Изготовление
  домашнего сыра:
 

  * Козий сыр


 

Применение других молокосвертывающих ферментов

автор: admin | 11-11-2011, 23:18 | Просмотров: 12652
Молокосвертывающие препараты являются необходимым компонентом производства натуральных сыров. Дефицит сычужного фермента, сложившийся к середине 1970-х годов в странах развитого сыроделия Европы, Новой Зеландии, Австралии, США, России и др. обусловил поиск нетрадиционных источников сырья для производства молокосвертываюших препаратов — заменителей сычужного фермента — эталона для производства сыров. При их поиске исследователи исходили из следующих критериев: заменители сычужного фермента должны обладать рядом физико-химических и технологических свойств, удовлетворяющих требованиям сыроделия и обеспечивающих получение готового продукта высокого качества:

протеолитическая активность заменителей сычужного фермента не должна быть очень высокой, в противном случае увеличение растворимых белков приведет к образованию непрочного сгустка и потере сухих веществ с сывороткой;

молокосвертывающая активность должна быть удовлетворительной в условиях физико-химических параметров молока (рН, температура, содержание кальция);

реологические свойства сгустка должны обеспечить механическую обработку его в пределах установленных временных нормативов;

синерезис в течение фазы выделения сыворотки, содержание сухих веществ и химический состав сырной массы должны соответствовать тем же показателям, что и при использовании сычужного фермента;

условия созревания сыра должны обеспечивать получение готового продукта, отвечающего нормам по органолептическим показателям;

продолжительность созревания не должна превышать время созревания сычужных сыров;

выход сыра должен быть не ниже, чем при использовании сычужного фермента.

Из ферментов животного происхождения помимо сычужного фермента известны пепсины.

Пепсин — фермент, содержащийся в желудочном соке взрослых быков, который заменяет химозин в организме молодого животного. Отношение молокосвертывающей и протеолитической активности пепсина быков, свиней или овец отличается от химозина телят. Бычий пепсин наиболее стабилен в диапазоне величины рН от 3 до 4,5. При температуре выше +65 °С он инактивируется. Свиной пепсин совсем не проявляет или проявляет крайне низкую коагулирующую активность при величине рН выше 6,68 и совсем теряет ее при температуре выше +44 'С. В сыроделии используют также куриный пепсин. При использовании пепсина период коагуляции молока перед разрезанием сгустка более длительный, чем при использовании телячьего сычуга, и достаточно плотный сгусток образуется позднее.

В связи с более глубокой протеолитической способностью пепсинов в чистом виде в сыроделии их не используют, а, как правило, применяют в смеси с сычужным порошком в различных соотношениях: ФП ВНИИМС и др.

Ферментные препараты микробного происхождения. С середины 70-х годов прошлого века, стала осуществляться нехватка животных сычугов, что стимулировало поиск новых коагулянтов. Для обнаружения последних и выяснения их функциональности были исследованы сотни бактериальных и грибковых культур. В результате появилось достаточно большое количество молокосвертывающих ферментных препаратов микробного синтеза. Такие ферменты имеют многие страны (Дания, Япония, Франция, США и др.).

С появлением микробных коагулянтов получили распространение следующие виды молокосвертывающих ферментов: грибковые экстракты; бактериальные экстракты; телячий сычуг + грибковый экстракт; телячий сычуг + бактериальный экстракт; грибковый экстракт + пепсин; бактериальный экстракт + пепсин.

Сегодня на рынке Беларуси сычужный фермент «химозин» в чистом виде практически не применяется, а в основном используются три типа молокосвертывающих ферментов — это ферментные препараты (ФП):

1) животного происхождения (смесевые композиции сычужного фермента с говяжьим, либо свиным, либо куриным пепсинами в разных соотношениях);

2) микробного синтеза (продуценты — плесневые грибы);

3) ферментативно производственный 100%-й химозин, полученный на основе генетических технологий.

В табл. 7.1 приведены молокосвертывающие ферменты и микроорганизмы, являющиеся их источниками.

Источниками микробных ферментов являются следующие микроорганизмы: Bacilluspolymyxa (штамм 13-13), BaxMlusmesentericus (штамм РВ) и грибок Russula discolorus (штамм 2). Различные штаммы данных микроорганизмов проявляют себя по-разному. Некоторые штаммы микроорганизмов продуцируют молокосвертывающий препарат для выработки мягкого сыра, но способствуют появлению горького вкуса при изготовлении сыров с длительным периодом созревания, поэтому важно знать, что активность разных микробных молокосвертывающих препаратов меняется в зависимости от уровня величины рН и ферментной системы.

Протеаза препаратов из Mucor miehei разрушает пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотными остатками, т. е. связи фенилаланин-валин, лейцин-тирозин, фенилаланин-фе-нилаланин или фенилаланин-тирозин. Фермент довольно быстро разрушает казеин при величине рН 5,5-7,0. Однако его применение, несмотря на это, не ведет к образованию горечи в сыре, и данный экстракт успешно используют для получения многих видов сыра. В то же время при его применении денатурируются некоторые сывороточные белки, что может быть нежелательным при дальнейшем использовании сыворотки.
Экстракт из Mucorpusillus (Linclt) — один из первых микробных молокосвертывающих препаратов, получивших практическое применение, однако он обладает большей протеолитической способностью по сравнению с сычугами из желудка телят или экстрактами М. miehei. Свертывающая активность этого экстракта превышает активность телячьего сычуга втрое. Повышение концентрации ионов кальция в молоке сокращает продолжительность коагуляции, в связи с чем добавление хлорида кальция становится достаточно важным фактором. Однако активность данного фермента не настолько сильно зависит от уровня величины рН, как активность других коагулянтов. Фермент М. pusillus разрушает пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотными остатками, но слабее, чем экстракт из М. miehei. Фермент образует крупные пептиды, а телячий сычуг — определенное количество мелких пептидов. По этой причине используют комбинацию экстракта М. pusillus и сычуга из желудка телят.

Фермент из М. pusillus способствует формированию излишне прочных сгустков вследствие повышенной протеолитической активности, при этом сгустки могут излишне терять жир с сывороткой. Так, содержание жира в подсырной сыворотке может составлять 0,4-0,5 %, поэтому выход сыра ниже, чем в случае применения других коагулянтов. Этот коагулянт можно смешивать с пепсином (свиным) для производства некоторых видов сыров. Фермент М. pusillus способствует развитию горького вкуса в сыре с длительным периодом созревания, поэтому его используют для производства сыров с коротким сроком выдержки. Современные методы очистки всех микробных экстрактов позволяют получать удовлетворительные препараты для свертывания молока, обладающие меньшей протеолитической активностью.

Экстракт М. pusillus имеет оптимальную активность при величине рН 5,5. В то же время такая среда является слишком кислой для нормальной коагуляции молока, величина рН которого 6,6-6,7. Кроме того, активность этого фермента может сохраняться в сыворотке, что нежелательно при последующем ее использовании.

Фермент, извлеченный из Endothiaparasitica, представляет собой кислую протеазу, но в недостаточно чистом экстракте может присутствовать некоторое количество других протеаз и липаз. Коагулянт Е. parasitica расщепляет казеин более активно, чем препарат из Mucor или телячий сычуг, и способствует появлению в сыре с высоким содержанием влаги более выраженного горького вкуса. Рецептуры сыров, включающие экстракт Е. parasitica, нуждаются в доработке; возможно, данный экстракт следует использовать вместе с телячьим сычугом для улучшения выхода сырных сгустков. Экстракт Е. parasitica разрушается при температуре +60 °С в течение 5 мин; нагретая выше этой температуры сыворотка готова к использованию.

Рекомбинантный химозин (CHY-MAX). В настоящий период для получения ферментов, обладающих производственно ценными свойствами, все шире находят применение методы генной инженерии — пересадки гена прохимозина из сычужной ткани телят некоторым микроорганизмам (например, Klyveromyces lactis и Aspergillus niger). Синтезированный ген был также внедрен в Eschericia coli для промышленного выпуска химозина.

Как и в натуральном сычуге, прохимозин может быть преобразован в химозин при помощи обработки с использованием кислоты.

Структура рекомбинантного химозина практически идентична структуре традиционного телячьего химозина. Полученные рядом исследователей результаты аналогичны тем, которые характерны при применении натурального сычуга. Данный химозин поставляется как продукт ферментации микроорганизмов (см. табл. 7.1).

Как свидетельствуют результаты исследований ферментного препарата Maxiren 1800 TL (DSM — Food Specialties, Голландия) и CHY-МАХ (Сш7 Hansen, Дания), основным в обоих препаратах является белковый компонент с молекулярной массой в районе 38 кД, соответствующий химозину. Исследуемый образец препарата Maxiren 1800 содержал 89,4% компонента, соответствующего химозину, 2,6 % — компонента с молекулярной массой 33,7 кД и 8 % — белкового компонента с молекулярной массой 30,2 кД.

В отличие от Maxiren исследованный образец препарата CHY-MAX содержал 69 % белка, соответствующего химозину, и 31 % других белковых компонентов. Причем в этом препарате наряду с минорными компонентами, имеющимися в Maxiren, дополнительно обнаружены четыре белковых компонента с молекулярными массами 36,1; 28,7; 27,4; 13,9 кД.

Температурный оптимум свертывания молока у ферментных препаратов микробного происхождения, по сравнению с сычужным ферментом, выше (см. рис. 7.6, 7.9).

Влияние температуры, активной кислотности и хлористого кальция на активность ферментного препарата CHY-MAX приведено на рис. 7.6, 7.7, 7.8.

Молокосвертывающий ферментный препарат «Фромаза» получен из плесневых грибов Rhizmucor miehei. Имеет высокую специфическую активность по отношению к 105-106 связи х-казеина и вместе с тем низкую протеолитическую активность. Препарат «Фромаза» получают ферментацией без применения сырья животного происхождения. Этот ферментный препарат близок по свойствам к животно-му химозину, кроме того, его применение не требует дополнительных изменений технологического процесса производства сыра, и он может использоваться для производства всех видов сыров: твердых, полутвердых, мягких.

Ферментный препарат Фромёза включает следующие виды:

ФРОМАЗА 10 TL 10000 MCU/r, жидкость;

ФРОМАЗА 15 TL 15000/МСи/г, жидкость;

ФРОМАЗА 46 TL 46006- MCU/r, жидкость;

ФРОМАЗА 150 TL 150000 MCU/r, порошок;

На предприятия Беларуси этот фермент поставляется в пластмассовых бутылках порциями по 1 кг (ФРОМАЗА 150 TL), а также в контейнерах вместимостью 30, 100 и 800 л (все другие виды).

При хранении в заводской таре при температуре ниже +10 °С потеря активности составляет менее 5 % в течение первых 6 месяцев.

Приготовление ферментного препарата перед использованием включает его разбавление холодной водой в соотношении 1:100.

Свойства фромазы. Фромаза — кислотная грибковая протеаза с молекулярным весом около 40 000. Общий аминокислотный состав ее практически такой же, как и сычужного фермента животного происхождения. Она обладает высокой стабильностью в растворе при величине рН от 3,0 до 6,5. Эффект воздействия Фромазы на инсули-новую бета-цепочку аналогичен животному сычужному ферменту, т. е. гидролизуются только те связи, которые включают ароматические аминокислоты. Подобно животному сычужному ферменту фромаза обеспечивает свертывание молока за счет гидролизации метио-нин-фенилаланиновой связи %-казеина.

Влияние температуры свертывания и кислотности среды на активность ферментного препарата фромаза и сычужного фермента приведена на рис. 7.9, 7.10.

В обычно наблюдаемых температурных пределах свертывания молока от +30 °С до +40 °С фромаза имеет несколько более высокую эффективность, чем сычужный фермент. При более высоких температурах свертывания активность ферментов существенно различается; при температуре свертывания +44... + 45 °С активность сычужного ферментного препарата уменьшается, а фромазы — продолжает увеличиваться, достигая максимального значения при температуре свертывания + 50... + 53 °С. Что касается кислотного фактора, фромаза и сычужный фермент обладают практически одинаковой чувствительностью к кислотности среды, однако при снижении уровня величины рН, активность фрома-зы несколько повышается (см. рис. 7.10).

На рис. 7.11 представлены результаты зависимости активности фромазы и сычужного фермента от количества добавляемого хлористого кальция.

Сравнительная характеристика прочности сгустков в зависимости от продолжительности свертывания с применением сычужного фермента и фромазы приведена на рис. 7.12.
Выявлено, что фромаза несколько более чувствительна к концентрации ионов кальция в молоке по сравнению с сычужным ферментом (см. рирЛ7.11).

Что касается прочности сгустков (см. рис. 7.12), при применении фромазы образуется сгусток, уплотнение которого до 35 мин происходит чуть медленнее, чем при использовании сычужного фермента, однако при большей продолжительности выдержки он уплотняется интенсивнее.

/ Определено, что протеолитическая активность фромазы не превышает активность сычужного фермента. Более того, в некоторых случаях этот протеолиз менее выражен. Такое заключение было сделано на основании исследований распределения сычужного фермента и фромазы в полученном сгустке и сыворотке. Указанные данные приведены на рис. 7.13.

Анализ рис. 7.13 показывает, что в сгустке при применении фромазы сохраняется около 20 % фермента, причем это не зависит от величины рН. В то же время при применении сычужного фермента его количество, задерживаемое в сгустке, увеличивается пропорционально кислотности среды. По этой причине можно утверждать, что в сгустке, вырабатываемом с использованием фромазы, протеолитическая активность ниже, чем в сгустке, полученном с сычужным ферментом.

Молокосвертывающие ферменты растительного происхождения. Одним из давно известных растительных коагулянтов является сок фигового дерева (Fiats carica), используемый в районах его произрастания. Многие экстракты растительного происхождения способны свертывать молоко, но некоторые из них имеют слишком высокую протеолитическую активность (например, папаин изазимины, Carica papaya; бро-мелин из ананаса, Ananas sativa и рицин из масла семян кастора, Ricinus communis).

Экстракты растений, которые традиционно считались ферментными коагулянтами молока (майоран, мята, розмарин, подорожник, щавель и садовая бузина), таковыми не являются, т. е. имеют другой механизм действия, Возможно, они содержат микробы, обладающие способностью к свертыванию молока

В табл. 7.2 представлены некоторые растения, экстракты которых используются для свертывания молока; такие растения, как правило, содержат избыток клеточного сока.
Экстракты некоторых растений ядовиты, например, гемлок (Conium maculatum) и масло семян кастора (Ricinus communis). Многие такие экстракты могут вызывать комбинированное свертывание с помощью кислоты и фермента, используемое в основном для выработки сыров с мягким тестом. Примером использования растительного экстракта может служить выработка португальского сыра Sena da Estrela из овечьего молока с помощью водной вытяжки цветов кардона.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Комментарии: 0  Распечатать