2.1. Механизм кислотного свертывания и факторы, определяющие кислотное свертывание молока

Механизм кислотного свертывания - осуществляется путем введения в молоко минеральной или органической кислоты, что ведет за собой флокуляцию казеинов при рН 4,6 в виде зернистого осадка, отделяющегося от молочной сыворотки. Напротив постепенное подкисление в результате молочнокислого брожения ведет к образованию прочного однородного сгустка.

В результате кислотного свертывания происходит:

• разупорядочение мицеллы, сопровождающееся изменением четвертичной структуры казеинов;

• при приближении рН к изоэлектрической точке происходит нейтрализация заряда и значительное снижение уровня гидротации белков, что влечет за собой их переход в нерастворимое состояние.

Полученный таким образом сгусток является результатом образования белковой сетки, охватывающей своими ячейками всю водную фазу. Узлы этой сетки образованы субмицеллами, полностью деминерализованными и претерпевшими более или менее значительные структурные изменения. Межмолекулярные связи, задействованные в формировании белковой сетки, имеют электростатический и гидрофобный характер. Это объясняет непрочность молочного сгустка.

Факторы, определяющие кислотное свертывание молока:

а) индивидуальные особенности молока (содержание белков)

б) условия свертывания (температура, скорость нарастания кислотности и рН в конце свертывания).

Плакат 5

2.2. Механизм сычужного свертывания и факторы его определяющие

Хаммарстен выделял в процессе свертывания два этапа, первый из которых, соответствующий фазе специфического воздействия фермента, вызывает ограниченный протеолиз с выделением протеозови образование параказеина в кальциевой среде.

В 30-е годы Линдерстром-Ланг и Хольтер выдвинули теорию согласно которой устойчивость казеинового комплекса молока обеспечивается благодаря присутствию определенного компонента играющего роль стабилизатора. В процессе первичной фазы коагуляции сычужный фермент расщепляет именно этот компонент, а во второй фазе происходит флокуляция дестабилизированного казеинового комплекса.

Более поздние работы Ничмана, Алекса и Гарнье), подтвердили что свертывание молока сычужным ферментом происходит в две фазы:

• первичная ферментативная фаза характеризуется тем, что сычужный фермент расщепляет стабилизирующий компонент казеиновой мицеллы - -казеин; этот процесс сопровождается выделением пептида (казеиномакро-пептид);

• вторичная фаза коагуляции соответствует образованию геля и агрегированию измененных под действием фермента мицелл.

Плакат 6

По мнению Паенса, центры агрегирования мицелл, по всей вероятности, не распределены равномерно, по всей поверхности, а взначительной степени локализованы, чем, по –видимому, может объяснятся тот факт, что дестабилизация мицелл ведет не к выпадению плотного осадка, а к образованию весьма неплотной белковой сетки, охватывающей всю водную – фазу.

Обе вышеуказанные фазы могут быть представлены в виде двух следующих уравнений:

Е+S↔ES→E+P+C

iP k_s Pi

в которых E, S, P и C соответственно обозначают фермент, субстрат пара-казеин и казеиномакропептид, а k_s – константу скорости агрегирования параказеина.

Плакат 7

Факторы, определяющие сычужное свертывание

1. Вид используемого фермента (в зависимости от относительного содержания в нем химозина и пепсина)

2. Концентрация фермента - известно, что время коагуляции t_c обратно пропорционально количеству используемого фермента. Правило Сторка и Сегелке, действительное для определенных диапазонов температуры, рН и концентрации фермента выражается уравнением t_c = t_o+K/C, в котором К – константа, С – количество фермента, t_o – время между моментом прекращения ферментной реакции и моментом свертывания. Оно лежит в основе определения свертывания.

Согласно теории Пайенса продолжительность коагуляции обратно пропарционална величине квадратного корня из максимальной скорости протекания ферментной реакции V и костантой скорости агрегирования k_s. Отсюда t_c –обратно пропорциональна концентрации фермента:

3. Температура. Процесс свертывания в значительной мере зависит от температуры. При температурах ниже 10 °С свертывание молока не происходит. В диапазоне температур от 10 до 20 °С и даже до 40-42 °С скорость свертывания постепенно нарастает. Затем свертывание прекращается, фермент теряет свертывающую активность.

4. Активная кислотность. Влияние рН на продолжительность коагуляции и плотность геля довольно существенно. Продолжительность коагуляции короче, а плотность геля выше в случае, если рН опускается ниже уровня рН молока. Напротив, при повышенном рН (выше 7) коагуляция прекращается, поскольку фермент быстро теряет свою свертывающую активность.

Плакат 8