Формирование вкусового профиля голубых сыров

В большом разнообразии сыров особую группу представляют голубые сыры, созревающие при участии специальным образом отобранных плесневых грибов вида Penicillium roqueforti, принадлежащих к классу мицелиальных грибов.

Pen. roqueforti [1-4] образует споры, окрашенные, в зависимости от штамма, в серый, зеленоватый или голубоватый цвет. Споры густо покрывают приземистый мицелий, отчего вся колония приобретает зеленовато-голубоватое или сероватозеленоватое окрашивание. Плесневая культура Pen. roqueforti может развиваться при малой концентрации кислорода (до 5 %). Поэтому она достаточно хорошо растет внутри сырной массы голубых сыров, при созревании которой содержание кислорода быстро снижается, а содержание углекислоты возрастает. Эти условия неблагоприятны для всех плесеней, но на Pen. roqueforti они действуют в меньшей степени, чем на другие виды плесеней. Ограничение доступа кислорода является своего рода селекционирующим фактором, исключающим развитие других видов плесени и способствующим развитию только желаемого вида Pen. roqueforti.

Созревание сыра ‒ это сложный и длительный процесс, протекающий под влиянием комплекса физико-химических, биохимических и микробиологических факторов. В зависимости от используемой микрофлоры, условий и продолжительности созревания формируется уникальное для каждого вида сыра сочетание вкуса, аромата, консистенции [5].

Специфика созревания голубых сыров заключается в комплексном воздействии на составные части сырной массы (белок, жир, лактозу) набора ферментов, выделяемых как заквасочными микроорганизмами ‒ молочнокислыми бактериями, так и плесневыми грибами Pen. roqueforti [6].

Свежевыработанный голубой сыр имеет плотную, крошливую консистенцию и кислый вкус. В процессе созревания сыра в толще сырной массы и на ее поверхности происходит развитие колоний благородной плесени Pen. roqueforti, которая, обладая мощным ферментативным аппаратом, ведет активную трансформацию исходного белка в водорастворимые азотистые соединения (пептоны, пептиды и свободные аминокислоты), гидролиз молочного жира, образование других соединений с низким вкусовым порогом (жирных кислот, вторичных спиртов, эфиров, альдегидов и метилкетонов), принимающих участие в формировании специфического вкуса, аромата и консистенции голубых сыров [7].

Таким образом, благодаря Pen. roqueforti голубой сыр приобретает специфические органолептические свойства: хорошо выраженный сырный, острый, перечный, грибной вкус и аромат, нежную, маслянистую консистенцию.

Мониторинг плесневых культур различных производителей, присутствующих на российском рынке: Chr. Hansen (Дания), Danisco (Франция), Sacco (Италия), показал, что среди плесневых культур вида Penicillium roqueforti высокой и средней протеолитической активностью обладает до 40 % из всего ассортимента культур; низкой ‒ около 20 %. По липолитической активности доля Penicillium roqueforti с высокой активностью составила около 25 %, с низкой – около 10 %. Остальная доля приходится на культуры со средней активностью (около 65 %).

В связи с вышеизложенным целью научных экспериментов было установить влияние плесневых культур Penicillium roqueforti, отобранных по протеолитической и липолитической активности, на специфику протекания протеолитических и липолитических процессов в сырной массе голубых сыров и формирование органолептических показателей голубых сыров из коровьего молока.

Объекты и методы исследования

Для решения поставленных задач применяли следующие методы исследований: определение общего азота по ГОСТ Р 54662-2011 «Сыры и сыры плавленые. Определение массовой доли белка методом Кьельдаля»; определение массовой доли растворимого азота ‒ методом Кьельдаля по МВИ ВНИИМС (свидетельство № 1-01-16-90); определение массовой доли растворимого небелкового азота ‒ методом Кьельдаля по МВИ ВНИИМС (свидетельство № 1-02-36-93), определение кислотность жировой фазы ‒ титриметрическим методом по МВИ ВНИИМС (свидетельство № 2-02-12-03).

Для экспериментальных выработок голубых сыров использовали мезофильную лактококковую заквасочную микрофлору и плесневую микрофлору Pen. roqueforti различных штаммов, обладающих разной протеолитической и липолитической активностью ( табл. 1 ).

Таблица 1 ‒ Исследованные штаммы плесневой культуры Pen. roqueforte

Варианты опыта	Штамм Pen. roqueforte	Протеолитическая активность	Липолитическая активность
1 вариант	РА, Danisco	средняя	средняя
2 вариант	PV, Danisco	высокая	высокая
3 вариант	PJ, Danisco	низкая	высокая
4 вариант	PR-1, Chr. Hansen	низкая	средняя
5 вариант	PR G-3, Chr. Hansen	высокая	высокая

Протеолитическая активность плесневых культур Pen. roqueforte варьировала от низкой до высокой; липолитическая – от средней до высокой; скорость роста – от умеренной до быстрой.

Голубые сыры были выработаны по [8] со следующими физико-химическими показателями после самопрессования: массовая доля жира в сухом веществе – (50,0±1,6) %, массовая доля влаги – (48,0±1,0) %, активная кислотность сырной массы – (4,80±0,05) ед. рН. Сыр созревал на первом этапе в течение 30 сут при температуре 8-9 °С и далее выдерживался при температуре 2-4 °С до конца созревания (до 60 сут) и хранения (до 120 сут).

Результаты исследований

В голубых сырах были исследованы растворимые азотистые соединения, как вещества, характеризующие интенсивность распада белковой молекулы.

Общий уровень растворимых азотистых соединений (степень протеолиза) характеризует интенсивность выраженности сырного вкуса и является отражением «ширины» протеолиза. Степень протеолиза выражали отношением растворимого азота к общему, взятому в процентах [1, 9].

На рисунке 1 представлены экспериментальные данные по степени протеолиза в голубых сырах.

а) средние значения с 30 по 60 сут

б) средние значения с 60 по 90 сут

Рис. 1. Динамика протеолиза сырной массы в процессе созревания

в) средние значения

с 90 по 120 сут

В число небелковых растворимых азотистых соединений входят короткоцепочечные пептиды, аминокислоты, амины. Они характеризуют «глубину» протеолиза или интенсивность выраженности специфического вкуса данного вида сыра [12]. «Глубину» протеолиза оценивали по изменению содержания растворимого небелкового азота к общему растворимому азоту, выраженному в процентах [1, 9].

Динамика небелкового азота в процессе созревания и хранения («глубина» протеолиза) голубых сыров представлена на рисунке 2 .

а) 60 сут

в) 120 сут

б) 90 сут

Рис. 2. Динамика небелкового азота по отношению к общему растворимому в процессе созревания и хранения

Изучение протеолитических процессов при созревании голубого сыра показало следующее. Во всех вариантах опыта степень протеолиза (см. рис. 1) увеличивалась за весь период наблюдений, но это увеличение не было равномерным.

До 60 сут созревания между вариантами опыта были установлены значимые различия в степени протеолиза для сыров, изготовленных с плесневыми культурами Pen. roqueforti с высокой и низкой протеолитической активностью. Разница между средними крайними значениями (максимальным и минимальным) была существенной и составляла около 34 %.

Между культурами со средней (1 вариант) и низкой (3, 4 варианты) заявленной протеолитической активностью разница в степени протеолиза была незначи- мой за весь период наблюдений.

Средние значения степени протеолиза сыров 2-го и 5-го вариантов, выработанных с культурами с заявленной высокой протеолитической активностью, продемонстрировали таковую и составили 56 % до 60 сут созревания. Это превышает уровень протеолиза сыров вариантов 1, 3, 4 с заявленной средней и низкой протеолитической активностью (средние значения степени протеолиза 42 %) в 1,33 раза.

В период хранения до 120-суточного возраста степень протеолиза в сырах 2-го и 5-го вариантов продолжала увеличиваться, но с меньшей скоростью, в среднем на 7 % в каждый последующий месяц.

В сырах 1, 3, 4-го вариантов степень протеолиза за время хранения до 90-сут возраста увеличилась, в среднем в 1,4 раза и составила (59,0±1,2) %. Последующее хранение сыров этих вариантов до 120-сут возраста показало снижение интенсивности протеолитических процессов, прирост степени протеолиза составил только в среднем 4,5 %.

К концу периода хранения сыров (120 сут) между всеми вариантами опыта разница в степени протеолиза была незначимой. Средние значения степени протеолиза составили 64,5 %.

Характер изменения небелковых азотистых соединений по отношению к растворимому азоту во всех сырах ( рис. 2 ) имеет тенденции, идентичные динамике степени протеолиза, их количество возрастает в процессе созревания и хранения. При этом динамика изменений небелкового азота демонстрирует зависимость от протеолитической активности используемой плесневой культуры и сохраняет эту зависимость, в отличие от степени протеолиза, до конца периода наблюдений.

К концу периода созревания (в 60 сут) массовая доля небелковых азотистых веществ по отношению к общему растворимому азоту составила от 30 до 55 %. При последующем хранении сыров происходило дальнейшее накопление небелковых азотистых веществ. К 120 суткам их количество увеличилось в 1,5‒2,7 раза в зависимости от штамма плесневой культуры и составило от 74 до 85 %.

Жировая фаза каждой группы сыров характеризуется определенным содержанием свободных жирных кислот (СЖК). СЖК, образующиеся при ферментативном гидролизе жира (липолизе), существенно влияют на вкус и аромат продукта [10, 11]. Недостаточная выраженность сырного вкуса, как правило, коррелирует с низкими значениями коэффициента липолиза (отношение доли СЖК к общему количеству жира в продукте) и низкой кислотностью жировой фазы.

Результаты измерения кислотности жировой фазы опытных сыров, отражающей количество СЖК в сырной массе, в процессе созревания и хранения приведены на рисунке 3 . Средние значения кислотности жировой фазы опытных сыров по вариантам за весь период наблюдения представлены на диаграмме ( рис. 4 ).

Рис. 3. Динамика кислотности жировой фазы голубых сыров в процессе созревания и хранения

Рис. 4. Средние значения кислотности жировой фазы за весь период наблюдения

Приведенные данные показывают (см. рис. 3), что различия в изменении кислотности жировой фазы сыров, изготовленных с различными штаммами Pen. roqueforti, начинаются после 30 сут созревания. Максимальные значения кислотности жировой фазы в сырах наблюдаются в период от 60 до 90 сут.

В сырах 1-го и 5-го вариантов максимальное значение кислотности жировой фазы наблюдалось в 60 сут, затем произошло уменьшение значения на 25 и 40 %, соответственно. В сырах 2-го и 3-го вариантов максимум был достигнут в 90 сут, дальнейшее снижение составило 26 и 27 % соответственно.

В сырах 4-го варианта от начала и до конца наблюдений произошло небольшое повышение кислотности жировой фазы, в среднем на 12 %.

Тенденция к снижению кислотности жировой фазы, по всей видимости, связана с образованием метилкетонов из СЖК и означает детоксикацию среды от ингибиторов, которые представлены СЖК. Образование метилкетонов является метаболическим путем для Pen. roqueforti, которую отличает наличие ферментной системы ‒ β-кетоацилдекарбоксилазы, способной декарбоксилировать промежуточные β-кетоновые кислоты, образующиеся из СЖК, с образованием метилкето-нов [3, 6].

Было установлено (см. рис. 4), что для плесневых культур с заявленной высокой липолитической активностью различия в уровне кислотности жировой фазы были значительные и составили ~ 20 %.

Оценка вкуса голубых сыров по 10-балльной системе приведена в таблице 2 . Оценки консистенции сыров по 3-балльной системе приведены в таблице 3 . Сенсорные профилограммы вкуса голубых сыров в возрасте 60 сут и 120 сут составлены на основании данных таблицы 2 и представлены на рисунках 5, 6 .

Результаты органолептической оценки голубых сыров (см. табл. 2-3, рис. 5-6) показывают зависимость вкуса и консистенции сыров, выработанных по одной технологии, от штамма плесневой культуры Pen. roqueforti и от уровня липолитических и протеолитических процессов в сырной массе. В возрасте 45 сут из пяти образцов только сыр 5-го варианта обладал органолептическими характеристиками, типичными для голубых сыров (умеренно выраженный сырный, перечный, острый с наличием нежной, маслянистой консистенции) и был готов к реализации. Остальные образцы сыров (1-4 вариантов) отличались плотной или умеренно плотной консистенцией и слабовыраженным или невыраженным сырным вкусом.

В 60-сут возрасте:

• -    вкус сыров 1-го варианта характеризовался от слабого до умеренно выраженного сырного с наличием оттенков, присущих голубым сырам – острым и перечным, с наличием легкой горчинки. Протеолитические и липолитические «ноты» равные, нет «доминирующих» оттенков, вкус достаточно гармоничный. Консистенция этих сыров, при наличии маслянистости и творожистости, была недостаточно равномерной;

• -    сыры 2-го варианта приобрели умеренно выраженный сырный вкус с наличием остроты и перечности, вкусовой букет охарактеризован как яркий, с наличием небольшой горчинки. Консистенция этих сыров была умеренно маслянистая, слегка творожистая, кремовая;

• -    составляющие вкуса сыров 3-го варианта были слабо выражены, при этом присутствовала умеренная горчинка, консистенция сыров была излишне плотная;

• -    общая интенсивность и гармоничность вкуса сыров 4-го варианта не отличалась от сыров 3-го варианта, но при этом отсутствовал горький вкус при наличии достаточно выраженной острой и перечной «ноты». Консистенция этих сыров была слегка плотная, пластичная;

• -    сыры 5-го варианта отличались выраженным сырным вкусом с наличием выраженной остроты и перечности. Консистенция сыров была маслянистая, творожистая, при этом кремовая и тающая во рту.

Таблица 2 ‒ Оценка вкуса и запаха голубых сыров в процессе созревания

Варианты опыта	Возраст сыра
	60 сут							120 сут
	сырный	ам-ми-ач-ный	горький	острый, перечный	прогорклый	ин-тен-сив-ность	гар-мо-нич-ность	сырный	ам-ми-ач-ный	горький	острый, пе-реч-ный	прогорклый	ин-тен-сив-ность	гар-мо-нич-ность
1 вариант	5	1	2	4	-	5-6	7	8	4	-	4	-	6-7	6
2 вариант	8	1	3	10	-	9-10	9-10	8	1	1	8	-	9-10	9
3 вариант	3	-	4	2	-	4	4	4	-	4	2	4	5	5
4 вариант	3	1	-	4	-	4	4	7-8	1	3	7	-	8-9	8-9
5 вариант	10	2	-	10	1	10	8-9	10	4	-	7-8	-	5-6 (элементы пере-зрелого)	10

Таблица 3 ‒ Характеристика консистенции голубых сыров при созревании и хранении

Варианты опыта	Возраст сыра						Тенденции при хранении
	60 сут			120 сут
	мас-ляни-стая	творожистая	другая	сливочная, маслянистая	кре-мо-вая	пла-стич- ная
1 вариант	+	+	не равномерная	+++	++	-	Есть свободная влага на поверхности ++
2 вариант	++	+	кремовая	+++	++		Есть свободная влага ++, плесень гранулированная
3 вариант	+	+	-	+	+	+	Свободная влага отсутствует
4 вариант	+	+	пластичная	+	-	+	Свободная влага отсутствует
5 вариант	++	+++	кремовая, тающая	+++	++		Свободная влага отсутствует, плесень крупитчатая

Рис. 6. Сенсорные профилограммы вкуса голубых сыров в возрасте 120 сут

Таким образом, к возрасту 60 суток сыры 2-го и 5-го вариантов имели положительные характеристики, присущие голубым сырам и были готовы к реализации. Органолептические характеристики сыров 1-го варианта были умеренно выражены. Вкус и консистенция сыров 3-4 вариантов были недостаточны для их реализации в возрасте 60 сут.

Изучение вкуса и консистенции сыров в возрасте 120 сут показало следующее:

• -    в сырах 1-го варианта на фоне очень умеренно выраженной острой и перечной составляющей вкуса произошло развитие излишней аммиачности во вкусе сыра. Консистенция сыра была маслянистая и кремовая с наличием умеренного количества свободной влаги на поверхности сыра. Произошло «гранулирование» плесневой культуры, что может говорить о начинающихся процессах ее «деградации»;

• -    во вкусе сыров 2-го варианта заметных изменений при хранении не выявлено. При выраженной сливочной, маслянистой, умеренно кремовой консистенции отмечено «гранулирование» плесневой культуры. На поверхности сырной головки присутствовало незначительное количество свободной влаги;

• -    сыры 3-го варианта характеризовались умеренно выраженным прогорклым и горьким вкусом на фоне слабо выраженного сырного вкуса, при этом консистенция была слегка сливочная и пластичная с отсутствием свободной влаги;

• -    вкус сыров 4-го варианта в сравнении со вкусом этих сыров в 60-сут возрасте улучшился, приобрел необходимую выраженность, гармоничность и сбалансированность. Консистенция сыра была от слабо до умеренно маслянисто-пластичной, свободная влага отсутствовала;

• -    в сырах 5-го варианта сохранилась выраженность характерного вкусового букета, однако появились отдельные ноты (выраженная аммиачность, легкая нечистота), говорящие о признаках перезрелости сыра. Консистенция сыров была маслянистая, сливочная, кремовая, наблюдалось наличие крупитчатости и песчанистости в плесневой культуре, что сопровождает процессы ее разрушения. Свободная влага в этих сырах отсутствовала.

Таким образом, в возрасте 120 суток в сырах 2-го и 5-го вариантов, при хороших органолептических характеристиках, наблюдаются процессы деградации плесневой культуры. Данные сыры могут быть реализованы, но их последующее хранение должно быть сведено к минимуму. К 120 суткам сыры 4-го варианта набрали необходимые составляющие вкуса, присущие голубым сырам и демонстрировали возможность дальнейшего хранения или реализации.

Органолептическая оценка сыров 1-го варианта в этом возрасте не была сбалансированной из-за излишней аммиачности, которая не уравновешивалась продуктами липолиза, дающими острый и перечный привкус; при этом наблюдались начавшиеся процессы деградации плесневой культуры. Использование штаммов плесневых культур, применяемых для выработки сыров 1-го варианта, может быть рекомендовано в смеси с культурами, обладающими более высокой липолитической активностью, или использование технологических приемов, позволяющих активировать эту активность. Для этого варианта был характерен самый низкий уровень кислотности жировой фазы.

Вкус сыров 3-го варианта развился до умеренного, при этом не являлся сбалансированным из-за выраженной прогорклости. Использование штаммов плесневых культур, применяемых для выработки сыров 3-го варианта, может быть реко- мендовано для длительно созревающих голубых сыров или в смеси с культурами, обладающими более высокой способностью к протеолизу.

Формирование вкусового профиля сыров процесс сложный, зависящий от большого количества варьируемых факторов, требующий накопления большого количества статистического материала. Тем не менее, в результате проведенных исследований было установлено, что вкус голубых сыров по вариантам опыта менялся от мягкого без горечи до пикантного аромата с горьковатым привкусом. Консистенция сыров варьировалась от слегка плотной до сливочной и кремовой. При этом зафиксировано от полного отсутствия несвязанной влаги до появления несвязанной влаги в заметных количествах.

При общей зависимости органолептической оценки голубых сыров от уровня протеолитических и липолитических процессов в сырной массе, выявленная тенденция не была однозначной, не всегда соответствовала заявленной производителем характеристике плесневой культуры.

Заключение

Формирование специфических органолептических характеристик голубых сыров зависит от особенностей используемых штаммов плесневых грибов Pen. roqueforti

Применение штаммов Pen. roqueforti с вариабельной протеолитической и липолитической активностью позволяет регулировать процесс созревания, конструировать вкусовой профиль голубых сыров, создавать линейку продукции с учетом востребованности на рынке, повышать рентабельность производства.