Для получения сыра однородного качества в пределах головки важно возможно более быстрое и равномерное распределение соли в сырной массе, поскольку микробиологические, физические и биохимические процессы, обусловливающие формирование органолептических показателей сыра, в большой степени зависят от содержания С/В в каждой конкретной точке.
После погружения головок сыра в рассол соль начинает проникать из рассола в сыр, а влага перемещаться из сыра в рассол, для того чтобы уравновесить осмотическое давление в сырной массе и рассоле. Скорость проникновения соли в сырную массу очень низкая: среднее значение коэффициента диффузии соли в сыр (D) равно 0,2 см2/день (от 0,1 до 0,3 см2/день), по другим данным - 0,126 см2/день. Для сравнения укажем, что D для соли в чистой воде при 12,5° С равен 1 см2 в день. Низкая скорость диффузии соли в сыре обусловлена необходимостью преодоления многочисленных сопротивлений, например, жировых шариков, сил трения при прохождении через узкие поры казеиновой матрицы. Близкие значения коэффициента диффузии NaCl в сырах Чеддер, Гауда при одинаковом содержании влаги свидетельствуют об одинаковой структуре их казеиновой матрицы. Морозова на примере сыра Горный показала, что D в процессе созревания сыра быстро снижается из-за увеличения сил сопротивления перемещению соли.
Более или менее равномерное распределение абсорбированной поверхностными слоями соли внутри головки, в зависимости от вида сыра, занимает от 10-12 дней (Лимбургский сыр), 6-12 недель для мелких сыров, до 10 месяцев для Пармезана. В Советском сыре разница между содержанием соли в наружных и центральных слоях сыра сохраняется до 3-месячного возраста. Даже в Чеддере, где сырную массу перед по- солкой измельчают до размеров 2x2 см, сохраняются различия между С/В в центре и на поверхности кусочков на протяжении 72 ч.
Абсорбция соли сыром зависит от свойств рассола и сыра, в частности от влажности сыра, концентрации соли в рассоле, формы и размеров головки, времени выдержки в рассоле, температуры рассола.
Коэффициент диффузии и количество абсорбированной мелкими сырами соли увеличиваются с увеличением содержания в них влаги. В Голландском брусковом сыре с содержанием влаги после прессования 44,7 и 46,6% при одинаковой продолжительности выдержки в рассоле содержание соли во втором сыре было на 0,54% выше, чем в первом. По-видимому, это обусловлено снижением доли казеиновой фракции и увеличением диаметра пор в казеиновой матрице в сырах с высоким содержанием влаги. При посолке сухой солью из сыров с высокой исходной влажностью соль «вытягивает» значительно больше влаги, что приводит к снижению количества NaCl, удерживаемой сыром.
Соль в головке сыра находится в водной фазе, поэтому чем выше в сыре содержание влаги, тем быстрее пойдет диффузия соли. Однако это не означает, что скорость диффузии соли в сырах одного и того же вида и с одинаковым содержанием влаги будет идентичной, так как величина коэффициента диффузии зависит также от отношения содержания жира и отношения содержания влаги к содержанию сухих обезжиренных веществ. Так, в сыре Гауда с 50% влаги, 11 и 26% жира значения D* (так называемый «псевдо-диффузионный коэффициент», введенный Geurts et al.) равнялись соответственно 0,15 и 0,25 см2/день. Увеличение содержания жира в сухом веществе при снижении содержания сухих обезжиренных веществ увеличивает D* за счет расширения пор в казеиновой матрице, средняя относительная ширина сечения которых в предыдущем опыте составила 0,17 и 0,35 соответственно.
В отношении концентрации соли в рассоле мнения специалистов неоднозначны. Господствующей точкой зрения является то, что степень абсорбции соли сыром увеличивается при возрастании ее концентрации в рассоле, что вполне логично, так как увеличение концентрации соли в рассоле при постоянной влажности сыра повышает градиент концентрации. Однако степень увеличения количества абсорбированной сыром соли при повышении ее концентрации в рассоле быстро снижается. По-видимому, при слишком высокой концентрации соли в рассоле происходит быстрое обезвоживание коркового слоя, что затрудняет диффузию соли, поэтому некоторые авторы считают, что лучше проводить посолку рассолом с концентрацией соли 18-19%. Более низкая концентрация соли в рассоле приводит к размножению в нем солеустойчивых лактобацилл, которые могут проникать в сыр и вызывать дефекты вкуса и консистенции.
На последующую диффузию абсорбированной соли в сыре концентрация соли в рассоле в интервале от 5 до 20% не оказывает влияния. Частичная посолка в зерне не влияет на глубину проникновения соли при последующей посолке в рассоле.
Скорость абсорбции NaCl увеличивается при увеличении отношения поверхности к объему просаливаемых частиц сгустка, в частности головок сыра. Кроме размеров головки на скорость диффузии соли влияет их форма: чем сильнее искривлена поверхность головки, тем меньше эффективных направлений для диффузии соли, тем ниже будет скорость диффузии. По скорости абсорбции соли при одинаковой массе головок сыры располагаются следующим образом: брусок > цилиндр > сфера. На рис. 10.4 показано поглощение соли итальянскими сырами из овечьего молока (типа Романо) в зависимости от формы головки.
Количество абсорбированной сыром соли увеличивается с увеличением продолжительности посолки, но скорость абсорбции со временем снижается, что обусловлено уменьшением градиента между концентрацией соли в рассоле и сыре. Количество абсорбированной сыром соли через плоскую поверхность за время t (Мl, г NaCl/см2) можно вычислить по уравнению:
Для искривленной поверхности Mt ниже, чем вычисленное по формуле.
Температура рассола и сгустка влияют на абсорбцию соли: в интервале температуры от 26,7° С до 43,3° С количество абсорбированной соли пропорционально температуре. Исключением является нагревание сыра до 32° С перед посолкой, в результате которого количество абсорбированной соли снижается по сравнению с абсорбцией при более низкой или высокой температурах. Это обусловлено выделением жира на поверхности сыра при 32° С. При температурах меньше 32° С выделяется меньше жира, при более высоких температурах жир диспергируется в рассоле.
Скорости миграции NaCl и Н20 в головке сыра увеличиваются с увеличением температуры рассола и сыра; при температуре рассола в пределах от 5 до 25° С коэффициент диффузии увеличивается примерно на 0,008 см2/день/°С (для сыров класса Гауда). Чем выше температура сыра, тем быстрее соль равномерно распределяется в головке сыра.
При низкой титруемой кислотности сыр абсорбирует больше соли, что обусловлено более высоким содержанием в нем влаги. В сырах Чеддер с высокой кислотностью во время прессования теряется больше сыворотки, с которой из сырной массы уходит часть соли.
Влияние различных факторов на абсорбцию соли и потерю влаги во время посолки сыра голландского типа с низкой температурой II нагревания со сферической формой головки показано на рис. 10.5. Количество абсорбированной мелкими сырами соли во время нахождения в рассоле равняется 1-3%, количество теряемой влаги составляет 2-6%, потери сухих веществ без соли колеблются от 1 до 3 г/кг, следовательно, вес сыра после посолки будет снижаться.
Посолка сыров происходит в период бурного развития микрофлоры сыра, что необходимо учитывать при выборе ее режима, для того чтобы не подавить развитие необходимой и не интенсифицировать рост вредной микрофлоры.