Продолжительность созревания сыров — вопрос, который волнует многих производителей. Безусловно, каждый руководитель заинтересован в сокращении затрат, снижении себестоимости продукции.

Значительную долю в себестоимости сыра занимают затраты на сырье. Существуют и другие статьи затрат. Если при производстве полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания, мягких, рассольных сыров продолжительность созревания составляет от нескольких дней до 1,5 месяцев, то сыры полутвердые с высокой температурой второго нагревания и твердые созревают значительно дольше. Этот процесс может занимать от нескольких месяцев до нескольких лет.

Для сыров с длительным сроком созревания в расчете их себестоимости следует учитывать затраты:

- на поддержание соответствующих режимов созревания (температура, влажность, воздухообмен);

- длительное использование камер созревания;

- уход за сырами;

- возврат денежных средств, затраченных на покупку сырья.

Поэтому сегодня во всем мире проводятся обширные исследования по ускорению созревания сыра. Такие исследования сосредоточены в первую очередь на повышении температуры созревания или выборе протеазных систем, которые при добавлении в молоко способны увеличить скорость протеолитического расщепления казеина, тем самым увеличивая скорость созревания.

В нашей предыдущей статье «Закваски для сыров» (журнал «Молочная промышленность» №10, 2022) кратко были рассмотрены способы, позволяющие ускорить созревание сыров:

- применение молочнокислых микроорганизмов;

- использование ферментов;

- повышение температуры созревания;

- воздействие высокого давления на сыр в процессе созревания.

Статья вызвала интерес у производителей сыров, поступили запросы от предприятий рассказать об особенностях вышеперечисленных способов, уточнить отдельные характеристики, режимы.

При производстве сыров помимо основных заквасок могут использоваться дополнительные культуры, которые обеспечивают ускоренное созревание и (или) создают специфические вкусовые свойства. В качестве вспомогательных культур применяют бактерии, принадлежащие к роду Lactobacillus: Lb. casei, Lb. helveticus, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. plantarum, Lb. rhamnosus и Lb. curvatus.

В процессе созревания сыра происходит лизис клеток молочнокислых микроорганизмов закваски, что обеспечивает высвобождение внутриклеточных ферментов. Именно активность этих ферментов в сочетании с действием сычужных ферментов приводит к смягчению текстуры сыра и увеличению уровня пептидов и аминокислот во время созревания. Вкусовые соединения образуются из пептидов и аминокислот в результате химических реакций.

Оценить степень созревания сыра можно по органолептическим показателям: вкусу и запаху, консистенции, текстуре. Вкус сыра в первую очередь определяется протеолизом, липолизом и расщеплением лактата и цитрата (Mc Sweeney, 2004). Деградация белков до пептидов и свободных аминокислот считается наиболее важным путем формирования вкуса в твердых и полутвердых сырах. Лимитирующим фактором формирования аромата является не высвобождение свободных аминокислот, а их преобразование в ароматические соединения. В катаболизме аминокислот различных молочнокислых бактерий, присутствующих в сыре, участвует ряд ферментов: трансаминазы, деаминазы, декарбоксилазы, дегидратазы и лиазы (Ardö, 2006).

Вкус сыра развивается в результате метаболической активности бактерий. Biljana Bogicevic и др. (2013) утверждают, что Lactobacillus casei играет важную роль в процессе созревания сыра и является одним из решающих видов микроорганизмов, участвующих в формировании вкуса. Известно, что цистеин и метионин являются прекурсорами для производства летучих соединений серы, которые содержатся во многих сортах сыра и считаются важными вкусовыми соединениями. Когда ферментируемые углеводы отсутствуют, Lb. casei использует цитрат в качестве источника энергии, производя молочную, муравьиную или уксусную кислоты, CO₂, а также следы ацетоиндиацетила и этанола. Во время созревания сыра штаммы Lb. casei могут метаболизировать широкий спектр аминокислот, например метионин, лейцин и аспарагиновую кислоту, которые могут превращаться в серу, спирт, альдегид и диацетил. Все эти соединения положительно влияют на вкус сыра.

Кроме того, Lb. casei также может участвовать в формировании сырного вкуса посредством синтеза липолитических и эстеролитических ферментов, которые отвечают за образование короткоцепочечных жирных кислот и фруктовых эфиров.

Thage и др. (2005) выделили из полутвердых сыров штаммы Lb. paracasei c выраженной АТ-активностью, затем повторно ввели их в экспериментальные сыры и получили разный уровень диацетила, образующегося во время созревания сыра.

Некоторые штаммы Lb. paracasei способны рацемизировать лактат. Процесс рацемизации и его влияние на текстуру твердого сыра подробно описаны в статье «Возможности расширения горизонтов» (журнал «Сыроделие и маслоделие» №4, 2020). Lb. plantarum, Lb. casei преобразуют L-лактат в D-лактат во время созревания. Высокий уровень соли, низкая активная кислотность, низкий окислительно-восстановительный потенциал и анаэробные условия в созревающем сыре способствуют развитию этих культур.

В портфеле компании «АлтаЛакт» есть закваска для полутвердого сыра MTHL, содержащая помимо лактококков и термофильного стрептококка лактобациллы (Lb. casei, Lb. helveticus). Также в качестве дополнительной культуры, ускоряющей процесс созревания, усиливающей сливочный вкус, предлагаем Lb. rhamnosus (RAM). Эта культура активно используется сыроделами при производстве твердых сыров типа «Грана» и не только.

На выставке DairyTech — 2023 (МВЦ «Крокус Экспо») посетители нашего стенда (А4053, павильон 1, зал 4) смогут продегустировать сыры с низкой и высокой температурой второго нагревания с использованием созревательной культуры Lb. rhamnosus (RAM).

Дополнительные культуры также могут добавляться в инактивированной форме (ослабленные обычно путем теплового или сублимационного шока, распыления, сублимационной сушки или соникации — обработки ультразвуком), которые обычно плохо растут, но являются источником ферментов в сыре. Протеолиз способствует смягчению текстуры сыра в процессе созревания за счет гидролиза казеиновой матрицы и снижения активности воды.

Протеолиз оказывает непосредственное влияние на вкус за счет образования коротких пептидов и свободных аминокислот. Основным источником протеолитических ферментов во многих сырах является коагулянт, который остался после образования сгустка. Известно, что до 30 % коагулянта, добавленного в молоко, остаются активными в сырной массе при сливе сыворотки в зависимости от типа фермента, температуры и рН.

Основная роль коагулянтов заключается в образовании сгустка. Увеличение количества коагулянта с целью сокращения продолжительности созревания нерационально, так как это приведет к увеличению количества горьких пептидов, с которыми не смогут «справиться» ферменты микроорганизмов закваски.

Один из способов ускорения созревания сыров — дополнительное внесение ферментов. Однако повышение концентрации протеазы в сыре приводит к следующим недостаткам: появление нежелательного вкуса, например, горьких пептидов; контроль созревания сыра становится более сложным, и из-за высокого содержания протеазы созревшие сыры быстро перезревают. То есть период, в течение которого сыр можно употреблять в пищу, сокращается, и поэтому такие сыры должны быстро реализовываться. Пищевые протеиназы нашли применение при производстве модифицированных сыров, используемых в плавленых сырах для создания текстуры и вкуса.

Температура созревания имеет решающее значение для характеристик готового сыра, поскольку постоянная температура обеспечивает наилучшее качество созревания. Следовательно, повышение температуры созревания сопряжено с риском того, что сыр будет иметь характеристики, отличные от желаемых.

Существует еще один способ ускорения созревания сыра, согласно которому подвергают ультразвуковому воздействию не заквасочные культуры, а непосредственно сам сыр. Утверждается, что этот метод приводит к тому, что ультразвук вызывает разрушение клеточных мембран бактерий с высвобождением среди прочего эндоферментов, которые увеличивают скорость созревания. Таким образом получают повышенную концентрацию ферментов.

Jann Hau и др. разработали уникальный способ, позволяющий ускорить созревание сыра. Продукт на отдельных этапах созревания помещают в электрическое поле, направление которого изменяется с постоянной или переменной частотой. Предполагается, что ускоряющий эффект обусловлен тем, что заряженные протеазы и пептиды сыра перемещаются в электрическом поле иначе, чем стационарная интегральная казеиновая сеть. Когда эта обработка в электрическом поле будет прервана, миграция протеаз и пептидов снова будет происходить путем чистой диффузии и скорости созревания. Остальные условия (температура, относительная влажность воздуха, состав сыра, уход и т. д.) при ускоренном способе могут быть такими же, как и при обычном созревании. Также нет разницы между пептидами продукта, образованными во время ускоренного и обычного созревания.

Ускоряющий эффект зависит от напряженности электрического поля, вида сыра и частоты изменения направления поля. Напряженность поля может быть в диапазоне от 0,05 до 10 В/см, зависит от вида сыра и желаемого ускоряющего эффекта. Как правило, чем больше напряженность поля, тем больший ускоряющий эффект достигается. Максимальная напряженность поля зависит от того, можно ли устранить тепло, выделяемое в теле сыра, чтобы избежать нежелательного повышения температуры. Частота смены направления поля может составлять от 0,1 с до 24 ч. При изменении направления поля достигают того, что на электродах не теряются пептиды, аминокислоты, протеазы, соли или любые другие заряженные частицы и не происходит неравномерного распределения указанных веществ в сыре.

Пределы частоты определяются тем обстоятельством, что, с одной стороны, она должна быть настолько высокой, чтобы не вызывать потери на электродах и не возникала неоднородность, а с другой — настолько низкой, чтобы пептиды и протеазы имели возможность мигрировать. Таким образом, чем выше напряженность поля, тем выше может быть частота.

Одинаковое ускорение созревания по всей массе сыра достигается путем обеспечения постоянной напряженности поля в любой плоскости, перпендикулярной электрическому полю в головке сыра.

Напряженность поля обеспечивается посредством двух противоположно расположенных электродов по обе стороны головки сыра, при этом к электродам приложена разность потенциалов. Направление поля меняется за счет изменения потенциалов электродов. Предпочтительно, чтобы электроды находились в контакте со всей поверхностью сыра. Возможен вариант, когда несколько сырных голов накладываются друг на друга и между ними попеременно вставляются положительные и отрицательные электроды. Это обеспечивает более однородное созревание (патент US 4851236, 1989 г.).

В настоящее время специалисты компании «АлтаЛакт» проводят исследования по влиянию комплекса микроэлементов на процесс созревания сыра. Положительные результаты подтверждены промышленными выработками сыров с высокой температурой второго нагревания на ряде предприятий в различных регионах страны. Более подробную информацию об использовании комплекса микроэлементов, образцы пищевой добавки можно получить в офисе компании.