Какие бактерии содержатся в сыре
МИКРОБИОЛОГИЯ СЫРА
Автор: Л. Воробьева
Статья на заметку
СЫР — любимая еда большинства людей планеты. Во Франции, например, где производится его свыше 300 сортов, говорят: «десерт без сыра, что девушка без улыбки». А в столице Канады Оттаве этому продукту установлен памятник, в Западной Европе ему посвящают международные научные симпозиумы. Весьма популярен и востребован он и в нашей стране.
Полагают, что сыроделие возникло на Среднем Востоке. Жители, населявшие долину Тигра и Евфрата, были в основном кочевниками. Перемещаясь в поисках воды и новых пастбищ для скота, они носили с собой молоко в своеобразных мешках из желудков свежеубитых овец. Сочетание природной микрофлоры в этом продукте и сычужного реннина — фермента желез желудка животного, ставшего тарой, а также жаркий климат способствовали образованию некой съедобной массы, которая в конечном счете приобрела признаки современного сыра. Если исходить из того, что овец одомашнили, скажем, в Иране 9 тыс. лет до н.э., то можно вполне справедливо считать: некоторые сорта этого молочнокислого продукта появились уже в ту пору. Технология их производства постепенно перекочевала в Южную и Центральную Азию, в северную часть Средиземноморья, а затем и в Западную Европу.
Сыр представляет собой концентрированную форму двух главных компонентов молока — жира и казеина (сложного белка), но получить его можно лишь при обязательном участии бактерий и поваренной соли. Вариации этих составляющих, а также конкретные условия производства позволяют изготавливать различные сорта сыров. Однако молоко должно быть биологически полноценным, содержать витамины, микроэлементы, полипептиды, аминокислоты. В нем не могут присутствовать антибиотики, лейкоциты, антитела. Для производства, допустим, сыра марки Советский его пастеризуют в течение 20-25 с при температуре 71 -72 °С, что убивает вегетативные клетки микроорганизмов, но споры, в частности вредителей сыров, сохраняют жизнеспособность. Они выделяют масляную кислоту и много газов. Избыточное образование последних приводит к вспучиванию массы, возникновению трещин и в конечном счете к порче сыра.
Пастеризованное молоко охлаждают до 8-10°С, вносят в него закваску, а через 30 мин — реннин. Последующий промежуток времени (10-14 ч) — стадия созревания. Именно тогда бактерии сбраживают лактозу, превращая ее в молочную кислоту. В результате гидрофильные свойства казеина снижаются. Под действием реннина он выпадает в осадок и при подогревании отделяется от сыворотки. Образовавшаяся сырная масса в формовочных аппаратах превращается в пласт. Его разрезают на куски необходимого размера и помещают в солильные камеры. От содержания NaCl зависит достижение всех органолептических свойств: вкус, аромат, консистенция (степень густоты), рисунок и др.
Затем продукт обсушивают, покрывают специальным восковым составом и помещают в камеры созревания. Здесь гибнут миллионы молочнокислых бактерий, присутствующих в исходном субстрате. В ходе данного процесса высвобождается множество внутриклеточных ферментов. В сочетании с реннином и молочными катализаторами они воздействуют на жиры, белки и углеводы. В результате их расщепления накапливаются органические вещества — пептиды, аминокислоты, амины, участвующие в создании органолептических свойств сыра. Сладкий его вкус определяют такие аминокислоты, как аланин, глицин, пролин. Горький — лейцин, изолейцин, гистидин, лизин. Глутаминовая кислота обладает бульонным вкусом.
В продукте низкого качества — больше горьких органических соединений. И наоборот, в престижных сортах их намного меньше: в Швейцарский и Советский сыры вклад в аромат вносит аминокислота — пролин, в Чеддер и Российский — альдегид-метионал. А приятный запах Рокфора в значительной мере связан с образованием метилкетонов, возникающих при микробном окислении жиров. Кстати, если созревание сыра должным образом контролируют, то последние подвергают частичному гидролизу липазами (специальными ферментами) молока и микроорганизмов. При этом освобождаются каприловые, каприновые, капроновые химические соединения, придающие сырам привлекательный запах. Главные летучие их кислоты — пропионовая и уксусная. Они и обусловливают острый вкус продукта, конечно, если в состав закваски включаются еще и пропионовокислые бактерии.
И вообще, процессы окисления и брожения в производстве сыров играют решающую роль. С древних времен, как отмечалось выше, для этого используют молочно-кислые бактерии (их называют еще одомашненными). Они вместе с сычужным ферментом участвуют в расщеплении составных компонентов молока, жиров, подавляют развитие в субстрате посторонней микрофлоры. Молочно-кислые бактерии — гомолактатные, сбраживающие углеводы с образованием только молочной кислоты. Однако в процессе этого брожения выход энергии очень незначителен, т.е. меньше, чем у других одноклеточных организмов. Поэтому для получения приемлемого результата им приходится окислять большое количество лактозного субстрата.
Кстати, гомолактатные бактерии представляют нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта людей, служат основой многих пробиотических препаратов. Их штаммы — антагонисты патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Гомолактатные бактерии используют прежде всего в заквасках для производства сыров, молочной кислоты, пищевого консерванта — низина.
Важную роль в процессах брожения играют и пропионовокислые бактерии — рекордсмены в образовании витамина В12. Они обусловливают острый вкус и общий рисунок лучших сортов сыра, продуцируют участвующие в формировании его аромата соединения (ацетоин, диацетил, диметил сульфид, ацетальдегид), кроме того, одни из немногих, способные сбраживать молочную кислоту как энергетическую основу закваски.
Впрочем, в функциональном отношении пропионовые и молочнокислые бактерии — взаимно полезны. Первые получают субстрат, обеспечивающий им селективные условия жизнедеятельности, вторые, как оказалось, добывают при этом дополнительную энергию, в результате значительно увеличивается их рост. Однако пропионовые бактерии уживаются не со всеми штаммами молочно-кислых. По данным Всероссийского научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности (Алтайский филиал) из 22 штаммов молочно-кислых бактерий 9 выступили антагонистами пропионовых. Не случайно специалисты все больше склоняются к использованию многоштаммовой сухой закваски с участием вторых, поскольку газо- и кислотообразующая активность их увеличена, что дает высокий экономический эффект.
Еще одна важная задача управления технологией сыроделия — ограничение роста микрофлоры, вызывающей дефекты продукта. Виновником его порчи обычно выступают возбудители масляно-кислого брожения. Не так давно под руководством доктора биологических наук Льва Остроумова (Всероссийский научно-исследовательский институт маслодельной и сыродельной промышленности) разработан эффективный способ ингибирования (замедления) данного процесса путем подбора некоторых молочнокислых бактерий — антагонистов таких возбудителей.
Значение бактерий в созревании сыра трудно переоценить. Порой оно протекает при участии микроскопических грибков, рост которых происходит по всей толще продукта, например, в сорте Рокфор. Название свое он получил от одноименной деревни (близ Гренобля, Франция), где изготовляют сыр из овечьего молока. Созревание продукта происходит в гротах и пещерах, там гуляет холодный и влажный воздух, а температура не превышает 10 °С. После поселки сырную массу заражают спорами грибка и протыкают стальными иглами, что увеличивает поступление воздуха в заготовку и способствует образованию в ней протеолитических (каталитических) ферментов, сильно размягчающих ее и гидролизирующих жиры. При этом выделяются кислоты, придающие продукту соответствующий аромат. Созревает Рокфор в течение нескольких месяцев.
Аналогично готовят закваску и для сыра марки Камамбер. Кроме спор грибка, в нее включают молочнокислые стрептококки. После завершения роста микроорганизмов здесь развиваются слизеобразующая Bacterium Linens и особые дрожжи; они также размягчают сыр и наделяют его приятным запахом.
Разнообразные исследования в сфере сыроделия ведут и другие отечественные ученые. Так, доктор биологических наук Михаил Данилов (Восточно-Сибирский государственный технологический университет, Улан-Удэ) предложил производить мягкий сыр с использованием комбинированной закваски, включающей, кроме молочнокислых микроорганизмов, культуры бифидобактерий, сохраняющие высокую биохимическую активность на всех этапах изготовления продукта.
В свою очередь, сотрудник Кемеровского технологического института пищевой промышленности Ирина Смирнова разработала основы создания нового вида мягкого сыра. Его суть — в термокислотном свертывании обезжиренного молока, нормализованного подсырными сливками. Она обратила внимание на то, что при изготовлении сыров из молочных белков используется главным образом казеин, другие же аналогичные полезные вещества переходят в сыворотку. Стремясь поставить их на службу, она предложила осуществить термокислотную коагуляцию (свертывание) молока с применением пищевых кислот при температуре 65-95°С. Включение в процесс производства продукта подсырных сливок увеличило содержание в нем ненасыщенных жирных кислот.
Немало и других новшеств совершенствования технологий изготовления сыра предложены отечественными специалистами. Их исследования будут продолжаться, ибо спрос на этот благородный продукт не прекращается.
Лена ВОРОБЬЕВА, доктор биологических наук, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
К разделу: Применение пропионовокислых бактерий в сыроделии
См. также: Пропионовокислые бактерии. Сыроделие (в разделе «Свойства и биотехнологический потенциал ПКБ»)
Это интересно:
Изготовление традиционного Швейцарского сыра
См. дополнительно:
Бифидо- и пропионовокислые бактерии в производстве мягких сыров
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСКАХ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ МЯСОПРОДУКТОВ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ СОРТОВ СЫРА
- МИКРОБИОЛОГИЯ СЫРА
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
- ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ДОМАШНИХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ДОМАШНЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ХЛЕБА
- БИФИДОБАКТЕРИИ
- ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
- БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ЗАКВАСОК
- ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Будьте здоровы!
Наши партнеры:
ВВЕДЕНИЕ
Сыр- любимая еда большинства людей планеты. Во Франции, например, где производится его свыше 300 сортов, говорят: «десерт без сыра, что девушка без улыбки». А в столице Канады Оттаве этому продукту установлен памятник, в Западной Европе ему посвящают международные научные симпозиумы. Весьма популярен и востребован он и в нашей стране.
Полагают, что сыроделие возникло на Среднем Востоке. Жители, населявшие долину Тигра и Евфрата, были в основном кочевниками. Перемещаясь в поисках воды и новых пастбищ для скота, они носили с собой молоко в своеобразных мешках из желудков свежеубитых овец. Сочетание природной микрофлоры в этом продукте и сычужного ренина – фермента желез желудка животного, ставшего тарой, а также жаркий климат способствовали образованию некой съедобной массы, которая, в конечном счете, приобрела признаки современного сыра. Если исходить из того, что овец одомашнили, скажем, в Иране 9 тыс. Лет до н.э., то можно вполне справедливо считать: некоторые сорта этого молочно-кислого продукта появились уже в ту пору. Технология их производства постепенно перекочевала в Южную и Центральную Азию, в Северную часть Средиземноморья, а затем и в Западную Европу.
Сыр представляет собой концентрированную форму двух главных компонентов молока – жира и казеина (сложного белка), но получить его можно лишь при обязательном участии бактерий и поваренной соли. Вариации этих составляющих, а также конкретные условия производства позволяют изготавливать различные сорта сыров. Однако молоко должно быть биологически полноценным, содержать витамины, микроэлементы, полипептиды, аминокислоты. В нем не могут присутствовать антибиотики, лейкоциты, антитела.
1 ЗНАЧЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В СЫРОДЕЛИИ
Формирование каждого вида сыра обуславливается качественным и количественным составом микрофлоры.
В формировании твердых сыров принимают участие ферментные системы молочнокислых стрептококков и палочек, а также пропионовокислых бактерий. Эти микроорганизмы обладают протеолитическими и липолитическими свойствами.
Молочнокислые бактерии благодаря образованию молочной кислоты, медленному и ограниченному расщеплению белка, а также минимальному расщеплению жира значительно влияют на консистенцию, вкус и запах сыра.
Пропионовокислые бактерии образуют витамин В12, пропионовую кислоту, пропионат кальция и пролин, что способствует улучшению вкуса сыра.
На поверхности некоторых твердых и мягких сыров с желто-коричневой слизью обнаруживают большое количество микроорганизмов. Наряду с дрожжами в слизи находятся пигментообразующие бактерии (Brevibacteriumlinens). Кроме того, при выработке этих сыров используют плесени рода Penicillium как на корке, так и внутри сыра.
Используют в качестве заквасочных микроорганизмов некоторые штаммы энтерококков, которые расщепляют белок, освобождая определенные аминокислоты и влияя таким образом на качественный состав свободных аминокислот в сыре. Однако имеются данные, что энтерококки могут вызывать пищевые токсикоинфекции. Они являются также возбудителями некоторых пороков сыра.
Технически вредными микроорганизмами в сыроделии являются маслянокислые бактерии, кишечные и флюоресцирующие палочки, плесени и гнилостные микроорганизмы.
2 РАЗВИТИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВЫРАБОТКЕ СЫРА
Технология сыров включает следующие основные операции: созревание и пастеризацию молока, подготовку к свертыванию и свертывание молока, обработку и второе нагревание сгустка, формование, прессование, посолку и созревание сыра.
Все технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разная степень зрелости молока, температуры свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и т.п.), предназначены для создания оптимальных условий развития определенных групп микроорганизмов.
2.1 Созревание молока
Свежевыдоенное молоко нельзя перерабатывать в сыр, так как оно плохо свертывается под действием ферментов и, находясь в бактерицидной фазе, представляет собой неблагоприятную среду для развития молочнокислых бактерий. Поэтому при выработке сыров молоко подвергают предварительному созреванию, то есть выдержке с использованием закваски и без нее.
С внесением закваски в пастеризованное молоко добавляют 0,5 – 0,8 % чистых культур молочнокислых стрептококков и 0,1 – 0,3 % палочек, выдерживают при температуре 20 – 22º С до определенной кислотности.
Без закваски свежее молоко созревает при температуре 10 — 12º С в течении 10 – 15 ч.
При выработки сыра используют не только молоко, которое подвергали созреванию, но и смесь несозревшего и зрелого молока. Зрелое молоко обычно добавляют к свежему в количестве от 15 до 40 %. Если зрелое молоко не используют немедленно, то его охлаждают и хранят при температуре 8 º С.
Для выработки различных сыров требуется молоко неодинаковой степени зрелости. В зрелом молоке, подготовленном для производства сыра, должно содержаться от 3 до 15 млн клеток в 1 см3 молочнокислых бактерий.
2.2 Подготовка молока к свертыванию
При подготовке молока к свертыванию в него вносят бактериальную закваску.
В отличие от заквасок для кисломолочных продуктов и масла все штампы закваски для сыров должны обладать протеолитической активностью, то есть способностью разлагать белок. Кроме того, при составлении заквасок необходимо принимать во внимание не только принадлежность молочнокислых бактерий к тому или иному виду, но и свойства отдельных штаммов. Для получения одинаковых по качеству сыров необходимо учитывать также способность штамма накапливать свободные аминокислоты, характерные для данного вида сыра.
В сыроделии используют многоштаммовые закваски для двух групп сыров: мелких и крупных. Желательно для каждого вида сыра иметь свою отдельную закваску.
Для мелких сыров с низкой температурой второго нагревания в закваску вводят в качестве основного бактериального фона несколько штаммов Las. Lastis, Las. Cremoris, а в качестве обязательных компонентов – ароматобразующие бактерии Las. Diacetylastis, Leu. Dextranicum.
Для крупных сыров с высокой температурой второго нагревания применяют обычно две закваски: первую составляют так же, как и для мелких сыров, а вторую – из термофильных молочнокислых палочек и термофильных стрептококков. Помимо этого прибавляют культуры пропионовокислых бактерий.
При производстве мягких плесневых сыров помимо молочнокислых мезофильных стрептококков используют плесень Penicillium album u Penicillium candidum. При этом конидии плесеней наносят на поверхность сыра путем орошения.
Закваска для твердыхсыров со слизевой поверхностью состоит из мезофильных молочнокислых стрептококков. Однако в созревании данных сыров важную роль играет микрофлора слизи поверхности сыра, которую составляют Brevibacterium linens, плесени, спорообразующие молочные дрожжи и дрожжи рода Mycoderma.
2.3 Свертывание молока
Сыры, приготовляемые свертыванием молока сычужным ферментом, называют сычужными в отличие от кисломолочных, при выработке которых сгусток образуется под влиянием молочной кислоты, выделяемой при молочнокислом брожении. Применяют главным образом сычужное свертывание молока. Продолжительность свертывания при выработке всех сычужных сыров составляет от 20 до 60 мин, а для большинства видов – от 30 до 40 мин.
Для ускорения свертывания молока его нагревают до 32 – 350 С, а пастеризованное молоко охлаждают до этой температуры. При этом быстро размножаются мезофильные молочнокислые бактерии, увеличивается кислотность молока и ускоряется его свертывание, так как оптимальным значением рН для действия сычужного фермента является 5,9 – 6,0.
2.4 Обработка сгустка и второе нагревание
Сгусток обрабатывают в целях частичного удаления сыворотки и создания оптимальных условий для развития микробиологических и биохимических процессов в сгустке, зерне и сыре в первый период его созревания. Процесс выделения сыворотки сгустком называют синерезисом.
Для ускорения и более полного выделения сывортки сгусток разрезают, вымешивают полученное сырное зерно и вторично нагревают.
Особенно сильно развивается молочнокислое брожение в зерне сыра и гораздо слабее – в сыворотке. Зерно обогащается микробами, которые захватываются белком при свертывании молока.
Для более полного удаления сыворотки проводят второе нагревание сырной массы при низкой температуре 40 – 430 С (для мелких сыров) или при высокой температуре 56 – 600 С (для крупных сыров).
2.5 Формование и прессование сыра
Сырам придают определенную форму, соответствующей тому или иному виду.
Прессованием удаляют остатки сыворотки и добиваются определенной плотности сыра. Продолжительность прессования 2 – 3 ч.
Во время формования и прессования в сырной массе продолжаются процессы брожения молочного сахара с постепенным нарастанием кислотности и дальнейшего обезвоживания сырной массы и одновременным ее уплотнением.
Важным фактором, влияющим на качество сыра в эти периоды, является температура в сырной массе.
Во время прессования и самопрессования сыра производится удаление излишков сыворотки, прессование сыра происходит под действием внешнего давление, а самопрессование — под действием веса сыра. Прессование сыра производится в специальных формах, сначала используются минимальные нагрузки, постепенно увеличивающиеся до максимального значения, время прессования определяется для отдельных видов сыра. Большое значение в процессе прессования сыра имеет температура сырной массы, оптимальная температура воздуха в помещении — 18-20°С.
2.6 Посолка сыра
Созреванию сыра и созданию его вкусового букета способствует посолка. Процесс этот необходим для сыра, как и для любого пищевого продукта, потому что раствор соли положительно воздействует на микробиологические процессы – они продолжают развиваться, а попавшая в сырную массу вредная микрофлора подавляется.