Образование вкуса и запаха сыра. Пороки

В процессе созревания сыра происходит ряд физико-химических, микробиологических и биохимических превращений, в результате которых полученный продукт приобретает необходимые определенному сорту сыра вкус, аромат, консистенцию и рисунок.  

В незрелом сыре отсутствует характерная вкусоароматика. Чувствуется только слабый молочный аромат и легкий кислый привкус. Появлению кислинки способствует молочная кислота, накопившаяся во время молочнокислого брожения. Но в процессе созревания сыров проходят реакции, формирующие проявление тех или иных органолептических показателей, за счет образования продуктов более глубокого распада компонентов сыра. 

Рассмотрим основные составляющие детально: белки, жиры, углеводы.

Белки

На стадии созревания сырной головки под влиянием ферментов (сычужного и молочнокислых бактерий) происходит распад части белков сыра на азотистые соединения. Белков, которые не подвержены гидролизу в сыре, остается от 50 до 80%. 

Степень распада и многообразие азотистых соединений показано на схеме.

Причем содержание фракций азотистых соединений для разных сортов отличается. Данные представлены в таблице.  

Различное содержание азотистых веществ в сырах связано с применением конкретной технологии приготовления (температуры нагревания, метода формования, прессования и т.д.) и ингредиентов сыра (культура, концентрация соли или ее отсутствие, другие). Установлено, что содержание растворимых азотистых соединений в твердых сырах ниже, чем в мягких. Этому способствует малый процент влаги и низкое содержание микроорганизмов, которые могут вызывать гидролиз белков. 

Пептиды и аминокислоты

При распаде белков под действием ферментов протеолитического действия в сырах появляются:

• среднемолекулярные соединения пептиды, состоящие из остатков аминокислот 

• органические соединения аминокислоты

Данные вещества в значительной мере влияют на органолептику сыра. 

Поговорим про каждую группу в отдельности.

Пептиды придают сыру горьковатый привкус. В начале созревания горечь ощущается интенсивно, но по мере гидролиза пептидов и образования из них аминокислот эта горечь исчезает. 

Какие факторы влияют на интенсивность образования пептидов?  

• влажность среды

• водородный показатель pH

• концентрация соли

Для того, чтобы не допускать формирование горького вкуса сыра за счет пептидов, ученые сходятся в применении специальных штаммов молочнокислых бактерий, которые способны расщеплять горькие вещества сразу при их появлении или вовсе не образовывать.  

Аминокислоты

Срок созревания и сам сорт сыра (его технология, ингредиенты и т.п.) определяют характер аминокислотного состава. Чем дольше проходит созревание, тем больше образуется аминокислот. Это касается как мягких, так и твердых сортов. 

Сернистый привкус имеют алифатические аминокислоты, содержащие серу: метионин, цистеин. Горький – триптофан, аргинин, гистидин, лейцин. Сладко-горький: фенилаланин, валин, треонин. Сладкий – аланин, глицин, пролин, серин. Кислый – глутаминовая и аспарагиновая кислоты.  

При этом некоторые виды аминокислот, по мере накопления в сыре, продолжают участвовать в синтезе новых веществ: альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и других. Данные соединения в основном формируют вкусоароматику сыра.

Например, значительное количество аминокислоты метионин содержится в казеине. Она вступает в реакцию в присутствии декарбонильных соединений и образует метиональ, отвечающий за явный сырный аромат. Явный пример сырного запаха – сыр Российский, Чеддер.

Сыры с высокой температурой второго нагревания 

При длительном сроке созревания сыров (4-6 месяцев) из аминокислот образуется:

1. аммиак (во время реакции дезаминирования)

   

   Выделяют несколько типов реакций дезаминирования с образованием различных продуктов кроме аммиака. Представленный на рисунке тип дезаминирования внутримолекулярный, в ходе которого образуется ненасыщенная жирная кислота. При восстановительном типе образуется насыщенная жирная кислота. При гидролитическом - гидрооксикислота, при окислительном - кетокислоты.

   Основным путем катаболизма большинства аминокислот является окислительное дезаминирование. 

2. диоксид углерода (при реакции декарбоксилирования).

В итоге полученных превращений в сыре появляется ряд важных соединений: летучие кислоты, амины и т.п., которые при взаимодействии с продуктами гидролиза лактозы образуют вкусоароматические вещества.

К примеру, ароматика швейцарского сыра напрямую зависит от содержания в нем летучих кислот (пропионовой, уксусной, валериановой и других). Их содержание обусловлено наличию в процессе созревания сыра таких субстратов в виде аминокислот, как лейцин, лизин, пролин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Данные вещества придают сыру сладковатый пряный вкус и аромат.

Сыры с низкой температурой второго нагревания

В твердых сырах накопление растворимого азота достигает всего 27%. Основную вкусоароматику сыру привносят продукты гидролиза лактозы и молочного жира, c участием аминокислот.

В острых и пикантных сырах содержание пептонов от общего количества азота составляет около 15%, аминокислот - 7%.

Здесь не стоит забывать про применение в технологии приготовления плесеней и слизеобразующих бактерий. В процессе своей жизнедеятельности они также выделяют протеолитические ферменты. 

Микроорганизмы, которые развиваются в сырной слизи на поверхности сыров данной группы, обладают интенсивной способностью как к гидролизу белка, так и жира. Проникая внутрь головок, они ускоряют процесс их созревания. При этом формируют необходимую вкусоароматику и воздействуют на консистенцию.

Так в сырах подобных французскому сорту Рокфор происходит очень высокий гидролиз белковых веществ, накапливается до 65% растворимого азота от общего количества. 

Молочный жир 

Под действием липолитических ферментов в процессе созревания сыра происходит гидролиз молочного жира. Сыры с недостаточным липолизом имеют плохо выраженные специфические органолептические показатели. В твердых и мягких сырах степень распада жира различна. В твердых процесс идет менее интенсивно, в мягких наоборот. Этот факт безусловно сказывается на вкусоароматике сыра. 

Ферментативный гидролиз молочного жира способствует образованию жирных кислот - масляная, каприловая, валериановая, капроновая кислоты и другие. 

Например, масляная кислота придает сыру резкий запах: копытный, силосный, прогорклого масла, некоторые чувствуют сильный сырный запах. Каприловая кислота обладает слабым, кисловато-фруктовым, раздражающим запахом.

При дальнейшем окислении насыщенных жирных кислот появляются разные фракции метилкетонов: 2-гептанон, 2-нонанон и т.п. Они также вносят свою лепту в органолептические свойства получаемого продукта. Содержание метилкетонов увеличивается в сырах до 70-суточного возраста, затем начинает снижаться.

Причем при их дальнейшем восстановлении появляются такие вторичные спирты, как 3-гептанол (сладкий терпкий травяной аромат), 2-пентанол (цветочный аромат с нотками земляники)и 2-нонанол (цветочный, фруктовый аромат с оттенками розы и апельсина).

Как упомянуто ранее, присутствие плесеней или слизеобразующих бактерий в технологии приготовления в том числе провоцирует сильный гидролиз молочного жира за счет появления липазы во время жизнедеятельности. Оптимальный pH для окисления жирных кислот с участием плесеней равен от 5,0 до 7,0 ед.

В сырах типа Камамбер плесень и применяемая культура способствует образованию характерного грибного привкуса и явного аромата (1-октен-3-ол, 3-октанон).   

Нужно учитывать, что высокие концентрации соли и продолжительная выдержка головок при посолке тормозят как процесс липолиза, так и жизнедеятельность самих плесеней. 

Лактоза

После финальной стадии выработки сыра уже через 7-10 дней молочный сахар лактоза в результате прохождения молочнокислого брожения с участием молочнокислых бактерий сбраживается полностью. По итогу сбраживания лактозы образуется молочная кислота. Степень ее накопления зависит от кислотообразующей способности закваски/стартерной культуры, температуры нагревания и влажности головки после прессования. 

Сразу после выработки сыра белки находятся в достатке. Они, связывая молочную кислоту, способствуют активному размножению в сыре молочнокислых бактерий. Поэтому на данном этапе кислотность всех видов сыров резко возрастает. 

При недостаточном накоплении молочной кислоты, так и при ее избытке, вкус с консистенцией сыра изменяются не в лучшую сторону. При повышении активной кислотности искажается рисунок, вкусовые свойства сыра, происходит потеря связанности сырной массы и появляется так называемое “колющееся тесто”.

Это означает, что к контролю кислотности необходимо относиться на каждой стадии приготовления сыра очень внимательно. 

Ниже в таблице показаны данные по изменению активной кислотности в сырах при оптимальной концентрации соли и содержании влаги. 

После полного использования молочнокислыми бактериями лактозы идет смена преобладания штаммов микроорганизмов на более кислотоустойчивые. Причем кислотность, как это ни странно, может понизится. Данный факт связан с накоплением продуктов гидролиза белка.

Не стоит забывать про технологические нюансы выработки сыра, которые могут повлиять на потребление молочнокислыми бактериями лактозы. Подавляют ее потребление: слишком высокая температура второго нагревания, большая концентрация соли и очень низкие температуры при посолке. В данном случае лактоза присутствует в сыре продолжительный срок и качество готового продукта может снизится.

Однако есть еще один нюанс, связанный с лактозой. Состоит он в применении разных штаммов микроорганизмов. Одни штаммы сбраживают молочный сахар в молочную кислоту полностью. Другие вместе с молочной кислотой образуют ряд побочных продуктов: диацетил (запах сливочного масла, сметаны, жирный запах ароматизированного попкорна), уксусная кислота (резкий запах и кислый вкус уксуса), углекислый газ (слабый кислотный), ацетоин (сильный маслянисто-сливочный запах) и другие. Данные культуры обычно называются “ароматобразующие”. Все они сказываются на органолептическом профиле продукта.

Пороки вкуса и аромата сыра

На практике органолептические показатели полученного сыра в ряде случаев могут отличаться от установленных нормативов. Поэтому имеют место быть пороки сыров.

В таблице указаны пороки для разных групп сыров: твердые сычужные, рассольные и брынза, мягкие сыры, плавленые. 

Источник таблицы: “Справочник технолога молочного производства” Кузнецов, Шилер.  

Пороки твердых сычужный сыров

Пороки рассольных сыров и брынзы

Пороки мягких сыров 

Пороки плавленых сыров

В данной статье рассмотрена лишь химия процесса образования вкусоароматики сыра. На практике нужно понимать, что формирует продукт сам сыровар выбранной технологией приготовления и составом используемых ингредиентов. Поэтому к выбору данных факторов следует относиться очень внимательно. Применяйте только качественные ингредиенты с действительным сроком годности и надлежащими сертификатами, соблюдайте санитарию и гигиену при выработке и созревании сыра. 

Получайте вкусные продукты вместе с оборудованием для сыроделия Доктор Губер!