Сычужное свертывание молока

Наиболее важный процесс при изготовлении сыра – свертывание молока сычужным ферментом. От скорости образования, структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависят консистенция, внешний вид и другие показатели сыра.

Сычужное свертывание молока проходит две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к нему пептидной связи фенилаланин-метионин (Фен - Мет) в полипептидной цепи c-казеина. В результате этого c-казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара-c-казеин и растворимый гликомакропептид. Ферментативную стадию схематично можно представить следующим образом:

Рисунок 1 – Действие сычужного фермента на казеин

Гликомакропептиды c-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от c-казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл (с постепенным приближением к изоэлектрическому состоянию), частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т.е наступает вторая стадия коагуляции.

а – коагуляция мицелл под действием сил гидрофобного взаимодействия, б – коагуляция мицелл за счет кальциевых мостиков; 1 – нативные казеиновые мицеллы; 2 – параказеиновые мицеллы, потерявшие защитные гликомакропептиды-c-казеина

Рисунок 2 – Схема процесса сычужного свертывания молока

Механизм второй стадии сычужного свертывания окончательно не установлен. Известно, что клагуляция белков наступает лишь после расщепления 80-90% c-казеина, находящегося на поверхности мицелл. Далее дестабилизированные казеиновые (точнее, параказеиновые) частицы сначала образуют агрегаты и цепочки. При достижении “критических” размеров цепочки соединяются между собой продольными и поперечными связями и образуют сплошную пространственную сетку, в петлях (ячейках) которой заключена дисперсионная среда.

Однако характер связей, возникающих при агрегировании дестабилизированных мицелл, до конца не выяснен. По мнению ученых, это могут быть силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара-c-казеина (а также a- и b-казеина) или кальциевые мостики, образующиеся в результате присоединения ионов кальция к серинфосфатным группам a- и b-казеина двух или более сблизившихся параказеиновых мицелл.

На процесс сычужного свертывания и качество образующихся сгустков влияют состав и свойства молока, режим пастеризации, активность и состав бактериальной закваски и сычужного фермента, температура свертывания, доза хлорида кальция и т.д.

В образовании сычужного сгустка кроме казеина, по-видимому, уча­ствуют денатурированные сывороточные белки и жировые шарики. Являясь более крупными частицами, они выступают центрами коагуляции казеина, вокруг которых начинает формироваться пространственная сетка. Поэтому добавление к молоку сывороточных белков ускоряет сычужное свертывание белков молока. Однако сывороточные белки замедляют синерезис сгустка, поэтому необходимо применять меры, усиливающие обсушку сырного зерна.

Агрегация казеиновых мицелл и формирование пространственной белковой сетки происходят за счет различных связей, причем большую роль в упрочнении всей системы выполняют ионы кальция, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании кальция молоко свертывается медленно, и получается дряблый, трудно поддающийся Дальнейшей обработке сгусток (или он вовсе не образуется). Оптимальным содержанием кальция в молоке считается 125—130 мг% [4].