5.Біохімія сквашування молока.

Біохімічні процеси, що протікають при свашуванні молока. Сквашування молока відбувається під впливом закваски, що вноситься в кількості 2-5%. Закваски є сумішшю культур гетероферментативних молочнокислих бактерій.

При нормальному технологічному процесі сквашування молока в результаті життєдіяльності внесених молочнокислих культур зброджуються частина молочного цукру і майже вся лимонна кислота, що міститься в молоці. Велика частина використаного молочного цукру зброджується до молочної кислоти

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆ → 4СН₃СНОНСООН

Значно менша частина лактози і лимонна кислота молока використовуються для утворення побічних продуктів бродіння, що обумовлюють вираженість смаку сквашеного молока і його аромат.

Побічні продукти молочнокислого бродіння включають: летючі кислоти, диацетил і ацетилметилкарбінол, спирт, ефіри і вуглекислоту.

Кислотність, що відчувається при органолептичній оцінці, обумовлена активною кислотністю і характеризується значенням рН. Плазма молочного маргарину повинна мати рН 5,0—6. При вищому рН плазми смак буває невиражений, а молочний маргарин, виготовлений на молоці з активною кислотністю нижче рН 5,0, має надмірно кислий смак. У зв'язку з вище викладеним виходить, що молоко, використовуване у виробництві маргарину, повинне мати активну кислотність в межах рН 5,0—5,8 і титруючу кислотність 60—110° Т, при цьому воно володіє м'яким вираженим смаком. Тому основним чинником, що обумовлює якість сквашеного молока, підготовленого для введення в продукт, є його кислотність.

Молочнокислі культури, створюючи разом з молочною кислотою інші, так звані побічні продукти бродіння, надають молоку при сквашуванні не тільки м'який сметанистий смак, але і більш-менш виражений аромат.

Основним летючим продуктом бродіння є летючі кислоти, кількість яких складає близько 10 % від загальної кислотності сквашеного молока. З летючих кислот, в основному, накопичується оцтова кислота і в значно меншій кількості пропіонова. Зміст летючих кислот, що перевищує вказане співвідношення, додає молоку різкий присмак.

Великий вплив на вираженість смаку і аромату сквашеного молока надає накопичення спирту, що доходить до 0,1—0,2%. Утворення етилового спирту завжди супроводжується виділенням вуглекислоти, що додає освіжаючий характер смаку молока. Вуглекислота, що виділяється в процесі молочнокислого бродіння, пронизує всю масу сквашеного молока надзвичайно дрібними бульбашками, що не виявляються візуально, на відміну від виділення вуглекислоти в результаті розвитку дріжджів (іноді при приготуванні маточної закваски можна виявити виділення вуглекислоти по слабких смужках, розташованих уздовж внутрішньої стінки пляшки або колби, про що повідомляється при аналізі маточної закваски). Наявність летючих кислот і спирту створює можливість утворення ефірів, хоча і в дуже невеликих кількостях (до 3—4 мг).

Істотним компонентом молочнокислого аромату є диацетил. Сквашене молоко, що вводиться в маргарин, повинне містити не менше 1 міліграма диацетилу на 100 мл. Серед збудників молочнокислого бродіння є окремі представники, що накопичують диацетил в 10—15 разів більше вказаної кількості; проте слід брати до уваги те, що кількість диацетилу в молоці при його сквашуванні залежить від властивостей початкового молока і корму корів.

Крім диацетилу на смакові і ароматичні властивості сквашеного молока впливає ацетоїн, що накопичується багатьма молочнокислими культурами одночасно з утворенням диацетилу і сприяє пом'якшенню молочнокислого смаку і аромату. Ацетоїну утворюється в 2—4 рази більше, ніж диацетилу.

Останнім зі встановлених компонентів молочнокислого аромату є піровиноградна кислота. Піровиноградна кислота — проміжний продукт зброджування цукру і лимонної кислоти — грає велику роль в процесі ароматоутворення, додаючи сквашеному молоку приємний горіховий присмак і аромат.

Молочнокислі культури, у яких більше 90% продуктів бродіння складає молочна кислота, відносяться до гомоферментативних. Культури, які разом з молочною кислотою утворюють велику кількість побічних продуктів бродіння, відносяться до гетероферментативних.

При гетероферментативному молочнокислому бродінні зброджуються як лактоза, так і лимонна кислота молока, завдяки чому ароматоутворюючі молочнокислі бактерії і отримали назву «цитроворуси» (що зброджують лимонну кислоту і створюють з неї і лактози той комплекс продуктів бродіння, який обумовлює смак і аромат сквашеного молока).

Зміна консистенції молока при сквашуванні відбувається унаслідок зміни стану казеїнокальцієвої солі молока. У свіжому молоці казеїнокальцієва сіль знаходиться в стійкому колоїдному стані, значною мірою вона обумовлює м'якість смаку свіжого молока і його колір.

З розмноженням в молоці молочнокислих бактерій відбувається накопичення утворюваної ними молочної кислоти, і рН молока знижується. Спочатку при підвищенні кислотності молока приблизно до 25—27°С це непомітно, але далі, коли величина рН молока починає знижуватися, молочна кислота поступово зв'язується з кальцієм казеїну, і при подальшому розмноженні молочнокислих бактерій в молоці відбувається повне відщеплювання кальцію від казеїнокальцієвої солі.

Двозаміщена казеїнова сіль володіє менш стійкими колоїдними властивостями. Під впливом утворюваної молочної кислоти казеїн переходить в гелеподібний стан.

В'язкої консистенції набуває молоко при сквашуванні його певними культурами, здатними при своєму розвитку не тільки зброджувати цукор (лактозу) до молочної кислоти і вищезгаданих побічних продуктів бродіння, але і здатних до полімеризації гексоз з утворенням декстранів. Декстрани зв'язуються з білками молока і обумовлюють в'язкість сквашуваного молока.

Властивість утворення в'язкості в молоці є постійною ознакою певних молочнокислих культур; найчастіше здатність при сквашуванні утворювати в'язку консистенцію буває у гетероферментативих культур, здатних до біосинтезу своєї ферментної системи з одночасним збагаченням молока вітамінами.

Залежно від властивостей молочнокислих бактерій, що вживаються в заквасках, згортання молока з утворенням консистенції, що колеться або в'язкої, відбувається при різній межі кислотності (від 55 до 70°Т і рН 5,5—5,0). При цьому культури, що додають молоку при сквашувані в'язкість, викликають утворення згустку при нижчій кислотності (60°Т, рН 5,5). До деякої міри має вплив також і склад молока; при пониженому вмісті сухого залишку молока або при сквашуванні відновленого молока поганої розчинності, коли сухий залишок випадає в осад, утворення згустку відбувається при вищій кислотності (70°Т, рН 5,0).

Вслід за періодом утворення згустку йде період його ущільнення, на що слід звертати увагу при оцінці консистенції молока. Відразу після сквашування молоко не має належної щільності і консистенція його буває слабкою, такою, що легко віддає сироватку. Належної консистенції набуває молоко після охолоджування до 8—10°С і подальшої витримки при цій температурі не менше 1 години. При охолоджуванні і витримці молока великий вплив на консистенцію надає перемішування.

На процес молочнокислого бродіння при сквашуванні молока в основному впливають молочнокислі бактерії, що входять в закваски, а також технологія сквашування.

Слабкі малоактивні молочнокислі бактерії в умовах виробництва (при сквашуванні великих кількостей молока, що не завжди містять належну кількість умов росту) розвиваються сповільнено і не можуть утворювати всього комплексу продуктів життєдіяльності, який визначає якість сквашеного молока. При слабкому розвитку не утворюється належної кількості бактеріальних клітин, утворення молочної кислоти відбувається сповільнено, а продукти бродіння, що обумовлюють аромат, зовсім не утворюються, молоко має невиражений смак і слабку консистенцію. Часто при цьому відбувається розвиток сторонніх бактерій, особливо групи Соli, продукти життєдіяльності яких надають молоку сторонній смак і запах і роблять його недоброякісним в санітарному відношенні.

Молоко із заквасками, що містять активні молочнокислі бактерії, кваситься у виробничих умовах за 6—10 годин з утворенням щільної, сметанистої або в'язкої консистенції і вираженим молочнокислим смаком і з більш менш вираженим ароматом. Таке молоко містить в 1 мл сотні мільйонів бактеріальних клітин. Розвиток сторонньої молочнокислої мікрофлори буває пригнічена швидким наростанням кислотності молока.