Молоко, попадая в желудок млекопитающих, немедленно свертывается под действием соляной кислоты и ферментов, выделяемых стенками желудка. Пищеварительный фермент пепгнн разлагает белки только в кислой среде, в нейтральной или щелочной среде он оказывает на них очень слабое действие. Между тем желудочный сок. полученный от телят, нейтрализованный или даже слабо подщелоченный, свертывает молоко. Это объясняется тем, что в нем имеется кроме пепсина еще и сычужный фермент (химозин), который свертывает молоко в слабокислой, нейтральной н даже слабощелочной средах.
В сыроделии наилучшими источниками свертывающего фермента считают сычуги двух-трехнедельных телят, питавшихся исключительно молоком. В последнее время начали широко применять также сычуги ягнят. Кроме того, используют препараты ВНИИМСа, пепсина из желудков взрослых животных (свиней, овец, коров), а также птиц.
В последнее время появились ферменты микробного происхождения. На кафедре технологии молока Ереванского зооветеринарного института ведутся работы с микробным ферментом ренниномезентерин Г20х, полученным из ВНИИБиотехника. По предварительным данным, фермент обладает хорошей молокосвертывающей способностью. В водном растворе не теряет своей активности достаточно длительное время.
Сычужный фермент. Сычужный фермент вырабатывают на специальных заводах и выпускают в виде порошка стандартной активности. Сычуги на заводе мелко разрезают, заливают подкисленным раствором поваренной соли и оставляют на несколько часов. Постепенно из разрезанных сычугов в раствор переходит фермент. После этого добавляют поваренную соль для выделения белков и вместе с ними сычужного фермента. С помощью центрифуги белки отделяют от жидкости, затем сушат в вакууме, а полученные комочки превращают в порошок на шаровой мельнице. К порошку добавляют такое количество чистой поваренной соли, чтобы активность его была равна 100 000 ед. Активность порошка определяется количеством частей молока, которое свертывается при 35 °С в течение 40 мин одной частью фермента. Эту активность устанавливают, используя сборное молоко, так как свертываемость молока отдельных коров неодинакова.
Активность фермента принято называть силой фермента. Она выражается количеством молока (в г), свернувшегося под действием 1 г фермента при 35 °С в течение 40 мин. Фермент силой 100 000 ед. означает, что 1 г сычужного порошка свертывает 100 000 г, или 100 кг, молока в течение 40 мин при 35 °С. Сухие препараты ферментов, свертывающих молоко, выпускаются заводами активностью 50 000, 75 000, 100 000,150 000 ед.
Для повышения активности сычужный порошок лучше растворять в кислой (45—60 °Т), пастеризованной при 85 °С сыворотке за 3 ч до употребления.
Сычужный фермент можно получать и от живых бычков, которым непосредственно в сычуг вводят хромированную фистулу. После заживления раны теленок 7—10-дневного возраста, питающийся только молоком, получает ежедневно на голодный желудок 3—4 раза по 1,5—2 л сыворотки, освобожденной от альбумина. Попадая в сычуг, сыворотка обогащается желудочным соком, содержащим фермент. Извлекают фермент подкислением полученной сыворотки соляной кислотой, высаливанием, последующими сушкой и измельчением.
Концентрированный cyxofi фермент смешивают с солью, обеспечивая активность готового препарата 100 000 ед. От одного теленка с 10-дневного до 5—6-месячного возраста можно получать около 2—3 кг сычужного порошка силой 100 000 ед. Получать фермент от живых телят можно только при строжайшем соблюдении ветеринарно-санитарных требований.
Пепсин. Пепсин готовят из желудков взрослых животных: свиней, мелкого и крупного рогатого скота и птицы. Заготовляют желудки так же, как и сычуги телят. Слизистую оболочку желудков крупного рогатого скота замораживают и хранят в таком виде.
Для активирования препарата пепсина требуется более кислая среда. Раствор пепсина необходимо готовить не менее чем за 6 ч до )потребления следующим образом: 4 г порошка пепсина смешивают с равным количеством поваренной соли и растворяют в 100—150 мл осветленной сыворотки кислотностью 150—180 °Т и оставляют при комнатной температуре или в термостате при 30 °С на 6 ч. Если готовый раствор не используют сразу, то его охлаждают до 6—8 °С и хранят в темном месте. Для осветления обезжиренную сыворотку из-под сыра подогревают до 90—95 °С, к ней добавляют кислую сыворотку с таким расчетом, чтооы общая кислотность была 25—30 °Т, отделяют свернувшийся белок, фильтруют через двойной слой марли или серпянки.
Многими учеными установлена фосфоамидазная активность у кристаллического сычужного фермента. П. Ф. Дьяченко (МТИММП) считает, что сычужный фермент катализирует гидролиз фосфоамидной связи казеина. При этом разрыв фосфоамидной связи не сопровождается отщеплением фосфорной кислоты, так как сычужный фермент не обладает фосфатазной активностью, а ведет к освобождению в параказеине, с одной стороны, щелочных гуанидиновых, а с другой — фосфорных групп. Прирост щелочных групп (остатков аргинина) смещает изоэлектрическую точку казеина с pH 4,6 до 5—5,2, характерную для параказеина. Таким образом, при сычужном свертывании молока и превращении казеина в параказеин не происходит глубоких химических изменений молекул казеина. По данным П. Ф. Дьяченко и И. Н. Влодавца, молекулярные массы казенна и параказеина существенно не различаются.
Hammersten, а впоследствии Porcherch объяснили действие сычужного фермента на молоко следующим образом. Процесс проходит в две стадии: на первой — сычужный фермент расщепляет казеинат кальция молока на параказеинат кальция и растворимые азотистые вещества (протеозы), переходящие в сыворотку; на второй стадии параказеинат образует необратимый гель (сгусток) в присутствии достаточного количества солей кальция, гель закрепляется на параказеинате.
Казеин при добавлении сычужного фермента значительно изменяется. Так, х-казеин (один из элементов а-казеина) выделяет небелковую азотную фракцию, растворимую в 12 %-ной трихлоруксусной кислоте (протеаза Hammersten). Она состоит из казеин-гликопептида, образующего около 95 % азотистых веществ, растворимых в 12 %-ной трихлоруксусной кислоте. Эта фракция появляется на первичной стадии действия сычужного фермента на казеин. По данным зарубежных ученых, гликопептид — это мукоид, содержащий почти 30 % углеводов: галактозу, галактозамин и N-ацетил-ненра- миновую кислоту или О-сиаликовую. Пептидная фракция казеин-гликопептида не содержит ни ароматических, ни серосодержащих аминокислот (тирозина, триптофана, цистина, метионина), но включает большое количество аминокислот (серина, треонина). По J. Garnier, отделение молекулы х-казеина под действием сычужного фермента происходит на уровне связи сложных эфиров. Высвобождение казеин-гликопептида происходит быстро. Вероятно, что оно обусловливает превращение х-казеина в параказеин Последний не содержит простетического глюцидного скопления (группы) х-казеина, играющего главную роль в сохранении стабилизирующих свойств по отношению к а и р-казеинам (R. Veisseyre). В этих условиях в присутствии растворимых солей кальция происходит свертывание белков молока.