Воробьева Л. Микробиология сыра
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 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. 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 молочно-кислых 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 — пропио-новая и уксусная. Они и обусловливают острый вкус продукта, конечно, если в состав закваски включаются еще и пропионово-кислые 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 пропионово-кислые 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 молочно-кислые 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 много-штаммовой 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 молочно-кислых 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 протео-литических (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 молочно-кислых 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.
Затем продукт обсушивают, покрывают специальным восковым составом и помещают в камеры созревания. Здесь гибнут миллионы молочно-кислых 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 — пропио-новая и уксусная. Они и обусловливают острый вкус продукта, конечно, если в состав закваски включаются еще и пропионово-кислые 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 пропионово-кислые 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 молочно-кислые 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 много-штаммовой 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 молочно-кислых 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 протео-литических (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 молочно-кислых 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
Достоевский 
