Созревание сыра — длительный процесс, поэтому производственники и ученые ищут пути его сокращения. Созревание зависит в основном от общего количества микрофлоры: чем ее больше, тем скорее созревает сыр. Казалось бы, что, увеличивая дозы закваски чистых культур, можно ускорить процесс созревания сыра. Однако таким путем ускорять его нельзя, так как внесение больших доз закваски приводит к резкому повышению кислотности молока и появлению различных пороков сыра.
Работами И. И. Климовского и Л. Г. Репиной (ВИИИМС) установлено, что увеличенные дозы заквасок молочнокислых бактерий можно применять при производстве быстросозревающих сыров, которые в дальнейшем подлежат плавлению. В этом случае помимо закваски в молоко необходимо вносить двухзамещенный фосфорнокислый натрий, который нейтрализует избыточное количество образовавшейся молочной кислоты в сырной массе, способствуя дальнейшему развитию молочнокислых микроорганизмов.
Правильный путь ускорения созревания сыров — это подбор активных штаммов молочнокислых бактерий для заквасок. Наукой и практикой установлено, что различные штаммы одних и тех же микроорганизмов обладают неодинаковой протеолитической активностью. Из них можно отобрать такие штаммы, которые интенсивно гидролизуют белки сыра. Одновременно необходимо изыскать такие методы ускорения созревания сыра, которые стимулировали бы деятельность микрофлоры, не изменяя ферментных систем микроорганизмов.
С. А. Королев, изучая процесс созревания сыров, установил, что продолжительность его находится в прямой зависимости от объема микрофлоры. Количество живых микроорганизмов обусловливает и скорость протекающих в сыре биохимических процессов, в том числе расщепление молочного сахара, белков и в меньшей степени жира.
Одним из возможных путей ускорения созревания сыра и повышения его качества может быть использование некоторых видов дрожжей, неспособных к спиртовому брожению. Дрожжи при совместном развитии с молочнокислыми бактериями снабжают их азотистым питанием и витаминами. Они потребляют молочную кислоту, снижая тем самым угнетающее действие последней на молочнокислые бактерии. Полезное свойство дрожжей используется при изготовлении ряда молочных продуктов, таких, как ацидофильно-дрожжевое молоко, сыворотка с дрожжами, масло, сыр. О целесообразности применения дрожжей в производстве твердых сыров (ярославского) говорят результаты исследований, проведенных В. Н. Алексеевым во ВНИИМСе.
3. X. Диланян и А. С. Сагоян выяснили возможность использования неспоровых дрожжей в производстве советского сыра для ускорения его созревания. С этой целью исследовали приспособляемость дрожжей к повышенпым температурам, так как обычно они их не переносят. Испытания приспособленных к повышенным температурам дрожжей совместно с молочно- кислыми бактериями были проведены на двух сыродельных заводах Армянской ССР: Сисианском и Базарчайском. На первом заводе было выработано 8 партий контрольного и опытного сыра, на втором — 4. Закваски вносились в количестве 0,2 % молочнокислых палочек и 0,4 % стрептококков, а дрожжи — 500 тыс. клеток на 1 мл молока, пропионовокислые бактерии—из расчета 1 мл культуры на 1000 л.
При внесении закваски в пастеризованное молоко объем его микрофлоры приближается к объему микрофлоры сырого молока. Общее количество микробов, а также молочнокислых бактерий во всех опытных сырах превышало количество их в контрольных, начиная с момента выемки зерна. Наибольшего количества микрофлора достигала на третьи сутки, когда микроорганизмов в опытном сыре было 1700 млн. и в контрольном— 1370 млн. (Сисианский сыродельный завод).
При выработке сыров на Базарчайском заводе в пастеризованном молоке в 1 мл насчитывалось 87 тыс. бактериальных клеток. После внесения закваски число молочнокислых бактерий стало равным 4,2 млн. В сыре после прессования было 917 млн. клеток в контрольном и 1150 млн. в опытном. В зрелом сыре насчитывалось 142 млн. клеток молочнокислых бактерий в контрольном и 199 млн. в опытном. Дрожжей вносили 0,5 млн. клеток на 1 мл молока, а в сыре после прессования была 61 тыс., к моменту выхода из бродильной камеры численность их увеличилась до 1117 тыс. клеток на 1 г сыра. В зрелом сыре насчитывалось 20 тыс. клеток на 1 г сыра.
Полученные данные свидетельствуют о том, что дрожжи стимулируют развитие молочнокислых бактерий в сыре. В процессе созревания сыра увеличивается количество растворимых азотистых веществ, что положительно характеризует общий процесс созревания сыра. Дрожжи, внесенные в опытные сыры, способствовали также увеличению количества аминокислот. Так, количество аминокислот в сырах с дрожжами на Сисианском заводе было больше на 679 мг%, а в сырах Базарчайского завода — на 470 мг% по сравнению с контрольными.
Проведенные исследования показали, что более интенсивное, чем в контрольном сыре, развитие в советском сыре молочнокислых бактерий под влиянием дрожжей и, как следствие, усиленный гидролиз, обеспечили существенное улучшение качества зрелого сыра по всем показателям: вкусу и запаху, консистенции и рисунку. Применение дрожжей сокращает продолжительность созревания сыра на 30—25 %.
Другим стимулятором созревания сыра являются микроэлементы— составные компоненты молока, сравнительно мало изученные. Между тем многие из них (особенно кобальт, медь, марганец, железо, цинк, йод, молибден и никель), обладая большой биологической активностью, имеют огромное значение почти для всех процессов производства. Содержание различных микроэлементов в молоке непостоянно и в значительной степени зависит от таких факторов, как минеральный состав почвы, воды, кормов, климат, порода животных, время года, обменные процессы в организме животных и пр. Наибольшие колебания наблюдаются в содержании железа, меди, цинка, магния, кобальта. С добавлением микроэлементов были выработаны разные сыры.
Так, максимальный объем микрофлоры в армянском сыре на пятые сутки был равен 4210 млн., а в сыре чанах — 3770 млн. Микроорганизмы росли более интенсивно в сырах с добавлением микроэлементов. Общий объем микрофлоры на 200—400 млн. в 1 г пятидневного сыра был выше контрольного. Такая разница объема микрофлоры в них сохранилась в течение всего процесса созревания. Установлено, что в сырах с микроэлементами распад азотистых веществ происходит интенсивнее, чем в контрольных сырах без добавления микроэлементов. Микроэлементы улучшают качество сыра и сокращают продолжительность его созревания на 15—20 %
Микроэлементы были применены в производстве и советского сыра, который вырабатывали на сыродельных заводах Алтайского края. Максимальный объем микрофлоры в сырах наблюдался в трехдневном возрасте. В сырах с микроэлементами объем микрофлоры повышался на 15—20 % и сохранялся в течение всего процесса созревания.
Количество растворимого азота увеличивалось в процессе созревания сыра и достигало максимальной величины в конце созревания. В свежем сыре его содержание колебалось от 0,184 до 0,304 %, а в зрелом оно достигало 0,811—1,218%. При этом наблюдалась большая интенсивность распада белка в сырах, вырабатываемых с добавлением микроэлементов.
Фракция небелковых азотистых веществ является наиболее важным показателем, определяющим степень распада белков сырной массы. Наблюдалось непрерывное увеличение количества небелковых азотистых веществ в процессе созревания сыров с микроэлементами (в свежем сыре — 0,111 — 0,238 %, в зрелом — 0,576—1,011 %).
В процессе созревания сыров исследовали динамику накопления свободных аминокислот и летучих жирных кислот, которые играют определенную роль при формировании вкуса и запаха продукта. Накопление свободных аминокислот в сырах с микроэлементами происходило более интенсивно, чем в контрольных. В зрелых сырах, выработанных с применением смеси микроэлементов, общее содержание свободных аминокислот в среднем составляло 4633 мг% (в пересчете на сухой обезжиренный остаток сыра), а без них — 3951 мг%.
Одновременно изучали содержание летучих жирных кислот в свежих и зрелых сырах. В свежих сырах в основном накапливалась уксусная кислота, остальные кислоты, как правило, или отсутствовали, или обнаруживались в незначительных количествах. В процессе созревания сыра содержание всех жирных кислот повышалось. Накопление летучих жирных кислот в сырах, вырабатываемых с применением микроэлементов, происходило интенсивнее, чем в контрольных.
Результаты органолептической оценки сыров следующие. Сыры со смесью микроэлементов в среднем получили 91 балл, в том числе за вкус и запах — 40,1, а без микроэлементов—соответственно 87,3, 38,4 балла. Сыры с микроэлементами имели нормальный, характерный для советского сыра рисунок. Смеси микроэлементов прошли производственную проверку.
Микроэлементы вносили и при производстве швейцарского сыра в молоко перед свертыванием в виде водных растворов их хлоридов. В процессе созревания сыров происходил непрерывный рост растворимого и небелкового азота. Содержание растворимого, а также небалкового азота в сырах с микроэлементами было выше, чем без них. Всего раствоонмого азота в зрелых сырах с добавлением микроэлементов было 26,7 %, а небелкового азота—22,8 % (по отношению к общему азоту).
Данные исследования динамики аминокислотного состава сыров показывают, что содержание свободных аминокислот в процессе созревания непрерывно возрастает. Общее содержание свободных аминокислот в зрелых сырах в среднем составляло 3160—3668 мг% (в пересчете на сухое обезжиренное вещество сыра). Относительное содержание некоторых характерных для швейцарского сыра аминокислот в сырах колебалось следующим образом (в %): глютаминовой кислоты—17—21, лизина—11 —16, пролина — 7—11, лейцина — 13—15 и валина — 4—5.
О степени созревания сыра судят не только по расщеплению белка, но и по количеству и соотношению летучих жирных кислот в нем. Поэтому в процессе созревания сыров исследовалась также динамика накопления летучих жирных кислот. Установлено, что в свежих сырах с микроэлементами количество свободных жирных кислот в 1,2—2 раза больше, чем без них. Во всех свежих сырах больше всего накапливалось уксусной кислоты. После созревания сыра в теплой камере в нем увеличилось количество про- пноновой кислоты, которая составляла 29—35 % общего количества летучих жирных кислот. В зрелых сырах с добавлением микроэлементов количество летучих жирных кислот было значительно больше, чем в контрольных. Эта разница составляла от 22 до 25 %. Содержание уксусной кислоты в зрелых сырах находилось в пределах 143—182 мг%, пропионовой — 131—164, муравьиной—11—18 и масляной—9—17 мг%.
Органолептическая оценка опытных и контрольных сыров показала, что сыры, выработанные с микроэлементами, получили на 4—5 баллов больше, чем контрольные. По степени созревания сыры с добавлением микроэлементов значительно превосходили контрольные. Если советский и швейцарский сыры согласно технологическим инструкциям кондиционно зрелыми считаются соответственно в четырех и шестимесячном возрасте, то советский сыр с микроэлементами вкусовые достоинства зрелого продукта приобретал уже в трехмесячном, а швейцарский—в четырех-пятимесячном возрасте. Это подтверждается как органолептической оценкой, так и данными биохимических исследований.
Хорошими ускорителями созревания сыров могут быть рентгеномутанты. В последние годы в молочной промышленности проводится большая работа по получению производственноценных рас молочнокислых микроорганизмов экспериментальным путем. Под влиянием различных мутагенов были получены штаммы, характеризующиеся высокой протеолитической и кислотообразующей активностью, а также синтезирующие значительные количества ароматических веществ. Из большого количества облученных рентгеновскими лучами штаммов были отобраны мутанты молочнокислых палочек и стрептококков, обладающих наиболее сильной протеолитической активностью. Из них были приготовлены бактериальные закваски для советского, швейцарского, армянского сыров.
3. X. Дилаиян и Н. А. Кочарян использовали бактериальную закваску, составленную из рентгеномутантных штаммов молочнокислых палочек, при производстве швейцарского сыра. Общее количество молочнокислых бактерий в сырах, выработанных на закваске из рентгепомутаптных штаммов, превосходило содержание таковых в контрольных сырях. Большой объем микрофлоры в сыре усиливает микробиологические и биохимические процессы и ускоряет протеолиз. Во время созревания количество нерастворимых белков уменьшается, а растворимых в воде фракций азота — увеличивается, что отражает общий протеолитический процесс н служит главным показателем скорости созревания сыра и степени его зрелости. Количество растворимого азота во всех свежих сырах было почти одинаковым и составляло 6,7—6,9 % от общего азота, а в зрелых сырах, выработанных на рентгеномутантных заквасках, достигло 24,2 %, в го время как на обычной — только 20,22 %.
В процессе созревания содержание растворимого небелкового азота в сырах с рентгеномутантами резко возросло, в зрелом сыре оно составило 77,3 % общего растворимого азота и увеличилось по сравнению с обычным на 33,6 %. Швейцарский сыр на бактериальной закваске из рентгеномутан- тов вырабатывали с 1975 г. Ввиду того что этот сыр изготовляли из сырого молока, задача несколько осложнялась. Обычно, подбирая штаммы для бактериальной закваски, помимо общепринятых тестов обращают внимание на способность их накапливать свободные аминокислоты и жирные кислоты в таком соотношении, в котором они бывают в сыре высшего сорта. Основная микрофлора при производстве швейцарского сыра находится в сыром молоке. Поэтому вносимая бактериальная закваска должна несколько уаучшить качественный состав молочнокислых бактерий. Принимая во внимание, что в сыром молоке содержатся стрептококки, закваска подобрана была только из молочнокислых палочек.
Опытные н контрольные сыры вырабатывали согласно действующей технологической инструкции. О зрелости сыров судили как по органолептическим показателям, так и по соотношению (в %) растворимого небелкового азота и общего.
Продукт, выработанный на бактериальной закваске из рентгеномутантов, получил оценку в среднем 91,8 балла, а из 16 контрольных сыров только 11 оказались высшего сорта и получили 89 баллов, пять остальных первого — 83 балла.
Судя по количеству растворимого и небелкового азота, опытные сыры созрели раньше контрольных. В шестимесячном возрасте они содержали растворимого азота 23,5 % и небелкового 18.4 % по отношению к общему, а контрольные сыры — соответственно 22,3 и 17,2%. Аналогичная картина наблюдалась н в свежих сырах: в опытных растворимого азота было 11,3%, а небелкового — 6%), в то время как в контрольных — соответственно 10,5 и 5,5%. Таким образом, бактериальная закваска из рентгеномутантов положительно повлияла как на качество сыра, так и на продолжительность его созревания.
Микробиологические процессы в сырах, выработанных с рентгеномутан-тами, протекали более интенсивно, чем в контрольных. Наибольшее количество микрофлоры содержалось в сыре двухдневного возраста, в опытном — 1,2 • 109, в контрольном — 1,05-109 (меньше на 140 млн.). Такое соотношение (разница от 50 до 90 млн.) наблюдалось до конца созревания в разные периоды. При этом по объему молочнокислых палочек разница была больше, чем по объему стрептококков. Таким образом, можно считать установленным, что рентгеномутанты внесенные в закваску, протеолитически активны и сокращают продолжительность созревания швейцарского сыра на 20—25 %.
По органолептическим показателям сыры с бактериальной закваской из рентгеномутантов более высокого качества.