Подбор ферментной системы для получения ферментно-модифицированной сырной пасты

Введение. В рационе человека, придерживающегося правильного здорового питания, важное место занимают сыры, являющиеся продуктом сложной биотехнологической переработки молока, вследствие которой происходит концентрация его основных компонентов с последующей их ферментацией. Обладая уникальными пищевыми и биологическими свойствами, сыр становится одной из основных составных частей рациона питания всех категорий населения. В первую очередь большим спросом пользуются классические натуральные сыры, имеющие хорошо развитый, выраженный, характерный для каждого вида сыра вкус и аромат. Выпуск продукции высокого качества требует высоких затрат, что, в свою очередь, отражается в высокой цене. Однако в настоящее время большим спросом пользуется молочная продукция эко-ном-класса. При производстве такой продукции производители используют обезжиренное молоко и заменители молочного жира, что является более дешевым вариантом по сравнению с натуральным молоком. Зачастую производители сырных продуктов и сыров с заменителем молочного жира сталкиваются с проблемой отсутствия сырного вкуса у сыров.

Вкус натурального сыра формируется в процессе его созревания и является результатом сложного биохимического процесса, в котором участвуют микроорганизмы закваски и ферментные системы. В частности, такие ферменты, как липаза и протеаза, расщепляют белковые и жировые части сыра, высвобождая летучие жирные кислоты, аминокислоты, которые придают сыру специфический вкус и аромат. Кроме этого, расщепление крупных белковых молекул с помощью ферментных систем повышает биологическую ценность продуктов за счет более легкой усвояемости отдельных групп аминокислот [1]. При полном отсутствии молочного жира в сыре (при замене его на растительный) не происходит накопления аромати- зирующих и вкусовых веществ, что приводит к «обесцвечиванию» сыра, он становится безвкусным, неароматным продуктом. Но вкус и аромат пищевых продуктов являются важными характеристиками, именно они и определяют выбор потребителя. Для того чтобы готовая продукция обладала вкусоароматическими характеристиками, в современной пищевой промышленности используют большой спектр вкусоароматических добавок синтетического происхождения или идентичных натуральным. В связи с тем, что все большее внимание потребителя ориентировано на здоровое питание, популярность приобретают пищевые добавки, выработанные из натурального сырья биотехнологическими методами. Оптимальной альтернативой химическим или идентичным натуральным ароматизаторам могут стать ферментно-модифицированные сырные пасты (ФМС).

Ферментно-модифицированный сыр представляет собой сырную массу, обработанную ферментами в целях образования концентрированных вкусоароматических ингредиентов сыра. Получают ФМС из свежего сырного сгустка, обработанного солями-плавителями. После пастеризации пасту обрабатывают ферментным комплексом, состоящим из протеазы, пептидазы, липазы. Для стабилизации требуемого вкуса пасту нагревают при высокой температуре и могут в дальнейшем использовать как в пастообразном, так и в сухом виде. Технология получения ФМС представлена на рисунке.

Выдержка

Сырный

сгусток

• •    Соли-плавители

• •    Протеиназы

• •    Пептидазы

• •    Липазы

• •    Время

• •    рН

• •    Температура

Корректировка состава

Технология получения ФМС

ФМС может использоваться не только в сырных продуктах [2], но и в целом спектре пищевых продуктов: сухих супах, соусах, крекерах, салатных заправках, снэках. Интенсивность вкуса и аромата ФМС приблизительно в 15–30 раз сильнее, чем у натурального сыра, и данный продукт можно использовать для имитации вкусов целого ряда сортов (Чеддер, Голубой, Пармезан, Камамбер, Гауда, Грюйер и т.д.) [3].

Цель исследования . Разработка рецептуры получения ферментно-модифицированной сырной пасты с помощью различных ферментов.

Задачи : выбор ферментных систем для получения сырного аромата, установление зависимости между интенсивностью вкуса ФМС и сроком созревания.

Объекты и методы исследования. В работе применялись следующие объекты: молоко коровье с молочной фермы «Племсовхоз Кряж» г. Самары с массовой долей белка 3,2 %, массовой долей жира 2,6 %; заквасочные культуры микроорганизмов Lactococcus lactissubsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris фирмы «Лактоферм», Италия; культуры плесени Penicillium Roqueforti PV фирмы Franz Janschitz, Австрия; панкреатин, таблетки массой

129 г с протеолитической активностью от 200 ЕД Ph. Eur., липолитическая активность 4,3 тыс. ЕД Ph. Eur.; сычужный фермент (Rennet) микробного происхождения фирмы BIOCHEM, Италия, свертывающая активность: химозин 75 %, пепсин 25 %, липолитическая активность 22,0–24,0 ед/г; жидкий козий сычужный фермент фирмы Tecnolatte, Италия, с протеолитической активностью 1: 3500 IMCU (химозина ≥ 96 %); сухой сычужный фермент химозин фирмы Tecnolatte, Италия, с протеолитической активностью 1: 100 000 IMCU (химозина ≥ 96 %); липаза телячья фирмы Сaglificio Сlerici spa, Италия.

Для приготовления образцов ФМС использовалась следующая методика. В пастеризованное молоко, охлажденное до температуры 36 °С, вводят культуры молочнокислых микроорганизмов Lactococcus lactissubsp. lactis, Lactococcus lactissubsp. cremoris и культуры плесени Penicillium Roqueforti PV. С помощью сычужного фермента получают сгусток, формируют сырное зерно размером

1,5–2 см, отпрессовывают его в формы до достижения рH=6,32. Полученный сыр измельчают на гомогенизаторе. В сырную массу вводят соль-плавитель (NaH 2 PO 4 ) 1,5 %, липазу и протеазные ферменты в массовой доле 0,2 % в четырех вариантах: 1) панкреатин; 2) жидкий микробный фермент (Rennet); 3) жидкий козий сычужный фермент; 4) сухой сычужный фермент химозин. Массу тщательно перемешивают и помещают исследуемые образцы в термостат при температуре 38 °С. Через каждые 24 часа определяют органолептические показатели образцов. По достижении максимального профиля сырного аромата образцы пастеризуют при температуре 80 °С в течение 15–20 с и хранят в темном месте при температуре ±4 °С.

Результаты исследования и их обсуждение . Внешний вид образцов и их органолептические свойства через 24 часа после выдержки в термостате приведены в таблице 1.

Таблица 1

Внешний вид и органолептические характеристики ФМС через 24 ч

Используемый протеазный фермент Панкреатин

Органолептическая характеристика

Внешний вид

Жидкий микробный фермент (Rennet)

Жидкий козий сычужный фермент

Сухой сычужный фермент химозин

Внешний вид: на поверхности выделился жир, вода отслоилась незначительно.

Аромат: запах оболочки панкреатина, химический.

Консистенция: твёрдая, творожистая

Внешний вид: на поверхности выделился жир, вода отслоилась.

Аромат: без запаха, очень слабый.

Консистенция: творожистая

Внешний вид: на поверхности выделился жир, вода отслоилась.

Аромат: сырно-молочный, голубого сыра.

Консистенция: творожистая

Внешний вид: на поверхности выделился жир, вода отслоилась.

Аромат: лёгкий сырный, запах кумыса.

Консистенция: творожистая

Как показывают данные таблицы 1, по прошествии 24 часов в образцах ФМС активно протекают липолитические и протеолитические процессы. Липолиз происходит как с участием вносимой липазы, так и собственных ли- политических ферментов культуры плесени P. roqueforti. Триглицериды молочного жира гидролизуются на моноглицериды и свободные жирные кислоты (в голубых сырах в большом количестве накапливаются масляная и среднемолекулярные летучие кислоты – капроновая, каприловая, каприновая и валериановая, которые придают им острый, перечно-пикантный вкус с легким привкусом горечи и специфический запах), обуславливающие появление сырного запаха. Интенсивность вкуса и аромата ФМС появляется лишь при условии накопления оптимальных количеств свободных жирных кислот [4]. Гидролиз белков происходит с образованием пептидов различной длины, которые затем распадаются до аминокислот, обогащая при этом продукт заменимыми и незаменимыми аминокислотами. При этом некоторые короткоцепочечные пептиды имеют ярко выраженный горький вкус, который обуславливает специфический порок вкуса недозревших сыров. С течением времени данный порок исчезает в связи с распадом горьких пептидов до аминокислот [5]. Наиболее активно процессы липолиза и протеолиза протекают в образцах № 3 и 4, поскольку аромат этих образ- цов наиболее выраженный сырный. Образец сыра №1 с панкреатином обладает наихудшим ароматом, химическим, меловым, что является следствием использования химического ферментного препарата. Стоит отметить, что выбор данного аптечного препарата в качестве протеолитического фермента продиктован широким его применением фермерами Самарской области для получения домашнего свежего сыра взамен дорогостоящих сычужных препаратов. Как показали данные исследования, применение панкреатина в производстве сыров нежелательно, так как панкреатин обладает химическим привкусом и способствует образованию горьких пептидов, что выражается в появлении горького привкуса в домашних фермерских сырах уже на второй день после выработки.

В таблице 2 представлены результаты исследования ФМС через 48 часов выдержки их при температуре 38 °С.

Внешний вид и органолептические характеристики ФМС через 48 ч

Таблица 2

Используемый протеазный фермент Панкреатин

Внешний вид

Органолептическая характеристика

Жидкий микробный фермент (Rennet)

Жидкий козий сычужный фермент

Сухой сычужный фермент химозин

Внешний вид: на поверхности – большее отслаивание жира.

Аромат: запах оболочки панкреатина, химический.

Консистенция: твёрдая, творожистая

Внешний вид: на поверхности отслаивание жира и воды.

Аромат: слабый запах сыра.

Консистенция: более упругая пастообразная

Внешний вид: на поверхности выделилось больше жира.

Аромат: сырный аромат более выражен, кислее.

Консистенция: пастообразная

Внешний вид: отслоение на поверхности жира. Аромат: сырный аромат более выражен.

Консистенция: более густая пастообразная

После 48 ч выдержки сырный аромат образцов № 3 и 4 стал более выраженным в отличие от образцов № 1 и 2. Козий сычужный фермент и телячий сычужный фермент примерно на 90 % гомологичны друг другу по составу, однако имеются отличия в действии на белковую цепочку. Большую часть данных ферментных препаратов составляет химозин, который действует избирательно на связь фенилаланин-метионин. Другим протеолитическим ком- понентом является пепсин, который не обладает избирательностью в расщеплении белков (может происходить по аминокислотам фенилаланин, тирозин, триптофан). Протеолитическую активность данных ферментных препаратов по отношению к различным видам сыра оценить достаточно трудно, пока не имеется коррелирующих данных по действию ферментов теленка и козленка на сыр из коровьего и козьего молока. Так, имеются сообщения, что каждый из этих ферментов наиболее активен в сродст-венном молоке – козий фермент для козьего молока и телячий для коровьего. Однако имеются данные, что телячий фермент свертывает козье молоко быстрее, чем козий [6]. В данном исследовании выявлено, что для получения более ароматной сырной пасты из коровьего молока наиболее предпочтителен козий фермент.

Дальнейшее выдерживание образцов приводит к ухудшению аромата и внешнего вида изделий в связи с ростом посторонней плесени на поверхности образцов.

Выводы. В результате выполнения исследования было выяснено влияние, оказываемое комплексом протеолитических препаратов на формирование органолептических свойств ФМС. Для получения сырного аромата голубого сыра в виде ФМС были выбраны следующие условия:  использование комплекса протеолитических ферментов коммерческого козьего сычужного ферментного препарата; созревание ФМС при температуре 38 °С в течение 48 ч.