2020-04-20
159
Условия, оказывающие влияние на интенсивность и направленность физико-химических, микробиологических и ферментативных процессов, определяют формирование видовых особенностей сыров. Видовые особенности сыров зависят от: температуры пастеризации и степени зрелости молока; видового состава применяемой заквасочной микрофлоры; температуры второго нагревания; содержания влаги в сыре; рН сырной массы; содержания поваренной соли в сыре; режима созревания (температура, влажность).
Качественный состав стартерных заквасок, применяемых при выработке большинства видов сыров состоит из тех же видов культур, которые являются доминирующей молочнокислой биотой в сыром созревшем молоке: лактококки, лейконостоки, термофильный стрептококк, молочнокислые палочки (мезофильные и термофильные). По отношению к кислороду молочнокислые бактерии являются факультативными анаэробами. Молочнокислые бактерии – единственная группа микроорганизмов, лишенных каталазы, но способных расти в присутствии кислорода воздуха. Функцию каталазы выполняет фермент пероксидаза. У молочнокислых бактерий отсутствуют гемсодержащие ферменты, поэтому энергию они получают только в процессе молочнокислого брожения, которое условно разделяют на гомоферментативное и гетероферментативное. При гомоферментативном брожении основным метаболитом является молочная кислота; при гетероферментативном брожении кроме молочной кислоты образуются также диоксид углерода, этанол и (или) уксусная кислота и др. Температурный диапазон жизнедеятельности лактобактерий довольно широк: мезофильные виды растут при оптимальной температуре 25–32 С; минимальной температурой для них является 10 С. Для термофильных видов оптимальная температура роста колеблется в пределах 38–45 С, а минимальная – 20–22 С. Имеются сведения, что некоторые молочнокислые бактерии способны расти при температуре 3–5 С [13].
Для производства мягких свежих кисломолочных сыров, а также сыров с чеддеризацией сырной массы, рассольных, сыров с плесенью, слизневых - используются закваски состоящие преимущественно из мезофильных лактококков или в сочетании с лейконостоками [12].
В отличие от заквасок для кисломолочных сыров все штаммы закваски для выдержанных сыров должны обладать протеолитической активностью, то есть способностью разлагать белок. Кроме того, при составлении заквасок необходимо принимать во внимание не только принадлежность молочнокислых бактерий к тому или иному виду, но и свойства отдельных штаммов. Для получения одинаковых по качеству сыров необходимо учитывать также способность штамма накапливать свободные аминокислоты, характерные для данного вида сыра.
Для мелких сыров с низкой температурой второго нагревания в закваски вводят в качестве основного бактериального фона несколько штаммов лактококков, или лактококков с лейконостоками. Среди них мезофильные гомоферментативные (неароматообразующие) культуры, производящие молочную кислоту в разных количествах и с разной скоростью: Lactococcus lactis subspecies lactis, Lactococcus lactis subspecies cremoris, Lactococcus bulgaricus. Эти бактерии не производят газов, вкусы сыров в основном кисломолочные. Их применяют для сыров с закрытой (без глазков) текстурой.
Lactococcus lactis subsp. lactis (молочный лактококк - основа любой мезофильной закваски. Lactococcus lactis subsp. сremoris (сливочный лактококк - также один из основных составляющих закваски, он придает сыру приятный сливочный вкус. Для более сливочного вкуса сыра нужно выбирать именно закваску с данным видом.
Lactococcus lactis subsp. diacetilactis (диацетильный лактококк) - газообразующая культура, которая помогает формировать рисунок многих твердых сыров, когда именно рисунок является важным показателем качества сыра. Диацетильный лактококк используют для производства сыров с рыхлой пористой структурой (таких как сыры с голубой плесенью, а также Фета, брынза и др.). В мезофильные стартерные культуры могут входить и другие гетероферментативные бактерии, такие как лейконостоки Leuconostoc mesenteroides subspecies cremoris и др., которые вносят свой вклад в развитие рисунка и аромата сыра. Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris (Leuс. cremoris) развивается в сырах после снижения рН среды до 5,0–4,5, образуя диацетил, углекислый газ и др., поэтому данный вид используют в многовидовых или дополняющих их моновидовых заквасках для производства сыров. Размножение лейконостоков стимулирует добавление в среду марганца, что приводит также к повышенному синтезу метаболитов [13, 14].
При производстве сыров типа Чеддер с плотной однородной массой без трещин и дырочек, нужно избегать использования закваски с бактерией Lactococcus lactis subsp. diacetilactis и лейконостоками [16].
Для крупных сыров с высокой температурой второго нагревания применяют обычно две закваски: первую составляют так же, как и для мелких сыров, а вторую - из термофильных молочнокислых палочек и термофильного стрептококка.
Помимо этого, часто для твёрдых сыров с высокой температурой второго нагревания добавляют культуры пропионовокислых бактерий. Пропионовокислые бактерии образуют пропионовую и уксусную кислоты, пропионат кальция и пролин, что способствует улучшению вкуса сыра. В процессе пропионовокислого брожения образуется также диоксид углерода, который раздвигает сырную массу, образуя крупные глазки в сыре. Кроме того, пропионовокислые бактерии являются активными продуцентами витамина В12.
При выработке некоторых видов сыров (например, сыров с желто-коричневой слизью) используются дрожжи, грибы вида Geotrichum candidum и пигментообразующие бактерии вида Brevibacterium linens. Дрожжи и грибы, способствуют нейтрализации поверхности, создавая предпосылки для последующего роста пигментообразующих бактерий, вызывающих созревание этих сыров снаружи внутрь. Пигментообразующие бактерии формируют вкус и аромат сыров и препятствуют развитию посторонних микроорганизмов.
В производстве мягких плесневых сыров используются «благородные плесени». Это чистые культуры гриба рода Penicillium (Penicillium roquiforti, Penicillium camamberti, Penicillium candidum), которые вызывают специфические изменения белков и молочного жира с образованием веществ, влияющих на вкус и аромат сыров.
Основными (наиболее часто используемыми) термофильными бактериями являются гомоферментатывные Streptococcus salivarius subs. thermophilus (Streptococcus thermophilus). Некоторые стартерные культуры состоят исключительно из этих бактерий. Температуры второго нагревания для крупных твёрдых сыров находятся на уровне максимальной или немного превышающей максимальную для роста термофильного стрептококка. Благодаря резистентности к высоким температурам термофильный стрептококк нашёл применение в производстве таких твёрдых сычужных сыров с высокой и средней температурой второго нагревания, как Моцарелла, Горгонзола, Проволоне и др. Введение термофильного стрептококка в сыры, вырабатываемые с чеддеризацией сырной массы, ускоряет этот процесс. Для сыроделия отбирают преимущественно галактозосбраживающие невязкие штаммы, тогда как для производства йогурта предпочтение отдают вязким штаммам. Умеренное образование термофильным стрептококком полисахаридов делает низкожирные сыры менее сухими по органолептическому ощущению. Так же часто используются термофильные Lactobacillus lactis Во время выработки сыров с высокой температурой второго нагревания, с использованием совместно с термофильными лактобациллами, термофильный стрептококк развивается с опережением: так его популяция достигает максимума уже после 5 часов прессования, то популяция Lactobacillus – только через 15-20 ч. Как правило, перестаёт размножатся после прессования. таких сыров ведут строго при температуре ниже. Термофильный стрептококк стимулирует развитие пропионовокислых культур и лактобацилл при совместном развитии.
Особо среди термофильных молочнокислых палочек необходимо выделить Lactobacillus helveticus (швейцарскую палочку), которая придаёт сыру наиболее выраженный сладко-ореховый вкус при производстве некоторых выдержанных сыров [12].
Lactobacillus сasei ssp. casei (L. casei) - мезофильная молочнокислая палочка Lactobacillus casei ускоряет процесс созревания выдержанных сыров. Штаммы болгарской палочки образуют ацетальдегид, придающий сгустку характерный фруктовый запах [13].
Процесс приготовления выдержанных сыров иногда производители называют термином созревание или аффинаж (affinage, франц.) [16]. Выдержанные сыры (натуральные, сычужные) на стадии аффинажа претерпевают основные биохимические преобразования: из творожисто-сырого продукта рождается, собственно, «сырный дух». Сыры созревают от нескольких недель до нескольких лет, в зависимости от вида, иногда - желаемой степени выдержки: голландский – 2-3 месяца, итальянский пармезан 1-2 года. При созревании в составе микрофлоры сыров низкой температурой второго нагревания, в том числе голландского, на первом этапе также преобладающее значение имеют мезофильные молочнокислые лактококки, развитию которых способствуют высокая влажность сырной массы и относительно низкая температура созревания (12-15 °С). При такой температуре не могут развиваться термофильные бактерии. При выработке твердых сыров с низкой температурой второго нагревания (мелких сыров) количество молочнокислых стрептококков в первые 5-10 дней созревания достигает максимального значения. После этого, в связи с полным сбраживанием лактозы и ее отсутствием в сырной массе, происходит постепенное отмирание лактококков (в течение 1-2 месяцев), одновременно происходит увеличение количества мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus рlапtаrum и Lactobacillus саsеi, которое достигает максимума через 1,5-2 месяца. Их размножение на второй стадии созревания сыра обусловлено способностью усваивать соли молочной кислоты (лактат кальция и др.). При дальнейшем созревании сыра постепенно отмирают и молочнокислые палочки. Такая закономерность динамики микрофлоры характерна при созревании многих сыров данного типа.
По составу микроорганизмов твердые сыры с высокой температурой второго нагревания существенно отличаются от сыров с низкой температурой второго нагревания. Например, в состав стартовой закваски для швейцарского сыра Emmentaler Switzerland AOC зарегистрированого с 2006 года, как АОК ((Appellation d’origine contrôlée). Этот «подлинный Emmentaler» должен быть выдержан не менее 4 месяцев. Он имеет круглую форму с натуральной корочкой и хранится в традиционных подвалах. Подлинный Emmentaler может быть нескольких возрастов: классический — 4 месяца, резерв — 8 месяцев и Premier Cru — 14 месяцев [17]. Изготавливается он из сырого коровьего молока с добавлением только натурального сырья и представляет собой желтый, полутвердый сыр, с большим количеством крупных дырок. Он пикантный, но с не очень резким вкусом. При производстве сыра используются следующие виды бактерий: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticum, Lactobacillus lactis и Propionibacter shermanii, но производится он из сырого молока, поэтому мезофильная нативная биота выполняет существенную роль. Рассматривая динамику развития микроорганизмов для группы твердых крупных сыров обычно отмечаются следующие закономерности: в сырном зерне перед вторым нагреванием преобладают лактококки. Под действием высокой температуры второго нагревания (56-60 °С) уменьшается объем микрофлоры в сырной массе за счет частичной гибели мезофильных лактококков, в то время как термофильные молочнокислые палочки остаются жизнеспособными. Созревают сыры, как правило, при температуре 22-25 °С. Уже в односуточном сыре количество палочек составляет 50-80 %, при этом через 2-5 суток созревания отмечается максимальное накопление молочнокислых бактерий.
В дальнейшем происходит уменьшение в сыре общего объема микрофлоры и количества термофильных молочнокислых палочек, что объясняется полным сбраживанием лактозы и отмиранием клеток наиболее чувствительных к отсутствию лактозы. В это же время отмечается некоторое увеличение количества лактококков, в связи с их большей устойчивостью к недостатку лактозы, а также к воздействию поваренной соли.
Примерно к 30-му дню проявляется второй пик: количество молочнокислых палочек снова увеличивается при продолжающемся уменьшении количества лактококков. Это происходит за счет размножения уже мезофильных молочнокислых палочек, в частности Lactobacillus casei и Lactobacillus рlапtаrum, способных усваивать лактаты [16]. Таким образом, главной функцией мезофильных лактобацилл является сбраживание оставшихся источников энергии в конце созревания, если они к этому времени остались, с тем, чтобы они не достались посторонней микрофлоре. В Эмментале на поздней стадии производства сыра, Р. shermanii потребляет оставшуюся молочную кислоту, выделяемую другими бактериями, и образует углекислый газом, который и формирует медленно пузырьки, образующие крупные отверстия. В результате протеолиза - расщепления полипептидов накапливаются пептиды, аминокислоты, амины, участвующие в создании органолептических свойств сыра. Сладкий его вкус определяют такие аминокислоты, как аланин, глицин, пролин [6].
По сравнению с Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis практически не нашёл достойного применения в сыроделии, т.к. являясь гетероферментативным, при чрезмерном развитии в сырах может дать брожёный привкус, однако это происходит в случае, если к концу созревания сыра в нём остаётся слишком много несброженных кокковыми формами культур закваски источников углеводов вследствие их фаголизиса. Обнаружено, что штаммы Lactobacillus brevis производят биогенные амины тирамин и фенилэтиламин. Было показано, что Lactobacillus brevis улучшает иммунную функцию человека, что даёт возможность полагать, что со временем L. brevis получит более достойное представительство в группе сыров с функциональными свойствами (глава 5).
