18.4. Развитие микробиологических процессов при выработке сыра

Технология сыров включает следующие основные операции: созревание и пастеризацию молока, подготовку к свертыванию и свертывание молока, обработку и второе нагревание сгустка, формование, прессование, посолку и созревание сыра.

Все технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разные степень зрелости молока, температуры свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и т. п.), предназначены для создания оптимальных условий развития определенных групп микроорганизмов.

Созревание молока. Свежевыдоенное молоко (парное и охлажденное) нельзя перерабатывать в сыр, так как оно плохо свертывается под действием ферментов и, находясь в бактерицидной фазе, представляет собой неблагоприятную среду для развития молочнокислых бактерий. В связи с этим при выработке сыров молоко подвергают предварительному созреванию, т. е. выдержке с использованием закваски и без нее.

Оптимальным режимом созревания молока является выдержка его при температуре (10±2) °С в течение (12±2) ч. На созревание может быть направлено молоко в сыром виде или после пастеризации. В сыром виде молоко высшего сорта созревает без добавления или с добавлением бактериальной закваски в количестве 0,005-0,01 %. Молоко с повышенной бактериальной обсемененностью (второго класса по редуктазной пробе) направляют на созревание после пастеризации с добавлением бактериальной закваски в количестве от 0,05 до 0,3 %.

Во время созревания молока заканчивается бактерицидная фаза и начинают развитие молочнокислые бактерии, сопровождающееся ферментацией лактозы с образованием молочной кислоты, которая вступает во взаимодействие с фосфорно- и лимоннокислыми солями кальция. При этом фосфаты и цитраты преобразуются в лактаты, которые в отличие от первых хорошо растворяются в воде и обогащают молоко растворимыми солями кальция. Кислотность молока за период созревания увеличивается не более чем на 1-2 °Т.

Все эти изменения способствуют улучшению сыропригодности молока.

При выработке сыра используют не только молоко, которое подвергали созреванию, но и смесь несозревшего и зрелого молока. Зрелое молоко обычно добавляют к свежему в количестве от 15 до 40 %. Если зрелое молоко не используют немедленно, то¹ его охлаждают и хранят при температуре 8 °С.

Для выработки различных сыров требуется молоко неодинаковой степени зрелости, которую определяют по титруемой кислотности. Кислотность молока перед свертыванием для твердых сыров с низкой температурой второго нагревания должна быть 18-20 °Т, для сыров с высокой температурой второго нагревания — 17-19 °Т, для рассольных сыров — 20-21 °Т, для брынзы — 22-23 °Т. В зрелом молоке, подготовленном для производства сыра, должно содержаться от 3 до 15 млн. клеток в 1 см³ молочнокислых бактерий.

Подготовка молока к свертыванию. При подготовке молока к свертыванию в него вносят бактериальную закваску. Закваски, используемые в виде бактериальных концентратов вносят, как правило, в молоко в дозе 0,5-1,5 % массы молока.

В отличие от заквасок для кисломолочных продуктов и масла все штаммы закваски для сыров должны обладать протеолитической активностью, т. е. 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. Например, для сыров с высокой температурой второго нагревания у штаммов, вводимых в состав закваски, необходимо определять термоустойчивость, предельное кислотообразование, прочность и вязкость образовавшегося сгустка, способность к синерезису (выделению сыворотки) и накоплению ароматических веществ. Для получения одинаковых по качеству сыров необходимо учитывать также способность штамма накапливать свободные аминокислоты, характерные для данного вида сыра.

В сыроделии используют многоштаммовые закваски для двух групп сыров: мелких и крупных. Однако практика сыроделия показала, что применение для всех мелких сыров одних и тех же заквасок часто приводит к получению одинаковых по органолептическим свойствам сыров. В связи с этим желательно для каждого вида сыра иметь свою отдельную закваску.

Для мелких сыров с низкой температурой второго нагревания в закваску вводят в качестве основного бактериального фона несколько штаммов Lac. lactis, Lac. cremoris, а в качестве обязательных компонентов - ароматобразующие бактерии Lac. diacetylactis, Leu. dextranicum. Для крупных сыров с высокой температурой второго нагревания (швейцарского и советского) применяют обычно две закваски: первую составляют так же, как и для мелких сыров, а вторую - из термофильных молочнокислых палочек (Lbm. helveticum, Lbm. lactis) и термофильных стрептококков. Помимо этого прибавляют культуры пропионовокислых бактерий - Propionibacterium schermanii.

При производстве мягких плесневых сыров помимо молочнокислых мезофильных стрептококков используют плесень Penicillium album и Penicillium candidum (для закусочного, смоленского, камамбер). При этом конидии плесеней наносят на поверхность сыра путем ее орошения. Для сыров типа рокфора вносят микроаэрофильную плесень Penicillium roqueforti. В целях создания условий для развития плесени внутри сыра головку прокалывают специальными иглами, делая 30-60 сквозных проколов.

Закваска для сыров со слизевой поверхностью (дорогобужский, латвийский, пикантный) состоит из мезофильных молочнокислых стрептококков. Однако в созревании данных сыров важную роль играет микрофлора слизи поверхности сыра, которую составляют Brevibacterium linens, плесени, спорообразующие молочные дрожжи и дрожжи вида Candida mycoderma. Эти микроорганизмы в виде заквасок в сырную массу не вносят, они попадают на поверхность из внешней среды.

Свертывание молока. Сыры, приготовляемые свертыванием молока сычужным ферментом, называют сычужными в отличие от кисломолочных, при выработке которых сгусток образуется под влиянием молочной кислоты, выделяемой при молочнокислом брожении. Применяют главным образом сычужное свертывание молока. Продолжительность свертывания при выработке всех сычужных сыров составляет от 20 до 60 мин, а для большинства видов — от 30 до 40 мин. Расход сычужного фермента составляет 2, 5 г на 100 кг смеси молока. Фермент вносят в виде 1 или 2,5%-ных растворов.

Для ускорения свертывания молока его нагревают до 32-35 °С, а пастеризованное молоко охлаждают до этой температуры. При этом быстро размножаются мезофильные молочнокислые бактерии, увеличивается кислотность молока и ускоряется его свертывание, так как оптимальным значением рН для действия сычужного фермента является 5,9-6,0.

Обработка сгустка и второе нагревание. Сгусток обрабатывают в целях частичного удаления сыворотки (влаги) и создания оптимальных условий для развития микробиологических и биохимических процессов в сгустке, зерне и сыре в первый период его созревания. Процесс выделения сыворотки (влаги) сгустком называют синерезисом.

Для ускорения и более полного выделения сыворотки сгусток разрезают, вымешивают полученное сырное зерно и вторично нагревают.

Особенно сильно развивается молочнокислое брожение в зерне сыра и гораздо слабее - в сыворотке. Зерно обогащается микробами, которые захватываются белком при свертывании молока. При этом концентрация молочнокислых бактерий в сгустке в 4-8 раз больше, чем в сыворотке. В дальнейшем разница между концентрациями увеличивается, так как в сырных зернах они размножаются гораздо быстрее, чем в сыворотке. Это объясняется буферными свойствами белка, который защищает бактерии от вредного воздействия накопившейся молочной кислоты.

Для более полного удаления сыворотки проводят второе нагревание сырной массы при низкой температуре (40-43 °С) (для мелких твердых сыров типа голландского) или при высокой температуре 56-60 °С (для крупных сыров типа швейцарского и советского). Продолжительность второго нагревания при выработке крупных твердых сыров составляет 25-40 мин, мелких - 10-20 мин.

Во время второго нагревания усиливается выделение сыворотки из зерна. При низкой температуре количество мезофильных молочнокислых стрептококков практически не изменяется, и при последующих технологических операциях они продолжают быстро размножаться. При нагревании сырного зерна до 56-60°С развитие мезофильных молочнокислых стрептококков подавляется, часть их отмирает, при дальнейшей выработке сыра активизируется развитие термофильных молочнокислых палочек и стрептококков.

Формование и прессование сыра. Формование сырной массы проводят для придания сыру формы, соответствующей тому или иному виду.

Прессованием удаляют остатки сыворотки и добиваются определенной плотности сыра. Продолжительность прессования 2-3 ч.

Во время формования и прессования в сырной массе продолжаются процессы брожения молочного сахара с постепенным нарастанием кислотности и дальнейшего обезвоживания сырной массы с одновременным ее уплотнением.

Очень важным фактором, влияющим на качество сыра в период формования и прессования, является температура сырной массы. Выбор температуры помещения зависит от качества исходного молока и вида вырабатываемого сыра. Ее поддерживают на уровне 18-20 °С при формовании и 16-20 °С при прессовании сыра.

Мягкие и самопрессующиеся сыры прессуют при высокой температуре (20 °С). Твердые сыры можно прессовать при более умеренной температуре (15-16 °С). Однако, если качество молока хорошее, рекомендуется прессовать сыры при высокой температуре, чтобы усилить микробиологические процессы. При низкой температуре прессуют сыры, изготовляемые из незрелого, а также менее доброкачественного молока, когда возможно вспучивание сырной массы.

В процессе прессования под действием сычужного фермента и бактериальных экзопротеаз происходит частичный протеолиз казеина, что приводит к увеличению количества растворимых азотистых соединений, являющихся источником азотного питания молочнокислых бактерий и стимулирующих их размножение.

Поселка сыра. Поваренная соль влияет на формирование вкуса, запаха и консистенции. Содержание поваренной соли в различных зрелых сырах колеблется от 1,2 до 7 %.

При посолке сыра в рассоле происходит удаление молочного сахара из сыра, сначала с его поверхностного слоя, а затем из более глубоких слоев, а в сырную массу поступает соль. В результате этого бактериологические процессы замедляются, что имеет важное значение для борьбы с ранним вспучиванием сыра, вызываемым бактериями группы кишечных палочек.

При частичной посолке в зерне и досаливании в рассоле наблюдается задержка роста микроорганизмов уже в первые 2 ч после внесения соли.

В случае высокой концентрации соли (выше 3,7 %) может полностью подавляться развитие молочнокислых бактерий и снижаться кислотность сыра, т. е. повышается величина рН. В такой среде могут развиваться опасные для человека токсигенные стафилококки. Поэтому для предотвращения их развития рекомендуют использовать в составе заквасок солеустойчивые штаммы молочнокислых бактерий, которые могут развиваться при концентрации соли до 6 %. После равномерного распределения соли в сырной массе бактериологические процессы вновь восстанавливаются.

Мягкие сыры солят в рассолах меньшей концентрации (18-20 %) и менее продолжительное время - от 40-50 мин до 12 ч, твердые сыры солят в рассоле с большей концентрацией (20-22 %) в течение нескольких суток.

Созревание сыра. Сыр после прессования и посолки представляет собой резинистую массу без вкуса и выраженного рисунка. Свойственные данному сыру химический состав и органолептические показатели он приобретает только в результате глубоких биохимических и физических изменений его компонентов в процессе созревания.

Принято считать, что созревание сыров начинается с момента посолки. Изменения, начавшиеся в молоке, продолжаются во время свертывания и обработки сырной массы в ванне вплоть до формования и прессования.

Микрофлора большинства видов свежих сыров почти полностью состоит из молочнокислых бактерий. При этом в первой стадии созревания преобладают молочнокислые стрептококки, а во второй - палочки.