Обезвоживание сырной массы достигается совместным воздействием на нее второго нагревания и обработки сырного зерна. Первый вариант данной серии опытов (ванна первая) отражает часто встречающиеся в практике случаи, когда повышенная температура второго нагревания при длительной обработке сырного зерна  приводит к значительному обезвоживанию сыра; третий вариант (ванна третья) обеспечивает полу­чение сыра с нежной консистенцией (высокой влажностью) в условиях низкой температуры второго нагревания.

В этой серии опытов подготовка молока проводилась в том же по­рядке, что и в предыдущих. Продолжительность обработки сырного зерна в первой ванне составляла 118 мин. при температуре второго нагревания 46°, во второй — 75 мин. при 43° и в третьей — 65 мин. при 40°. Посолка сыра из первой ванны длилась 7 суток, из второй 6 и из третьей — 5,5 суток.

Химические показатели сыра после прессования и зрелого приведены в табл. 9.

При температуре второго нагревания 46° и обработке сырного зерна в течение 118 мин. происходило значительное обезвоживание (влажность сыра после прессования 38,8%).

С понижением температуры второго нагревания и сокращением дли­тельности обработки влажность сыров после прессования повышалась (из второй ванны до 41,9%, из третьей—до 44,7%).

С повышением влажности увеличивалось в сыре количество молоч­ного сахара, однако его концентрация в водной фазе находилась почти на одном уровне во всех сырах, несмотря на более длительную обработ­ку сырного зерна в первой ванне. Это объясняется тем, что высокая тем­пература действовала подавляюще на разви­тие бактерий, вследст­вие чего замедлилось сбраживание молочного сахара.

Наибольшего объе­ма микробиологические процессы достигли в сырах, выработанных при пониженной темпе­ратуре второго нагре­вания (40°), и боль­шей влажностью (рис. 3 и табл. 10).

Повышение темпе ратуры до 43° подав­ляло развитие бактерий примерно в 2 раза.

Однако уровень микро­биологических процес­сов в этих сырах был все еще достаточно высоким (913—1774—705 млн.) Резкое тор­можение развития мик­рофлоры наблюдалось при повышении темпе­ратуры второго нагревания до 46° и пониже­нии влажности сыра до 38,8%.

Сопоставление дан­ных, показанных на рис. 1 (влияние температур второго нагревания на развитие бактерий при одинаковой влажно­сти сыра после прессования) и на рис. 3 (влияние температур второго нагревания и влажности), .позволяет отметить большое сходство в разви­тии микробиологических процессов, хотя сыры различались по влажности и продолжительности обработки сырного зерна.

Так, в первой серии опытов (рис. 1) продолжительность обработки зерна при 46° в 2 раза меньше, чем в данной серии (54 и 118 мин.), и влажность 41,1 и 38,8%, однако подавление развития бактерий было почти одинаковым (в сыре после прессования 355—453 млн., и через 10 дней— 1263—1198 млн.).

При выработке сыра продолжительность обработки всегда сочетается с температурой второго нагревания и влажностью сыра, которые оказы­вают существенное влияние на микробиологические процессы. Объем микрофлоры в сыре мало зависит от температуры созревания; наибо­лее интенсивно микробиологические процессы протекают в первые 10 дней его созревания (при выработке, прессовании и посолке), а после израсходования молочного сахара они идут уже на убыль.

Таким образом, главным регулятором объема микробиологических процессов в производстве сыра является температура второго нагрева­ния, а вторым по значимости регулятором — влажность сыра после прес­сования.

Сопоставление данных (табл. 10), полученных при непосредственном подсчете, с содержанием бактерий при посеве сыра на твердую среду позволило отметить быстроту автолиза бактериальных клеток.

В сырах всех трех вариантов автолиз происходил активно в течение 30 дней и постепенно замедлялся с возрастом сыра, что объясняется, по- видимому, накапливанием продуктов распада и «консервированием» клеток.

С целью выявления селекционирующего дейстзия указанных факто­ров было проведено детальное изучение микрофлоры закваски и сыра. При исследовании микрофлоры закваски выявлено, что около 60% всех бактерий составляли Str. lactis, 39,5% — Str, diacetilactis и 0,5% — Str. paracitrovorus; молочнокислые палочки при посевах не были обна­ружены. Преобладающее большинство (87,5%) штаммов в закваске ока­залось энергичными кислотообразователями (при температуре 30° через 48 час., кислотность составляла 90—118° Т); а остальные были более слабыми (кислотность 80—89°Т и ниже).

Результаты исследований, характеризующие состав микрофлоры и биохимическую активность штаммов, выделенных из сыра, представлены на рис. 4.

Температура второго нагревания является главным фактором, кото­рый не только регулирует объем микробиологических процессов, но и селекционирует микрофлору сыра. Изменение температуры нагревания на 6° и влажности сыра на 5% оказывает сильное воздействие в первую очередь на развитие ароматообразующих стрептококков тина Sir. diacetilactis и молочнокислых палочек.

Первой отличительной особенностью сыров, выработанных при темпе­ратуре второго нагревания 46° (с влажностью 38,8%), являлось актив­ное развитие молочнокислых палочек с самого начала процесса, в резуль­тате чего количество их после прессования составляло 16,6% от всей микрофлоры сыра. В дальнейшем, в процессе созревания сыра с темпе­ратурой второго нагревания 46°, содержание молочнокислых палочек еще более , увеличивалось и достигло через 30 дней 52,5%, а через 75 дней — 72% всей микрофлоры.

Второй особенностью являлось подавление развития ароматообра­зующих стрептококков типа Str. diacetilactis. Они составляли только 12,5% от всей микрофлоры, тогда как в закваске их было около 40%.

Количество ароматообразуюшлх Str. diacetilactis и Str. paracitrovorus на всем протяжении созревания сыра находилось на низком уровне.

Понижение температуры второго нагревания только на 3°, а тем более на 6° и соответственно повышение влажности сыра до 41,9 и 43,8% вызвало резкие изменения в составе микрофлоры сыра.

В сырах, выработанных при более низкой температуре второго нагре­вания (43 и 40°) весьма активно развивались ароматообразующие бакте­рии Str. diacetilactis. Количество их в сыре после прессования и через 30 дней составляло 49—43% всей микрофлоры и было более высоким,чем в производственной закваске (40%), но к концу созревания, через 75 дней, наблюдалось значительное их вымирание, причем более сильное в сырах с температурой второго нагревания 43°. Количество Str. para­citrovorus и в этих сырах было ничтожным (0,7—2,7%).

В этих сырах в первые 30 дней происходило менее интенсивное раз­витие молочнокислых палочек. В сырах, выработанных при температуре второго нагревания 43° (с влажностью 41,9%), развитие палочек про­текало несколько активнее: количество их после прессования составляло 0,7%, а через 30 дней—20% всей микрофлоры. Тогда как в сырах при температуре второго нагревания 40° (с влажностью 43,8%) палочек после прессования не было, а через 30 дней количество их все еще было незначительным — 3,5%.

Правда, к концу созревания сыров количество молочнокислых пало­чек почти достигло уровня, отмеченного в сырах с температурой второго нагревания 46° (рис. 5).

В сырах с температурой второго нагревания 46° (влажность 38,8%) развитие молочнокислых палочек, энергичных по кислотообразованию (128—180°), было наиболее интенсивным. В сыре после прессования они составляли 16,6%, а через 30 дней содержание их увеличивалось до 38% от всей микрофлоры, но в 75-диевных сырах этих палочек уже не было.

В сырах с температурой второго нагревания 43^э количество молочно­кислых палочек—энергичных кислотообразователей — было значительно меньшим: после прессования 0,7%, а через 30 дней 20%. Наименьшее количество их было в сырах с температурой второго нагревания 40 : в сырах после прессования их не было, а через 75 дней они составляли всего 3% от всей микрофлоры.

Молочнокислые палочки, являющиеся слабыми кислотообразователями (28—50°), мы обнаружили в сыре только через 30 дней.

Однако и в этом случае наибольшее количество их (14,5%) наблюда­лось в сырах, выработанных при температуре второго нагревания 46°, пониженное (5%) — при температуре второго нагревания 43° и самое низкое (2,5%) —при 40°. В дальнейшем, к концу созревания сыров всех трех вариантов, наблюдается сходство в развитии молочнокислых пало­чек со слабой способностью к кислотообразованию: количество их через 75 дней достигло соответственно температуре второго нагревания 73, 59 и 67%. Следовательно, увеличение количества молочнокислых палочек к концу созревания всех сыров, независимо от температуры второго нагревания и влажности, происходило за счет палочек со слабой способ­ностью к кислотообразованию. Появление их связано с развитием оста­точной микрофлоры пастеризованного молока.

В результате проведенных исследований установлено также, что тем­пература второго нагревания и влажность сыра являются сильными ре­гуляторами не только количества и состава микрофлоры при созревании сыра, но и ферментативной деятельности микробов.

В сырах, изготовленных при температуре второго нагревания 46°, с низ­кой влажностью, уже после прессования микрофлора сыра была пред­ставлена преимущественно молочнокислыми бактериями с подавленной способностью к кислотообразованию, хотя в состав закваски, которую применяли для выработки этого сыра, входило 87,5% штаммов с сильной способностью к кислотообразованию (см. рис. 4).

Наоборот, сыры с более высокой влажностью, выработанные при бо­лее низкой температуре второго нагревания (43 и 40°) отличались очень высоким содержанием молочнокислых бактерий, энергичных по кислото­образованию (после прессования 95—97%, а через 30 дней хранения 80—82%), причем количество их было выше, чем в исходной закваске.

Это свидетельствует, что сыр является средой весьма благоприятной для жизнедеятельности бактерий. В результате можно сделать заключение, что при температуре второго нагревания 43°, хотя и наблюдается некото­рое подавление микробиологических процессов, но ферментативная актив­ность бактерий сохраняется полностью.

При изучении протеолитической активности молочнокислых бактерий, выделенных из сыров на разных стадиях их созревания, выявлено, что молочнокислые палочки и стрептококки, обладавшие более высокой спо­собностью к кислотообразованию, одновременно являлись и более актив­ными по протеолизу.

Например, у молочнокислых палочек — энергичных кислотообразова- телей (128—180° Т через 48 часов) —отмечена полная корреляция между силой кислотообразования и протеолиза. Эти штаммы обладали наиболь­шей протеолитической активностью.

Среди молочнокислых палочек слабых кислотообразователей при­мерно 75% штаммов оказались сильными по протеолитической актив­ности и только 25%—совсем слабыми в этом отношении.

У молочнокислых стрептококков, выделенных из сыра (как Sir. laclis. так и Sir. diacetilactis), отмечалась большая степень совпадения между способностью к кислотообразованию и протеолизу. Наибольшая про­теолитическая активность в молоке у молочнокислых палочек выража­лась числом 30 (алкалиметрический метод), а у стрептококков — 10—13.

В процессе созревания сыров биохимические свойства культур изменя­лись. Ароматообразующие стрептококки, выделенные из сыров после прессования, обладали довольно высокой способностью к продуцирова­нию летучих кислот и одновременно они образовывали углекислый газ. В сырах через 30 и 75 дней культуры продуцировали меньше летучих кислот и многие из них утрачивали способность к газообразованию.

Ни в одном случае в исследованных сырах мы не обнаружили бакте­риофага. Все штаммы (4800), выделенные из сыра, за редким исключе­нием, были фагорсзистентными.

Изменение активной кислотности при созревании сыра соответствует протекающим в нем микробиологическим процессам и последующим биохимическим изменениям сырной массы (табл. 11).

С увеличением влажности и понижением температуры второго нагре­вания повышается активная кислотность сыра, которая достигает макси­мальной величины через 3 дня после прессования. В этих сырах она на­ходится на более высоком уровне до конца их созревания, что является одним из факторов, действующих на биохимические процессы распада параказеина (табл. 12).

Количество азота растворимых белковых веществ и полипептидов уменьшается с понижением влажности сыра и повышением температуры второго нагревания. Разница в количестве азота раствормых белковых веществ в сырах, полученных из первой и третьей ванн, составляла 3,73% к общему азоту и полипептидов — 1,08 %.

При сравнении содержания азота в фракциях сыров, выработанных в условиях одинаковой температуры второго нагревания и отличающихся по влажности, можно заметить, что разница для растворимых белковых веществ составляет только 0,17% и полипептидов — 0,20%. Следователь­но, влияние температуры на подавление развития молочнокислой микро­флоры при выработке сыра явилось решающим в определении интенсив­ности протеолиза параказеина.

Температура второго нагревания и связанная с ней влажность сыра оказали влияние на общий объем распада белковых веществ и усилили биохимические процессы образования свободных аминокислот (табл. 13).

В сырах, выработанных при температуре второго нагревания 46°. влажностью 38,8% содержится на 52% больше свободных аминокислот, чем в сырах, выработанных при температуре второго нагревания 40° влажностью 44,7%. С повышением температуры второго нагревания увеличивается относительное количество глутаминовой кислоты и умень­шается сумма лейцина и фенилаланина. Это характерно для всех опытов, в которых изменялась температура второго нагревания.

Состав обезжиренного нерастворимого остатка сыров, выработан­ных при различных температурах второго нагревания, также изменяется (табл. 14).

В сырах с низкой влажностью, полученных при высокой температуре второго нагревания, нерастворимый остаток через 30 дней созревания сыра на 93,8% состоит из параказеина и через 75 дней — на 95,6%. В данном случае уменьшается количество промежуточных продуктов распада параказеина, которые входят в состав нерастворимого остатка, за счет чего повышается относительное содержание параказеина. В сы­рах с высокой влажностью, полученных при низкой температуре второго нагревания, содержание параказеина соответственно равно 92,2 и 90,9%, т. е. его содержание уменьшается вследствие увеличения нерастворимых продуктов его распада. Характер изменения состава нерастворимого остатка влияет на увеличение аминокислот в водной фазе сыра (см. табл. 13).

С увеличением влажности сыра содержание неорганического фосфора в его водной фазе увеличивается, а в нерастворимом остатке — умень­шается (табл. 15).

Та же закономерность наблюдается и в содержании кальция. Основ­ная масса кальция и неорганического фосфора находится в нераствори­мом остатке сыра. Относительное содержание их в водной фазе с по­вышением влажности сыра увеличивается, а в нерастворимом остатке уменьшается. Это явление объясняется величиной активной кислотности и более интенсивным распадом фосфорнокальциевого комплекса парака­зеина при созревании влажных сыров. Общее же количество этих неорга­нических компонентов с повышением влажности уменьшается, так как оно больше зависит от концентрации параказеина, чем от количества влаги.

В водной фазе на единицу фосфора приходится больше кальция, чем в нерастворимом остатке. Причем это отношение в более влажных сырах находится на менее высоком уровне, что обусловлено их активной кис­лотностью. Судя по составу неорганического фосфорнокальциевого соединения нерастворимого остатка, можно сказать, что фосфорнокаль­циевый компонент параказеина состоит преимущественно из фосфорно­кальциевой соли. В составе же водной фазы сыра наряду с фосфатами содержатся значительные количества других кальциевых солей.

Решающую роль в биохимических процессах созревания сыра играют бактериальные ферменты, выделяемые микроорганизмами как во время их жизнедеятельности, так и при автолизе клетки. Эти процессы не огра­ничиваются только явлениями протеолиза белковых веществ, так как применением протеаз животного происхождения легко можно достигнуть высокой степени распада параказеина, но нельзя получить типичного вкуса сыра.

При созревании сыра происходят окислительно-восстановительные процессы, тесно связанные с деятельностью анаэробных дегидраз. Вы­деление свободной углекислоты и аммиака является следствием окислителыю-восстановительного процесса, сопровождающегося дезаминирова­нием и декарбоксилированием азотистых соединений сыра.

В анаэробных условиях дегидразы способны восстанавливать мети­леновую синь, причем скорость обесцвечивания пропорциональна актив­ности этих ферментов.

На протяжении всего процесса созревания сыра активность дегидраз уменьшается, причем наиболее интенсивно в сырах с более высокой температурой второго нагревания (табл. 16).

Скорость обесцвечивания метиленовой сини анаэробными дегидразами определяется ферментативной активностью как живых бактерий, так и автолизированных. Как показали микробиологические исследования, в сырах с повышенной влажностью (температура второго нагревания 40°) физиологическая активность микрофлоры сохраняется дольше, чем в сырах с пониженной влажностью (температура второго нагревания 46°). На основании этого можно предполагать, что разница между дегидразной активностью сыров с повышенной и пониженной температурой второго нагревания объясняется ферментативной активностью живых клеток.

Молочнокислые бактерии являются носителями ферментов, которые обусловливают созревание сыра. Можно полагать, что их концентрация будет пропорциональна концентрации бактериальной массы. О бакте­риальной массе в сыре обычно судят по количеству бактерий. Но это число не полностью соответствует объему микробной массы, так как на­ряду с размножением микрофлоры происходит ее автолиз. Необходимо также иметь в виду, что молодые и старые бактериальные клетки обла­дают разной ферментативной активностью.

В связи с этим нами предпринято предварительное определение в сыре пентоз, структурных элементов нуклеиновых кислот, которые являются составной частью микробной клетки. Содержание нуклеиновых кислот колебалось от 22 до 28% сухого вещества в молодой клетке и от 9 до 10%—в шестисуточпых культурах. В молочнокислых бактериях нуклеиновых кислот содержится около 13%. В табл. 17 приведены ре­зультаты исследований пентоз на различных стадиях созревания сыра.

Количество пентоз с понижением температуры второго нагревания увеличивается, а с возрастом сыра—уменьшается, причем наиболее за­метно в сырах при повышенной температуре второго нагревания.

Органолептические свойства сыров каждого варианта резко отлича­ются. Вкус сыров с влажностью после прессования 38—40%. выработан­ных при температуре второго нагревания 46°, хороший и удовлетвори­тельный, но с довольно сильным оттенком пряности. Последнее не соот­ветствовало типичным признакам костромского сыра и потому оценка его была снижена (средний балл 39,2). Особенно неудовлетворительной была консистенция сыра—плотная и твердая (средний балл 21.8). Ри­сунок сыра обычно был нормальным, но в некоторых случаях недоста­точно развитым (средний балл 9,0).

Сыры с влажностью после прессования выше 43,5%, полученные при температуре второго нагревания 40°, имели хорошую консистенцию (сред­ний балл 24), но вместе с этим появились существенные недостатки во вкусе и запахе (средний балл 38,8). В сырах ощущался горьковатый и кисловатый привкусы, что привело к снижению их балловой оценки, у многих образцов сыра был неравномерный рисунок (средний балл 8,6).

Сыры с влажностью 41—43% (температура второго нагревания 43°) преимущественно имели хороший вкус (средний балл 40,0). Однако их консистенция уступала сырам с высокой влажностью (средний балл 23,0). Сыры этого варианта получили наиболее высокую общую оценку по сравнению с другими.

Общая балловая оценка сыров, полученных при температуре второго нагревания 46°, составляла 89,8 балла, при температуре 43° — 92,0 и температуре 40° — 91,2 балла. 

В результате исследования сыров с различной 'влажностью, получен­ных в различных температурных условиях второго нагревания, можно сделать следующие выводы:

1. Температура второго нагревания даже при таких сравнительно не­значительных колебаниях, как 40, 43 и 46°, является регулятором микро­биологических процессов в сыре, определяющим не только количество микрофлоры, ее состав, но и ферментативную активность бактерий. С по­вышением температуры второго нагревания до 46° количество бактерий и их биохимическая активность резко понижаются.
2. При повышенной температуре второго нагревания (46°) и низкой влажности сыров после прессования (38—40%) подавляется развитие ароматообразующих бактерий типа Str. diacctilactis, но активизируется развитие молочнокислых палочек и почти не изменяется количество Str. paracitrovorus.
3. В процессе созревания сыра с приближением кондиционной зрело­сти (75 дней) ферментативная активность бактерий понижается и в микрофлоре зрелых сыров начинают преобладать малоактивные формы стрептококков и палочек с резко ослабленной способностью к кислото- образованию, продуцированию летучих кислот и углекислого газа.
4. Характер развития микробиологических процессов под влиянием повышенной температуры второго нагревания определяет объем и направ­ление протеолиза белковых веществ сыра. С повышением температуры уменьшается количество растворимых белковых веществ и полипептидов и увеличивается количество свободных аминокислот. При этом их соот­ношение изменяется таким образом, что доля лейцина и фенилаланина уменьшается, а глутаминовой кислоты увеличивается.
5. С повышением влажности увеличивается активная кислотность сыров, которая находится на более высоком уровне на протяжении всего процесса созревания.
6. Активность анаэробных дегидраз резко уменьшается при созрева­нии сыра, однако скорость этого процесса зависит от его влажности и температуры второго нагревания. В сырах с повышенным содержанием влаги эта активность находится на более высоком уровне, чем в менее влажных, что связано с более длительным сохранением ферментативной активности бактерий.
7. Количество пентоз, компонентов нуклеиновых кислот, с повыше­нием влажности увеличивается и в некоторой степени соответствует росту микрофлоры. Наблюдается тенденция заметного их уменьшения при созревании сыров с пониженной влажностью и стабильное содержа­ние в сырах с высокой влажностью. Дегидразная активность, по-види­мому, связана с более длительным сохранением ферментативной актив­ности микрофлоры сыра.
8. С повышением влажности сыра после прессования происходит зна­чительное улучшение его консистенции. Однако при влажности сыра 43—46% во вкусе появляется горечь и излишняя кислотность, которые резко снижают его общую балловую оценку.
9. При низкой влажности сыров (до 40%) и повышенной температуре второго нагревания (46°) появляется пряный вкус, не свойственный дан­ной группе сыров, консистенция его становится непластичной, грубой.

10. Наилучшую оценку из данной серии опытов получили сыры с. влажностью 41—43%, выработанные при температуре второго нагре­вания 43°. В этой группе 80% сыров было с хорошими вкусовыми до­стоинствами и 20% —с удовлетворительными. Консистенция же их усту­пала консистенции сыров с более высокой влажностью. Таким образом, одним повышением влажности сыра после прессования не всегда можно достигнуть общего улучшения его качества. Необходимо учитывать дру­гие факторы, под влиянием которых формируются органолептические свойства. К ним относится активная кислотность, зависящая от содер­жания в водной фазе сыра молочного сахара и развития молочнокисло­го процесса до его посолки, в особенности при обработке сырной массы в ванне.