Целью сычужного свертывания молока является перевод казеина, молочного жира и части других компонентов молока в такое состояние, в котором они могут быть отделены от большей части сыворотки срав­нительно мягкими физико-химическими методами. Во время первой фазы мицеллы казеина лишаются устойчивости, во второй фазе осуще­ствляется собственно переход мицелл казеина из состояния золя в со­стояние геля, т. е. молоко коагулирует. Это первый этап концентриро­вания белков и жира молока.

Способность молока коагулировать под действием некоторых эн­зимов лежит в основе технологии всех сычужных сыров. Это одна из первых стадий его переваривания и в организме, способствующая более медленному прохождению молока по пищеварительному тракту и более полному его усвоению. В сыроделии на этой стадии важно не просто получить сгусток, но получить его с определенным составом и свойст­вами. Сгусток должен удерживать возможно большее количество ка­зеина и жира молока, при последующей обработке хорошо отдавать сыворотку, образовывать минимальное количество мелких частиц (так называемой «сырной пыли»), остающихся в сыворотке, и иметь опреде­ленный состав и структуру. Эти свойства сгустка во многом определяют­ся временем сычужного свертывания, скоростью его упрочения и ко­нечной прочностью. От этих свойств сгустка зависят выход и качество сыра. Для того чтобы выработать сыр с хорошими вкусом и консистен­цией, нужно прежде всего получить хороший сгусток.

Образование сычужного сгустка заключается в агрегации (соеди­нении) параказеиновых мицелл. В предыдущем разделе показано, что видимая коагуляция молока начинается после гидролиза примерно 85% æ-казеина; индивидуальная мицелла принимает участие в образовании сгустка, когда около 97% входящего в ее состав æ-казеина будет гидро- лизовано. Снижение pH и повышение температуры свертывания, по сравнению с обычно применяемыми в производстве сыра уровнями этих величин (6,6-6,5 и 30-34° С), делает возможным коагуляцию мо­лока при более низкой степени гидролиза æ-казеина, но в этом случае сгусток не будет обладать свойствами, которые обусловливают возмож­ность его трансформации в высококачественный сычужный сыр.

Скорость флокуляции возрастает в течение - 2 ч после добавления молокосвертывающего энзима и достигает максимума к концу первич­ной фазы (рис. 2.14). В начале агрегации мицеллы казеина чаще всего образуют цепочки, в которых они являются звеньями, соединенными с соседними в нескольких точках поверхности. Затем площадь контактов увеличивается и цепочки постепенно переходят в пряди шириной в 1-4 и длиной до 10 мицелл. В отличие от цепочек, ширина прядей по всей длине выравнивается за счет расширения участков со­единения мицелл. К началу образования видимого невооруженным гла­зом сгустка пряди связываются друг с другом поперечными связями с образованием мелкоячеистой негомогенной структуры с диаметром ячеек до 10 мкм и с порами размером около 0,5 мкм. Стенки ячеек образованы агрегированными параказеиновыми мицеллами, имеющими спиралеоб­разную форму. В местах соединения прядей образуются узлы. Внутри ячеек содержатся жировые шарики и вода с растворенными ве­ществами (сыворотка). В сгустках обезжиренного или частично обезжи­ренного молока размеры ячеек не уменьшаются; в этом случае они за­полняются сывороткой. Далее площадь контакта мицелл друг с другом увеличивается; они образуют конгломераты, между которыми образуются поры до 10 мкм в диаметре, а затем конгломераты постепен­но сливаются в сплошную массу параказеина. Весь сгусток как бы ста­новится гигантской параказеиновой «мицеллой» с многочисленными порами. Процесс слияния мицелл друг с другом продолжается от не­скольких часов до суток. Казеиновый каркас обеспечивает прочность и жесткость сгустка, спиралеобразная форма казеиновых пря­дей смягчает жесткость и придает сгустку упругость.

Размеры ячеек зависят от размеров жировых шариков, так как в каждой ячейке сгустка из цельного молока содержится как минимум один жировой шарик. Сгусток из гомогенизированного молока состоит из более мелких и близких по размерам ячеек.

Жир при низких температурах увеличивает прочность сгустка. При более высоких температурах, в том числе при температурах созревания твердых сыров (13-16° С и выше), жир в ячейках находится в жидком со­стоянии, что уменьшает прочность и эластичность сгустка, но придает ему определенную пластичность, поскольку жидкий жир является отличным пластификатором. Благодаря жиру и воде сгусток и вырабатываемый из него сыр являются телами, обладающими вязкоэластичными свойствами. Жир как бы служит шарнирной опорой казеиновому каркасу, не ограничи­вающей перемещения казеиновых прядей относительно друг друга.

Жировые шарики с рекомбинированной оболочкой после гомогени­зации молока, могут также участвовать в формировании матрицы сгустка, поскольку в состав их оболочек включается казеин.

Прочность и жесткость сгустков из обезжиренного молока определяет­ся казеиновым каркасом. Такой сгусток представляет собой относительно мягкое твердое тело, способность сопротивляться внешним нагрузкам которого характеризуется модулем упругости или жесткости.

Казеиновый каркас (матрица) сгустка, как все подобные структуры, обладает способностью к самопроизвольному сжатию, в результате ко­торого возникает разность давлений внутри и снаружи ячеек (давление синерезиса), вызывающая выделение из него сыворотки. Увеличение до определенного предела прочности сгустка, обусловленное увеличением количества и прочности связей между элементами сгустка, повышает давление синерезиса и скорость выделения сыворотки из сгустка. Недос­таток и непрочность внутри- и межмицеллярных связей снижает проч­ность сгустка. Такой сгусток обычно называют «слабым». Часть ячеек в нем во время обработки может быть разрушена, что увеличивает потери жира и казеина с сывороткой, а небольшое давление синерезиса замедляет выделение сыворотки и, следовательно, обсушку зерна.