Формирование каждого вида сыра обусловливается, по существу, качественным и количественным составом микрофлоры. Ферментные системы микроорганизмов, составляющих микрофлору сыра, вызывают очень сложные биохимические процессы, вследствие чего он созревает, приобретая при этом характерные органолептические свойства, присущие данному виду сыра.
До настоящего времени при составлении заквасок принимали во внимание кроме вида бактерий энергию кислото- и ароматобразования, а в последнее время стали учитывать и протеолитическую способность штаммов молочнокислых бактерий. Руководствуясь этими показателями, составляют многоштаммовые закваски для мелких и крупных сыров. Однако практика сыроделия показала, что использование для всех мелких сыров одних и тех же заквасок приводит к получению одинаковых по вкусу, запаху и консистенции сыров, но имеющих разное название. Это также относится и к крупным сырам, поэтому необходимо для каждого вида сыра иметь специальную закваску.
В сыроделии в качестве бактериальной закваски используют чистые культуры стрептококков и палочек. Из стрептококков применяют Str. lactis, Str. cremoris, Str. lactis subsp. dia- cetilactis, Leuconostoc dextranicum. Первые две культуры — кислотообразователи, а последние из перечисленных выше, кроме того, сбраживают лимонную кислоту, при этом образуются ароматическое вещество диацетил и газы. Например, для мелких сыров (голландский, латвийский и др.) в закваску предлагается (М. Р. Гибшман) вводить в качестве основного фона несколько штаммов Str. lactis, а в качестве обязательных компонентов — ароматобразующие бактерии типа Str. lactis subsp. diacetilactis и Leuconostoc dextranicum. Во ВНИИМСе создан новый вид закваски, в состав которой входят штаммы Lactobacillus plantarum, оказывающие антагонистическое действие на возбудителей маслянокислого брожения в сыре (А В Гудков и К- И. Алексеева).
Для разработки надежных методов подавления маслянокислого брожения в сырах работниками ВНИИМСа (С. Н. Карликанова, А. В. Гудков) совместно с учеными Института молочной промышленности ПНР были изучены свойства заквасок, содержащих низинобразующие и низиноустойчивые молочнокислые стрептококки, которые в производственных условиях оказались весьма эффективными.
Для крупных же сыров (швейцарского и советского) применяют обычно две закваски: первую составляют так же, как для мелких сыров, а вторую — из молочнокислых палочек L. helveticus и термофильных стрептококков Str. thermophilus. Кроме того, часто добавляют также пропионовокислые бактерии.
При производстве мягких сыров со слизевой поверхностью помимо молочнокислых бактерий используют микроскопические грибы (для закусочного, смоленского сыров — Oidium lactis, Fenicillium candidum, для рокфора — Г. roqueforti), а также микрофлору сырной слизи Bre\ibacterium linens (для дорогобужского, латвийского и других сыров). В закваски вносят несколько штаммов одного и того же вида бактерий, чтобы в зависимости от биологических свойств молока развивались те микроорганизмы, которые более приспособлены к данным условиям.
Нами выдвинут новый принцип составления бактериальных заквасок для сыров, вырабатываемых из пастеризованного молока. Он заключается в следующем. Вначале устанавливают желательный аминокислотный состав зрелого продукта высокого качества, изучая состав коммерческих сыров. Набор характерных аминокислот в этих сырах и их процентное отношение к общему количеству в зрелом продукте принимают за эталон для данного вида. После этого подбирают для бактериальной закваски отдельные штаммы из используемых видов молочнокислых бактерий по их способности накапливать свободные аминокислоты в зрелом сыре. Остальные принятые тесты остаются без изменения. Таким образом составлены бактериальные закваски для советского, армянского, грузинского, вулканештского, горного сыров и брынзы. У нас имеется закваска и для швейцарского сыра, но, так как его вырабатывают из сырого молока, действие ее несколько условно из-за наличия в нем микрофлоры.
Дальнейшие исследования показали, что для заквасок имеет значение и липолитическая активность молочнокислых бактерий. Поэтому при определении липолитической активности исследовали содержание фосфолипидов, моно- +1,2-диглицеридов + стеринов, свободных жирных кислот + 1,3-диглицеридов, триглицеридов, стеридов Т-углеводородов. Работы М. С. Уманского, проведенные под руководством автора книги, показали, что бактериальная закваска, подобранная по аминокислотному составу, обеспечивает необходимый гидролиз жира. В дальнейшем во ВНИИМСе была разработана методика отбора штаммов молочнокислых бактерий по их липолитической активности.
Закваски из чистых культур бывают жидкие и сухие, готовят их в специальных лабораториях. Жидкие закваски более активны, но недолговечны (их можно хранить не более 10 дней при низких температурах и максимально 1 мес, если в них добавлен мел) и неудобны для транспортировки. При наличии хороших транспортных средств жидкие культуры рассылаются по заводам непосредственно из лабораторий.
Сухие культуры более долговечны (срок хранения до 3— 4 мес) и транспортабельны. Недостатком сухой культуры является то, что, находясь в неблагоприятной среде, микробы постепенно инактивируются и со временем погибают. Хорошо сохраняются сухие культуры сублимационной сушки, расфасованные под вакуумом. В таком виде они жизнеспособны иногда в течение нескольких лет. Сухие культуры фасуют в маленькие пробирки по 1—2 г. Из этих культур готовят жидкую закваску, т. е. активизируют ее. Вначале получают материнскую, или первичную, закваску, затем вторичную и только после этого рабочую закваску.
Материнская (или первичная) закваска для сыров с низкой температурой второго нагревания. Для приготовления материнской закваски берут 2 л обезжиренного молока. Оно должно быть чистым, доброкачественным, совершенно свежим, нормальным по физико-химическим свойствам и получено от вполне здоровых коров. Молоко для закваски сепарируют в начале работы сепаратора, так как он в дальнейшем загрязняется. Материнскую закваску можно готовить и на цельном молоке, но это не совсем целесообразно по экономическим соображениям.
Молоко стерилизуют при 105—110 °С в течение 20—30 мин или пастеризуют при 95 °С и выдерживают при этой температуре 50—60 мин. Образовавшуюся при пастеризации пленку снимают. Затем молоко быстро охлаждают до 28—30 °С, перенося сосуд с молоком в холодную воду. Перед заквашиванием подготовляют пробирку с сухой культурой. Для того чтобы пробирку можно было легко открыть, край пробирки слегка нагревают над пламенем и затем кончиком ножа, предварительно проведенным несколько раз над пламенем, быстро открывают пробирку и содержимое высыпают в молоко при постоянном помешивании. Заквашенное молоко помещают в термостат или ванну с теплой водой. Температуру 28—30 °С поддерживают в течение всего процесса сквашивания (12—20 ч). Посуду с заквашенным молоком закрывают чистым пергаментом или марлей. В течение первых 3 ч после заквашивания молоко перемешивают каждый час той же мутовкой или ложкой, после чего последнюю вынимают и оставляют молоко в покое до сквашивания. Сгусток должен быть плотным, кислотностью 70—80 °Т н с чистым вку сом. Если материнскую закваску не используют немедленно, то ее охлаждают до 8—10 °С и хранят при этой температуре до приготовления вторичной закваски. Материнская закваска непригодна для использования, так как бактерии в ней еще мало активны.
Вторичная закваска. Из материнской закваски готовят вторичную. Обезжиренное молоко в количестве от 2 до 5 л пастеризуют при 90—95 °С, выдерживают в течение 30—40 мин и охлаждают до 28—30 °С, погружая сосуд с молоком в воду. В охлажденное молоко добавляют 5 % тщательно перемешанной материнской закваски; во избежание возможного загрязнения рекомендуется верхний слой закваски толщиной 1—2 см удалять.
Сквашивание вторичной закваски в термостате при температуре 28— 30 °С длится 8—12 ч. В течение этого времени при достаточной активности материнской закваски получается сгусток удовлетворительной плотности, с приятными вкусом и запахом, кислотностью 80—90 °Т — вторичная закваска, из которой уже можно готовить производственную закваску.
Если процесс сквашивания сильно затягивается и вторичная закваска получается недостаточно плотной без надлежащих вкуса и аромата, рекомендуется сделать пересев еще раз и уже после этого готовить рабочую закваску.
Рабочая, или производственная, закваска. Молоко в количестве примерно 1 % всей партии, подлежащей заквашиванию, пастеризуют при 85— 90 °С, выдерживают 20—30 мин и немедленно охлаждают до 28—30 °С. В охлажденное молоко добавляют вторичную закваску в количестве 3—5 % всего заквашиваемого молока, предварительно удалив верхний слой ее толщиной в 1—2 см. Заквашенное молоко выдерживают в термостате в течение 3—8 ч до получения плотного сгустка приятного вкуса и кислотностью от 80 до 90 °Т. После сквашивания рабочую закваску, не разрушая целостности сгустка, переносят в холодна ю камеру и хранят ее до использования при температуре не выше 10 °С. Перед употреблением рабочей закваски следует каждый раз предварительно заквасить новую порцию молока для следующего дня, после чего можно закваску использовать. При соблюдении санитарно-гигиенических условий одной пробирки сухих культур достаточно для приготовления закваски в течение 15 дней (путем ежедневной перевивки), после чего необходимо готовить материнскую закваску из новой порции сухих культур.
Чтобы обеспечить бактериальную чистоту заквасок, рекомендуется помимо производственной закваски одновременно готовить в отдельной посуде (ушате) первичную закваску. Эту закваску используют для приготовления как новой первичной, так и производственной заквасок. Такой метод приготовления заквасок, который часто называют двухрядным, обеспечивает большую чистоту заквасок.
Закваски из чистых культур для сыров с низкой температурой второго нагревания используют для всех сыров в качестве основной закваски в количестве 0,2—2 % в зависимости от вида сыра и качества молока. Однако для группы крупных сыров с высокой температурой второго нагревания (швейцарский, советский, московский и алтайский) необходимо иметь также закваску, приготовленную на чистых культурах термофильных представителей молочнокислых бактерий L. helveticus, L. lactis и термофильных молочнокислых стрептококков Str. thermophilus.
Для производства крупных сыров жидкую закваску из сухой готовят отдельно, применяя те же методы, что и для приготовления заквасок для сыров с низкой температурой второго нагревания, только с той лишь разницей, что температуры выращивания микроорганизмов более высокие (40— 45 °С).
ВНИИМС рекомендует для сохранения чистоты микрофлоры закваски готовить следующим способом, который получил название трехрядного способа. Полученную порцию заквасок, сухую или жидкую, вносят равными частями в 7 бутылок (колб) со стерильным обезжиренным молоком по 300 мл для получения лабораторной закваски. Бутылки помещают в термостат с температурой, соответствующей температуре сквашивания, охлаждают и хранят при 4—5 °С. Ежедневно содержимое одной бутылки используют для приготовления первичной производственной закваски. После использования всей закваски (из 7 бутылок) готовят новую лабораторную закваску таким же образом.
Закваски из жидких культур. Если завод получает жидкую закваску чистых культур, можно непосредственно готовить производственную закваску. Но так как количество жидкой закваски недостаточно для всего производства, необходимо один раз ее пересеять на большее количество молока, а на следующий день приготовить производственную закваску в требуемом для завода количестве. Условия подготовки молока и температурные режимы термостатирования те же, что и при изготовлении заквасок из сухих культур.
Активизация закваски. Работники Вандряского завода Эстонской ССР (мастер Альтмери и др.) предложили новый способ активизации бактериальной закваски. Готовую жидкую бактериальную закваску до внесения в молоко, предназначенное для выработки сыра, смешивают с двойным количеством молока и выдерживают в течение 1 ч при 25—26 °С, после чего вносят в молоко. Сущность способа заключается в том, что молочнокислые микроорганизмы в закваске кислотностью 80— 100 °Т находятся в несколько угнетенном состоянии вследствие влияния накопившихся продуктов их жизнедеятельности — молочной кислоты. При разбавлении закваски молоком кислотность понижается, увеличивается количество питательных веществ и микроорганизмы вновь начинают усиленно размножаться. Таким образом, в момент внесения активизированной закваски в молоко микроорганизмы находятся в логарифмической фазе роста, благодаря чему микрофлора накапливается интенсивнее н в молодом сыре ее объем бывает на 10—12 % больше, чем при использовании неактивизпрованнон закваски. Следовательно, применение активизированной закваски в определенной степени ускоряет процесс созревания сыра. Активизация молочнокислых бактерий жидких заквасок не дает таких ощутимых результатов, так как микробы находятся в хороших условиях и активность их сохраняется лучше, чем в сухих культурах.
В Австралии для приготовления заквасок были применены бактериальные концентраты, способ изготовления которых заключался в непрерывном культивировании молочнокислых стрептококков, выделении последних центрифугированием с последующим замораживанием в среде жидкого азота. Опыты показали, что концентрированная жидкая суспензия клеток объемом 400 мл эквивалентна 90 л обыкновенной закваски. Бактериальные концентраты можно вносить непосредственно в молоко, подготовленное к свертыванию, без пересадок на местах.
Во ВНИИМСе (Г. А. Белова, И. И. Климовский) разработана технология производства биопрепарата, который можно применять взамен обыкновенной бактериальной закваски и вносить непосредственно в аппарат выработки сырного зерна, исключая этим пересадки культур при изготовлении производственной закваски. Биопрепарат выпускают в жидком и сухом виде, он предназначается для сыров с низкой температурой второгд нагревания. В его состав входят Str. lactis, Sir. cremo- ris, Str. lactis subsp. diacetilactis хемовар acetoinicus, L. dex- tranicum.
Срок годности бактериального препарата, хранившегося при температуре 2—5 °С, сухого —3 мес, жидкого —15—20 дней и жидкого, хранившегося при —8-11 °С,— 30—45 дней.
Бактериальный препарат для сыров можно непосредственно добавлять в молоко (смесь) или готовить из него бактериальную закваску. В случае непосредственного использования бактериального препарата в молоко, пастеризованное при температуре 95 °С в течение 45 мин и охлажденное до 30 °С, вносят 1 г сухого препарата или 1 мл суспензии на 1 л молока. Сухой препарат вначале тщательно растворяют в небольшом количестве стерильного или пастеризованного молока во флаконе, а затем вносят в молоко для его активизации. Жидкий препарат перед внесением в молоко тщательно перемешивают. Остатки его со стенок флакона смывают новой порцией молока. Последнее вносят во флакон стерильной пли прокипяченной пипеткой. Затем молоко тщательно перемешивают (сразу и через 1 ч) и выдерживают при 30 °С в течение 2—3 ч. По достижении кислотности, близкой к 30 °Т, его быстро охлаждают до 5 °С и используют в течение рабочего дня. Активизированный бактериальный препарат вносят в молоко (смесь) взамен закваски до внесения сычужного фермента в количестве 0,5-1 %.
При изготовлении закваски из бактериального препарата беспересадочным способом в молоко, пастеризованное при 95 °С в течение 45 мин и охлажденное до 30 °С, вносят бактериальный препарат нз расчета 1—2 капли суспензии (или 0,05—0,1 г сухого препарата на 25 л, или 0,5—1 мл на 300 л) и выдерживают при 30 °С до свертывания (жидкий препарат вносят в молоко стерильной пипеткой вместимостью 1 мл; сухой предварительно растворяют в 5—10 мл пастеризованного молока). Молоко заквашивают на ночь, свертывание его наступает через 12—16 ч. Полученную закваску охлаждают и используют при выработке сыра в обычных дозах (0,3—1 %). Для активизации и приготовления закваски ежедневно используют новую порцию бактериального препарата.
Л. А. Банникова и И. В. Лагода (ВНИМИ) разработали методику приготовления бактериальных концентратов, замороженных в среде жидкого азота. В таких условиях закваски хорошо сохраняются, но срок хранения небольшой. Их используют в производстве без пересадок.
Работники сектора радиобиологии проблемной лаборатории Ереванского зооветеринарного института разработали способ приготовления жидкого бактериального концентрата на производстве. Для выращивания молочнокислых палочек среду составляют из смеси сыворотки (подсырной)—90% и гидролизованного молока —10% с добавлением 2% ацетата натрия, 2% дрожжевого автолизата, 1 % лактозы, а для выращивания молочнокислых стрептококков вместо ацетата натрия добавляют 2 % цитрата натрия и сульфата марганца из расчета 160 мг на 1 л среды.
В такую среду вносят 1 % испытуемых культур и термостатируют (для молочнокислых палочек в течение 12 ч, а стрептококков —15 ч) при оптимальной температуре роста для этих культур до накопления максимального количества клеток. Перед внесением культур pH среды доводят (20— 30%-ным раствором гидроксида натрия) до 6,6—6,8, а затем в процессе культивирования среду раскисляют (двукратно—через 6 и 9 ч для палочек, трехкратно — через 6, 9 и 12 ч для стрептококков) 20 %-ным раствором карбоната натрия до pH, близкого к первоначальному.
При соблюдении на всем протяжении выращивания культур постоянного оптимального pH содержание молочнокислых стрептококков в 1 мл бактериального препарата достигает 3—3,5 млрд, клеток, а молочнокислых палочек— 0,9—1 млрд, клеток. Эти среды добавляют в качестве бактериального препарата непосредственно в сырное зерно перед его формованием из расчета 50—70 млн. клеток на 1 г зерна при производстве советского сыра.
Для более эффективного обсеменения сравнительно небольшим количеством бакпрепарата всей сырной массы, образуемой в современных 5— 10-тонных ваннах, необходим дальнейший исследовательский поиск в целях изучения и подбора оптимальной питательной среды для выращивания в ней микроорганизмов, отбора высокоурожайных и ценных штаммов молочнокислых культур, накапливающих в этой среде максимальное количество клеток.
Совершенствуя методы получения концентратов молочнокислых бактерий, состава среды, использования легко доступных компонентов (подсырной сыворотки, гидролизованного молока, дрожжевого автолизата, буферных солей, микроэлементов и др.), а также посредством изменения режимов культивирования на кафедре технологии молока Ереванского зооветеринарного института разработана новая технология, которая позволяет получить в 1 мл культуральной жидкости 80—100 млрд, клеток для стрептококков и 40—60 млрд, клеток для палочек.
Клетки отделяют от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомассу смешивают с защитной средой (водный раствор сахарозы, буферных солей и др.), позволяющей сохранить концентраты молочнокислых бактерий в жидком виде при положительных температурах 60 дней, а при минусовых (—104—20 °С) более года без изменения их активности. В 1 г готового концентрата содержится 800—1000 млрд, клеток.