникновении порока «самокол» биологический фактор играет весьма существенную роль. Самокол обычно появлялся при несвоевременном газообразовании и прохождении молочнокислого процесса на более высоком уровне активной кислотности.
По характеру микробиологических и биохимических процессов костромской сыр принадлежат к группе голландских сыров и характеризуется следующими органолептическими свойствами: выраженный сырный вкус, в меру острый, не кислый или очень слабо кисловатый, возможно наличие слегка сладковатого (орехового) привкуса; консистенция - пластичная, рисунок - правильный, равномерно расположенный.
Нормальный технологический процесс выработки костромского сыра с присущими ему органолептическими свойствами определяется следующими объективными условиями:
1. Составом бактериальных заквасок. Их основной фон определяется бактериями Str. lactis. Непременным компонентом закваски являются ароматообразующие бактерии типа Str. diacetilactis, Str. paracitrovorus, обладающие нормальной способностью к газообразованию.
2. Температурой второго нагревания, которая должна находиться в пределах 40-43°. Если молоко обладает повышенной способностью к обезвоживанию, то следует придерживаться низшей границы указанных температур, а в обычных условиях лучшая температура 43°.
3. Влажность сыра после прессования должна находиться в пределах 41-43%. Если при этой влажности получаются сыры с неудовлетворительной консистенцией, то она может быть повышена до 43-45% при условии внесения в сыворотку 10% (к общему объему смеси) воды. Влажность сыра не рекомендуется увеличивать путем значительного сокращения продолжительности обработки сырного зерна в ванне, ее следует регулировать сообразно зрелости молока, температуре второго нагревания, но в указанных выше пределах.
4. Обеспечением нормального развития молочнокислого процесса при выработке и созревании сыра. Это достигается внесением в пастеризованное молоко 0,3-0,5% бактериальной закваски и контролем ее нормального состава. Максимальная активная кислотность, наступающая через 3-4 дня, не должна быть ниже рН 5,20. Однако молочнокислый процесс должен получить надлежащее развитие до посолки сыра. Показателем слабой активности этого процесса служит величина активной кислотности сыра после прессования в пределах рН 6,0-6,2.
5. Количество хлористого натрия в сыре должно находиться в пределах 2,0-2,5%.
6. После посолки сыры следует выдерживать до 2-месячного возраста при температуре 12-16°. Надо иметь в виду, что при пониженных температурах созревания брожение несколько замедляется, при повышенных - ускоряется. В дальнейшем до кондиционной зрелости сыры выдерживают при температуре 10-12°. Изобилие слизи на сырах во время созревания нежелательно. Появление ее предупреждается обычными способами, принятыми в сыроделии.
Микробиологические и биохимические процессы, протекающие в степном сыре при созревании, мало отличаются от процессов в костромском сыре. Небольшие отличия вызываются постановкой крупного зерна, несколько более высоким содержанием в сыре влаги и хлористого натрия.
Из двух возможных способов выработки степного сыра - с оттенком вкуса латвийского и без него - предпочтение следует отдать последнему, потому что, во-первых, сыры с оттенком вкуса латвийского имеются в нашем отечественном ассортименте (сыр волжский), во-вторых, выработка сыров со слизью связана с дополнительными затратами труда по уходу за ними при созревании. Таким образом, степной сыр является разновидностью костромского с некоторыми отличительными свойствами, а именно: выраженный сырный вкус, несколько более соленый, чем у костромского сыра, слегка кисловатый, консистенция мягкая и слегка пластичная. Допускается наличие неправильного, пустотного рисунка.
Нормальный технологический процесс выработки степного сыра характеризуется следующими показателями:
1. Температура второго нагревания в пределах 40-42° и влажность сыра после прессования в пределах 44-46°. Для достижения указанной влажности сычужный сгусток дробят до величины зерна 6-8 мм и соответственно подбирают температуру второго нагревания и длительность обработки сырного зерна в ванне.
2. Концентрацию молочного сахара и активную кислотность регулируют путем добавления в сыворотку воды перед вторым нагреванием в количестве 10-15% после отлива 30-35% сыворотки. Максимальная активная кислотность сыра не должна превышать определенные величины рН и быть ниже 5,20-5,15.
3. Обеспечение нормального развития молочнокислого процесса при выработке и созревании сыра, достигаемое внесением в пастеризованное молоко 0,3-0,5% бактериальной закваски, и контроль за ее составом в отношении наличия в нем ароматообразующих бактерий Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus.
4. Соли в зрелом сыре должно содержаться 2,5-3,0%.
5. Температурный режим созревания такой же, как и костромского сыра.
Выводы:
1. Формирование видовых особенностей костромского и степного сыров происходит под влиянием температуры второго нагревания, развития молочнокислого процесса, характера брожения, состава бактериальных заквасок, содержания влаги в сыре после прессования и активной кислотности при его созревании, зависящей от содержания в сырной массе молочного сахара.
2. Главными объективными показателями нормального технологического процесса костромского сыра являются: температура второго нагревания 40-43°, влажность сыра после прессования 41-43%, максимальное значение активной кислотности - рН не ниже 5,20, - содержание соли 2,0-2,5% и определенный состав бактериальной закваски. В закваску вводят энергичные кислотообразователи (Str. lactis) и два вида ароматообразующих стрептококков (Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus). Для степного сыра температура второго нагревания 40- 42°, влажность сыра после прессования 44-46% и степень посолки 2,5-3,0%.
3. Большое влияние на качество и типичность сыров оказывает температура второго нагревания и их влажность после прессования. Температура второго нагревания выше 43° приводит к излишнему обезвоживанию сырной массы, к явлениям селекции микрофлоры и изменению характера биохимических процессов при созревании. Вследствие этого ухудшается консистенция и сыр приобретает пряный вкус, характерный для сыров, изготовленных при высокой температуре второго нагревания.
Температура второго нагревания ниже 40°, а в некоторых случаях и 40° при высокой влажности ведет к получению сыра с излишне нежной консистенцией, кисловатым вкусом и иногда горьковатым.
4. В получении типичного сыра важное значение имеет регулирование молочнокислого процесса, которое достигается сохранением нормального соотношения компонентов производственной закваски (Str. lactis и Str. diacetilactis), обеспечением оптимальной концентрации молочного сахара в сырной массе (2,0-2,5%) разбавлением сыворотки водой и надлежащим развитием молочнокислого процесса при обработке сырного зерна в ванне.
5. Костромской сыр по характеру развития микробиологических и биохимических процессов является типичным представителем группы твердых сыров, изготовляемых при низкой температуре второго нагревания. Для него характерны: выраженный сырный вкус, не кислый или со слегка кисловатым оттенком, возможен слегка сладковатый (ореховый) привкус; консистенция пластичная, рисунок правильный, равномерно расположенный. Степной сыр является разновидностью костромского и отличается от него более мягкой консистенцией, более выраженной остротой и легкой кисловатостью.