Журнал для тех, кто делает сыр

Свертывание молока

Свертывание молока – основной прием выделения молочного белка в сыроделии, обычно в сгусток выделяется казеин, остальные белки отходят в сыворотку, поэтому их принято называть сывороточными.

Свертывание молока может быть сычужным и кислотным. По типу свертывания сыры делят на сычужные и кисломолочные.

Сычужное свертывание происходит от воздействия сычужного фермента на молоко.

Сычужный фермент выделяется железистыми клетками IV отдела желудка жвачных животных – сычуга. В наибольшем количестве сычужный фермент образуется в молочный период жизни телят. Получают его в заводских условиях по специальной технологии, предусматривающей сушку сычугов, измельчение, высаливания белков. Выделенные таким образом белки высушивают, измельчают на шаровых мельницах. Сухой препарат смешивают с хлоридом натрия и получают сычужный порошок. Определяют его свертывающую активность. Для получения 1 кг сычужного порошка требуются желудки 13-ти телят. 1 кг порошка обеспечивает выработку 4 т сыра. В настоящее время используются не только желудки телят, но и ягнят (приблизительно недельного возраста).

Кроме того, в сыроделии используются пепсины (говяжий, свиной и других животных). Имеется ряд молокосвертывающих препаратов на основе использования пепсинов животного происхождения. Молокосвертывающий фер-ментный препарат ВНИИМС (ФП) состоит из 50% сычужного фермента и 50 % говяжьего пепсина. Его рекомендуют для производства сыров с низкой температурой второго нагревания. Препарат ФП-2 содержит 25 % сычужного фермента и 75 % говяжьего пепсина и используется для сыров типа российского. ФП-6 – смесь куриного и говяжьего пепсинов.

 

Определение свертывающей активности и дозы сычужного фермента, внесение его в молоко

 

Сычужный фермент вносят в сыродельную ванну с охлажденным после пастеризации до 35 оС молоком, в которое предварительно добавлен хлорид кальция и необходимая для данного вида сыра закваска.

Доза сычужного фермента, необходимого для свертывания молока, определяется по формуле:

Х = М · Тф / 600 · Тт,

 

где Х – количество 1 %-го раствора сычужного фермента, дм3;

М – количество молока, дм3,

Тф – продолжительность свертывания 100 см3 подогретого до температуры свертывания молока 10 см3 раствора фермента, с (отсчет ведут от момента внесения раствора до образования нормального сгустка);

Тт – необходимая продолжительность свертывания молока, мин.

 

На практике необходимое количество сычужного фермента удобнее определять с помощью прибора ВНИИМС, который представляет собой цилиндр с калиброванным отверстием в дне и со шкалой, нанесенной на внутренней стороне сосуда. В цилиндр с закрытым отверстием наливают подготовленное к свертыванию молоко (с температурой свертывания и внесенными в молоко закваской и хлоридом кальция) до нулевой отметки. В молоко добавляют 10 см3 2,5 %-го раствора сычужного фермента, быстро перемешивают и открывают отверстие. В тот момент, когда произойдет свертывание, молоко из отверстия перестанет вытекать. Уровень оставшегося в цилиндре молока покажет потребное количество сычужного фермента в г на 100 кг молока. Этот прием необходимо проводить в каждой сыродельной ванне, чтобы учесть разнородность молока и активность применяемого фермента.

Под свертывающей активностью понимают количество частей молока, которое свертывается одной частью фермента при температуре 35 оС в течение 40 минут. Отсюда, если активность сычужного фермента составляет 100 тыс. единиц, это значит, что 1 часть сычужного фермента свертывает 100 тыс. частей молока (1 г фермента – 100 кг молока). Однако в сыроделии норма расхода фермента более высокая: 2,5 г на 100 кг молока, так как температура свертывания может быть ниже 35 оС и продолжительность свертывания необходима менее 40 минут.

 

 

Механизм действия сычужного фермента

 

Свертывание молока сычужным ферментом (или его заменителем) представляет собой два совместно протекающих процесса. Процессы эти необратимы. Существует несколько теорий сычужного свертывания. С позиции гидролитической теории механизм сычужной коагуляции объясняется следующим образом*.

Под действием внесенного сычужного фермента происходит гидролиз полипептидных цепей к-казеина казеинаткальцийфосфатного комплекса между фенилаланином и метионином. В результате молекулы к-казеина распадаются на гидрофобный пара-к-казеин и гидрофильный гликомакропептид.

В результате происходит потеря отрицательного заряда мицеллой, частичное разрушение гидратной оболочки – система теряет устойчивость, следствием чего является появление хлопьев белка (первая стадия индукционная).

Потеря к-казеином функций защитного коллоида создает условия для интенсивной коагуляции с участием в структурообразовании параказеина ионов кальция (вторая стадия). На этой стадии формируется пространственная сетка сгустка.

Свертывание молока позволяет получить сгусток, разделяющийся после соответствующей обработки на две фазы: твердую, в которой содержатся преимущественно казеин и жир, и жидкую, содержащую растворенные в воде вещества молока (молочный сахар, растворимые белки и соли молока).

В производстве сыра имеет значение прочность полученного сгустка, которая является условием, определяющим выход сыра, его консистенцию и отход жира в сыворотку. Слабый сгусток дробится неравномерно, образуется много мелких частиц сырной пыли, которые теряются с сывороткой.

Плотность сгустка зависит от содержания в молоке казеина, степени зрелости молока, температуры свертывания, добавления солей кальция и не зависит от дозы сычужного фермента. Продолжительность свертывания молока в зависимости от вида сыра составляет от 25-ти до 60-ти минут и зависит от различных факторов.

 

Факторы, влияющие на процесс сычужного свертывания

 

На скорость свертывания оказывают влияние следующие факторы:

1. температура свертывания;

2. рН среды;

3. концентрация солей кальция;

4. доза фермента и др.

Оптимум действия сычужного фермента – 43-45 оС; для пепсинов – 40-41 оС, при температуре ниже 10 оС свертывание протекает очень медленно, может даже не произойти. Температура свертывания установлена 28-35 оС, что объясняется необходимостью создания благоприятных условий не только для фермента, но и для молочнокислой микрофлоры закваски.

При нормальной кислотности (кислотность 20 оТ) и жирности смеси температура свертывания составляет 32-35 оС, при повышенной кислотности (22 оТ – это характерно в производстве мягких сыров) – 28-32 оС. Пониженные температуры свертывания в производстве мягких сыров устанавливаются также еще и с целью получения более влажного сырного зерна.

С увеличением кислотности смеси следует понизить температуру свертывания на 0,5-1,5 оС на каждый градус кислотности.

Увеличение дозы хлорида кальция от 10 до 50 г на 100 кг нормализованной смеси увеличивает активность фермента на 20-60 %.

Скорость коагуляции казеина зависит от количества добавляемого сычужного фермента. Установлено, что продолжительность образования сгустка зависит от дозы фермента обратно пропорционально. Для определенной пробы молока (кислотности, степени зрелости, температуры) эта закономерность может быть выражена следующим уравнением:

 

С · t = const,

 

где С – концентрация фермента в г сухого препарата на 1 дм3 молока;

t – продолжительность свертывания, с.

 

Эту же закономерность можно записать в виде уравнения:

 

Х · t / m = const,

 

где Х – доза фермента в г;

m – масса молока, кг.

 

Численное значение константы увеличивается при использовании сычужно-вялого молока и малой активности фермента. Предложенное уравнение с достаточной степенью точности позволяет на практике определить дозу сычужного фермента для заданной продолжительности свертывания определенного образца молока по проведенной пробе на свертываемость. На основании этого закона разработан так называемый прибор ВНИИМС, принцип действия которого описан ранее.

 

Обсуждение закрыто.