DataLife Engine > Применение бактериальных заквасок на сыродельных п > Механизм сычужного свертывания белков молока

Механизм сычужного свертывания белков молока


11-11-2011, 16:31. Разместил: admin
Существует ряд теорий, объясняющих механизм действия сычужного фермента на мицеллу казеина. Однако единым мнением, которое признают исследователи, является то, что сычужная коагуляция носит необратимый характер и включает две фазы (стадии) — ферментативную и коагуляционную. Первая, ферментативная фаза, приводит к потере устойчивости казеинаткальцийфосфатного комплекса, однако при этом явной коагуляции не наблюдается. Вторая, коагуляцион-ная фаза сопровождается образованием сгустка в присутствии ионов кальция. Таким образом, сычужная коагуляция проходит в два этапа, из которых только первый осуществляется благодаря участию фермента.

Потеря устойчивости казеинаткальцийфосфатного комплекса по-разному трактуется рядом ученых. Так, существует несколько теорий, объясняющих химизм взаимодействия сычужного фермента с казеи-наткальцийфосфатным комплексом и последующей коагуляции пара-казеина — фосфоамидазная, гидролитическая и др.

Согласно теории П. Ф. Дьяченко, который предположил, что в казеине помимо эфирной связи фосфорной кислоты с серином имеется фосфоамидная связь с гуанидиновой группой аргинина (т. е. фосфо-амидазной теории), сычужный фермент, разрывая фосфоамидную связь в молекуле казеина, освобождает в образовавшемся параказеине ОН-группы фосфорной кислоты, которые связывают ионы кальция. Образование «кальциевых мостиков» между молекулами параказеина приводит к коагуляции белков.

В соответствии с другой, получившей развитие в 80-х гг. XX в., теорией протеолитического действия сычужного фермента (гидролитическая теория), на первой стадии под действием основного компонента сычужного фермента химозина происходит разрыв пептидной связи фенилаланин (105) — метионин (106), имеющей определенную последовательность аминокислот с каждой стороны данных остатков в полипептидных цепях х-казеина ККФК. В результате ограниченного специфического протеолиза молекулы х-казеина распадаются на гидрофобный пара-%-казеин и гидрофильный гликомакропептид.
Расщепляемый гидрофильный макропептид (остатки 106-169) растворяется в молочной сыворотке, повышая содержание растворимого азота приблизительно до 4 % от общего содержания азота и оставляя гидрофобный параказеиновый остаток. Данный этап протекает быстро, предположительная константа скорости реакции составляет 100 л/мольс.

Гликомакропептиды х-казеинов имеют высокий отрицательный >аряд и обладают сильными гидрофильными свойствами. При их оицеплении примерно наполовину снижается дзета-потенциал на поверхности мицелл казеина и частично разрушается гидратная оболочка. Силы электростатического отталкивания между частицами уменьшаются, и дисперсная система молока теряет устойчивость. 11 нормальных условиях, когда гидролизуется около 90% х-казеи-на, образующийся параказеин (казеин) достаточно гидрофобен для осуществления процесса агрегирования белковых частиц (флоку-ляции) и формирования сгустка (гелеобразования). Таким образом, параллельно с биохимическим превращением казеинового комплек-.1 н результате гидролитического действия молокосвертывающих ферментов проходят физико-химические изменения. В самом начале процесса наблюдается индукционный период, во время которого образование пространственной структуры сгустка еще не наблюдается. В начале индукционного периода имеет место некоторое увеличение шеперсности казеиновых частиц вследствие процесса их дезинтеграции, скорость которого превышает скорость агрегации частиц. Это обусловлено начавшимся процессом разрушения внутренней упорядоченности элементов казеиновых частиц. В средней части индукци-I (иного периода скорости обоих процессов становятся равными. Затем к конце периода скорость агрегации частиц увеличивается и после его анершения достигает максимума (Р. И. Раманаускас).

При понижении агрегативной устойчивости дисперсных систем может происходить (или происходит) истинная коагуляция или гелеобразование. В первом случае частицы полностью теряют устойчивость и, слипаясь друг с другом, образуют хлопья или осадок — коагулят. Во втором случае частицы теряют устойчивость не по всей поверхности, а на некоторых участках, вследствие чего слипаются и образуют пространственные сетки.

После завершения индукционного периода продолжается формирование структуры с нарастающей скоростью. Вначале происходит агрегация отдельных параказеиновых частиц, т. е. так называемая фло-куляция. Далее следует стадия, когда частично дестабилизированные мицеллы казеина (параказеина), содержащие, в отличие от наивных мицелл, параказеинаткальцийфосфатный комплекс (ПККФК), собираются в агрегаты из двух, трех и более частиц, соединяющихся затем между собой продольными и поперечными связями в единую сетку, образуя сгусток, т. е. формирование трехмерной пространственной структуры (гелеобразование). В конце свертывания образовавшийся сгусток представляет собой высший уровень организации структуры. Модуль эластичности у него меньше модуля упругости, поэтому сычужный сгусток следует считать эластичной системой.

Для исследования кинетики структурообразования В. П. Табачников предложил применять реологический метод. Он получил широкое применение в исследовательской практике. Р. И. Раманаускасу при помощи ротационного вискозиметра и прибора типа «Тромб» удалось Получить комплексную характеристику процесса сычужного свертывания молока.

Установлено, что кривая изменения вязкости во время агрегации образующихся параказеиновых частиц имеет S-образный характер. Таким оораюм, появление первых хлопьев белка и сгустка, фиксируемых визу-iiii.no. начинается не с момента внесения в молоко сычужного фермента, а после индукционного периода н точке 1. Далее происходит нарас-lanne скорости агрегирования (флокуляции) частиц, и в точке 2 формируется сплошная пространственная сетка сгустка, т. е. наступает автокаталитическйй процесс. Далее после точки 2 происходит упрочнение сгустка.

Установлено, что энергия активации флокуляционной стадии образования сгустка равняется 37,5 кДж/моль, а для стадии формирования пространственной структуры она равна 15,1 кДж/моль.

Специалисты ВНИИМС (Б.А.Сурков, И. И. Климовский, В. JI. Краюшкин и др.) предположили, что в течение стадии индукционного периода в результате обширного протеолиза х-казеина происходят внутримицеллярные изменения четвертичной структуры мине ил казеина и т. д.

Следует отметить, что аналогичный реограмме вид имеет график изменения оптической плотности процесса сычужного свертывания молока.

Изменение реологических свойств молока и оптической плотности в процессе сычужного свертывания позволило создать инструментальные методы производственного контроля готовности сырного сгустка.

Вернуться назад