Основные изменения в молоке после внесения в него молокосвер­тывающих энзимов показаны на рис. 2.13. Отщепление от мицел­лы МП сопровождается снижением ее заряда примерно в два раза, уменьшением радиуса мицеллы примерно на 5 нм и вязкости молока; гидродинамический объем мицеллы снижается до 2/3 от ее вели­чины для нативной мицеллы; количество связанной мицеллой воды при pH 6,6 уменьшается почти в 1,5 раза. Энзим как бы «сбри­вает» волосообразный внешний слой мицеллы казеина (разд. 2.3). Сни­жение поверхностного заряда ослабляет электростатические, а удаление части гидратной оболочки и внешнего слоя, образуемого МП, - стерические (пространственные) факторы стабилизации мицелл, в результате чего мицеллы теряют устойчивость.

Гидролиз æ-казеина начинается сразу после внесения в молоко мо­локосвертывающих энзимов. Визуально, свертывание молока становится заметным после расщепления 80-85% æ-казеина (точка К на рис. 2.12), т. е. вторая фаза начинается до окончания первой (энзимати­ческой) фазы. Начало флокуляции характеризуется повышением вязко­сти. Следует отметить, что небольшое изменение вязкости, улавливае­мое вискозиметрами с чувствительностью более 0,01 Па-с, происходит во время индукционного периода: после внесения энзима вязкость сни­жается, что сопровождается небольшим увеличением степени дисперс­ности казеиновых частиц, затем вязкость повышается примерно до на­чальной величины к концу индукционного периода. Раманаускас объяс­няет первоначальное снижение вязкости распадом внутренних упорядо­ченных структур казеиновых мицелл, существовавших до внесения в молоко молокосвертывающих энзимов.

Повышение вязкости, начинающееся примерно с середины индукционного периода, он связы­вает с началом агрегации параказеиновых мицелл. Таким образом, он считает, что первая и вторая фазы сычужного свертывания идут одно­временно, по крайней мере, со второй половины первичной фазы. Ранее эта же мысль была высказана голландским ученым Пайенсом, который считал, что флокуляция идет сразу после внесения в молоко молокос­вертывающего энзима со все возрастающей скоростью; нарастание ско­рости обусловлено увеличением количества параказеиновых мицелл и числа эффективных соударений мицелл друг с другом.

Если принять среднюю молекулярную массу мицеллы казеина рав­ной 8·10⁸, содержание æ-казеина в мицелле - 11,9% и молекулярную массу его - 19000, то на каждую мицеллу приходится 5100 молекул æ-казеина. Индивидуальные мицеллы могут связываться с другими ми­целлами после расщепления 97% входящего в их состав æ-казеина, т. е. после разрыва примерно 5000 связей. Для образования комплекса из двух мицелл нужно расщепить 10 тыс. связей. При обычно используемой дозе химозина в сыроделии на одну молекулу энзима приходится около ста мицелл казеина. Ясно, что для подготовки их к флокуляции нужно время. Это и объясняет некоторое запаздывание начала второй фазы относительно первой. Кроме того, повышение вязкости молока при незначительном числе агрегированных мицелл не улавливается совре­менными методами. Правильнее считать, что энзиматическое свертыва­ние молока состоит не из двух фаз, а двух процессов, идущих параллель­но, но с некоторым запозданием процесса афегации параказеиновых мицелл. Точка же К - не начало, а самый разгар флокуляции, когда обра­зовавшиеся комплексы параказеиновых мицелл становятся видимыми невооруженным глазом. Под микроскопом начало флокуляции можно увидеть значительно раньше. С помощью нефелометрических методов McMahon et al. также установили, что флокуляция начинается значи­тельно раньше появления хлопьев, наблюдаемых визуально.

Энзиматическую и неэнзиматическую фазы сычужного свертыва­ния можно разобщить, используя температурный фактор: первая фаза сычужного свертывания идет даже при 0° С, но обязательно в присутст­вии молокосвертывающего энзима, а вторая фаза идет без участия мо­локосвертывающих энзимов, но только в присутствии ионов Са, и пре­кращается при температуре ниже 15° С. Это различие исполь­зуют на практике. Для получении сгустка непрерывным способом в произ­водстве некоторых сыров (например, Камамбера) первую фазу проводят при низких температурах, затем молоко в теплообменниках непрерыв­ного действия нагревают до температуры 30-34° С, при которой оно быстро свертывается; образовавшийся сгусток направляют в сырные формы для самопрессования.

Проведение первой фазы при низких температурах увеличивает продолжительность выдержки молока с молокосвертывающими энзима­ми и позволяет снизить их дозы, однако этот прием редко применяют в промышленности, так как длительная выдержка молока с энзимом даже при низких температурах может отрицательно сказаться на выходе и ка­честве сыра из-за размножения психротрофной микрофлоры и бактерио­фагов микрофлоры заквасок. Такой метод свертывания уменьшает сте­пень протеолиза и ухудшает качество сыра за счет снижения выраженно­сти сырного вкуса, появления более плотной, иногда мучнистой конси­стенции. По-видимому, снижение времени выдержки геля при температуре свертывания не дает возможности окончательно сформиро­ваться его структуре и замедляет накопление биомассы микрофлоры за­квасок, которая будет достигать максимума в сыре позднее, чем обычно, когда температура для действия ее энзимов будет менее благоприятна.

Кинетика гидролиза æ-казеина молокосвертывающими энзимами подчиняется закону Михаэлиса-Ментен. В соответствии с этим для нее будет справедливо уравнение: