гортання молока – основний прийом виділення молочного білка в сироваріння, зазвичай в згусток виділяється казеїн, інші білки відходять в сироватку, тому їх прийнято називати сироватковими.
Згортання молока може бути сичуговим і кислотним. За типом згортання сири ділять на сичужні та кисломолочні.
Сичужні згортання походить від впливу сичужного ферменту на молоко.
Сичужний фермент виділяється залозистими клітинами IV відділу же-лудка жуйних тварин – сичуга. У найбільшій кількості сичужний фермент утворюється в молочний період життя телят. Отримують його в заводських умовах за спеціальною технологією, яка передбачає сушку Сичугов, подрібнення, висолювання білків. Виділені таким чином білки висушують, подрібнюють на кульових млинах. Сухий препарат змішують з хлоридом натрію і отримують сичужний порошок. Визначають його згортаючи-ющую активність. Для отримання 1 кг сичужного порошку потрібні шлунки 13-ти телят. 1 кг порошку забезпечує вироблення 4 т сиру. В даний час використовуються не тільки шлунки телят, але і ягнят (приблизно тижневого віку).
Крім того, в сироваріння використовуються пепсину (яловичий, свинячий та дру-гих тварин). Є ряд молокозсідальної препаратів на основі використання пепсину тваринного походження. Молокозсідальної фер-ментний препарат ВНИИМС (ФП) складається з 50% сичужного ферменту і 50% яловичого пепсину. Його рекомендують для виробництва сирів з низькою темпе-ратура другого нагрівання. Препарат ФП-2 містить 25% сичужного фер-мента і 75% яловичого пепсину і використовується для сирів типу російського. ФП-6 – суміш курячого і яловичого пепсину.
Визначення згортання активності і дози
сичужного ферменту, внесення його в молоко
Сичужний фермент вносять в сироробний ванну з охолодженим після пастеризації до 35 оС молоком, в яке попередньо доданий хлорид кальцію і необхідна для даного виду сиру закваска.
Доза сичужного ферменту, необхідного для згортання молока, визначається за формулою:
Х = М • Тф / 600 • Тт,
де Х – кількість 1% -го розчину сичужного ферменту, дм3;
М – кількість молока, дм3,
Тф – тривалість згортання 100 см3 підігрітого до температури згортання молока 10 см3 розчину ферменту, з (відлік ведуть від моменту внесення розчину до утворення нормального згустку);
Тт – необхідна тривалість згортання молока, хв.
На практиці необхідну кількість сичужного ферменту зручніше визначати за допомогою приладу ВНИИМС, який являє собою циліндр з каліброваним отвором у дні і зі шкалою, нанесеною на внутрішній стороні судини. У циліндр із закритим отвором наливають подго-лення до згортання молоко (з температурою згортання і внесеними в молоко закваскою і хлоридом кальцію) до нульової позначки. В молоко до-добавляють 10 см3 2,5% -го розчину сичужного ферменту, швидко перемішують і відкривають отвір. У той момент, коли відбудеться згортання, молоко з отвору перестане витікати. Рівень залишився в циліндрі молока поки-жет потрібну кількість сичужного ферменту в г на 100 кг молока. Цей прийом необхідно проводити в кожній сироробний ванні, щоб врахувати різнорідність молока і активність застосовуваного ферменту.
Під згортання активністю розуміють кількість частин молока, яке згортається однією частиною ферменту при температурі 35 ° С протягом 40 хвилин. Звідси, якщо активність сичужного ферменту становить 100 тис. Одиниць, це означає, що 1 частина сичужного ферменту згортає 100 тис. Частин молока (1 г ферменту – 100 кг молока). Однак в сироваріння норма витрати ферменту більш висока: 2,5 г на 100 кг молока, так як температура згортання може бути нижче 35 ° С і тривалість згортання необхідно менше 40 хвилин.
Механізм дії сичужного ферменту
Згортання молока сичуговим ферментом (або його замінником) являє собою два спільно протікають процесу. Процеси ці незворотні. Існує кілька теорій сичужного згортання. З позиції гидролитической теорії механізм сичугової коагуляції пояснюється наступним чином *.
Під дією внесеного сичужного ферменту відбувається гідроліз поліпептидних ланцюгів к-казеїну казеінаткальційфосфатного комплексу між фенилаланином і метіоніном. В результаті молекули к-казеїну розпадаються на гідрофобний пара-до-казеїн і гідрофільний глікомакропептід.
В результаті відбувається втрата негативного заряду міцел, часткове руйнування гідратної оболонки – система втрачає стійкість, наслідком чого є поява пластівців білка (перша стадія – індукційна).
Втрата к-казеїном функцій захисного колоїду створює умови для інтенсивної коагуляції за участю в структуроутворенні параказеіна іонів кальцію (друга стадія). На цій стадії формується просторова сітка згустку.
Згортання молока дозволяє отримати згусток, що розділяється після відповідної обробки на дві фази: тверду, в якій містяться переважно казеїн і жир, і рідку, яка містить розчинені у воді речовини молока (молочний цукор, розчинні білки і солі молока).
У виробництві сиру має значення міцність отриманого згустку, яка є умовою, що визначає вихід сиру, його консистенцію і відхід жиру в сироватку. Слабкий згусток дробиться нерівномірно, утворюється багато дрібних частинок сирного пилу, які губляться з сироваткою.
Щільність згустку залежить від змісту в молоці казеїну, ступеня зрілості молока, температури згортання, додавання солей кальцію і не залежить від дози сичужного ферменту. Тривалість згортання молока в залежності від виду сиру становить від 25-ти до 60-ти хвилин і залежить від різних факторів.
Фактори, що впливають на процес сичужного згортання
На швидкість згортання впливають такі чинники:
1) температура згортання;
2) рН середовища;
3) концентрація солей кальцію;
4) доза ферменту і ін.
Оптимум дії сичужного ферменту – 43-45 ° С; для пепсину – 40-41 ° С, при температурі нижче 10 ° С згортання протікає дуже повільно, може навіть не відбутися. Температура згортання встановлена 28-35 оС, що пояснюється необхідністю створення сприятливих умов не тільки для ферменту, а й для молочнокислої мікрофлори закваски.
При нормальній кислотності (кислотність 20 оТ) і жирності суміші температура згортання становить 32-35 ° С, при підвищеній кислотності (22 оТ – це характерно у виробництві м’яких сирів) – 28-32 ° С. Знижені температури згортання в виробництві м’яких сирів встановлюються також ще і з метою отримання більш вологого сирного зерна.
Зі збільшенням кислотності суміші слід знизити температуру свер-вання на 0,5-1,5 ° С на кожен градус кислотності.
Збільшення дози хлориду кальцію від 10 до 50 г на 100 кг нормалізованої суміші збільшує активність ферменту на 20-60%.
Швидкість коагуляції казеїну залежить від кількості доданого сичужного ферменту. Встановлено, що тривалість утворення згустку залежить від дози ферменту обернено пропорційно. Для певної проби молока (кислотності, ступеня зрілості, температури) ця закономірність може бути виражена таким рівнянням:
З • t = const,
де С – концентрація ферменту в г сухого препарату на 1 дм3 молока;
t – тривалість згортання, с.
Цю ж закономірність можна записати у вигляді рівняння:
Х • t / m = const,
де Х – доза ферменту в г;
m – маса молока, кг.
Чисельне значення константи збільшується при використанні сичужний-млявого молока і малої активності ферменту. Запропоноване рівняння з достатнім ступенем точності дозволяє на практиці визначити дозу сичужного ферменту для заданої тривалості згортання певного зразка молока по проведеної пробі на згортання. На підставі цього закону розроблено так званий прилад ВНИИМС, принцип дії якого описаний раніше.