Сирний продукт молоковмісний: що це та як він впливає на організм людини?

У галузі сироваріння завжди існує велика конкуренція та сирна різноманітність, кожен виробник намагається розробити унікальну рецептуру та представити споживачам свій витвір найкращим виглядом. Відрізняються ці сорти між собою оригінальним смаком, в якому може бути незвичайний післясмак, гірко-солодкий смак цвілі, нотки майорану, шавлії або базиліку. Коштують такі ласощі недешево, і дозволити їх можуть не всі. Тому українські споживачі завжди шукають на торгових вітринах розумну альтернативу, таку, щоби давала економічну вигоду і не шкодила здоров’ю. І така золота середина знайшлася. Це сирний продукт, що містить молоко, який схожий на традиційний сир за смаком, щільністю, зовнішнім виглядом і запахом і містить не менше 50% молочного жиру.

Особливості виробництва сирного молоковмісного продукту

Основою для натурального сиру служить молоко, сичужні ферменти, хлористий кальцій, кисломолочна закваска та інші компоненти, які нешкідливі для організму, легко засвоюються і перетравлюються в шлунку, благотворно впливають на людину. А ось для виготовлення сирного продукту молокомісткого, купити оптом який пропонують багато українських виробників, використовують лише 20% молока, а решту початкової сировини ефективно замінюють білками та жирами рослинного походження (пальмовий або кокосовий замінник молочного жиру).

Чому сирний молоковмісний продукт має місце і настільки сьогодні популярний, що навіть продається величезними партіями? А вся річ у тому, що через скорочення доходів населення споживачі перейшли на дешевшу їжу, замінюючи при цьому традиційні сири сирними продуктами. Вони мають право вибору, і є з чого вибирати – і це дуже добре.

Не дивно, що промисловці відреагували на такий колосальний попит. Вони вирішили збільшити свою продуктивну потужність та значно здешевити виробництво за рахунок використання більш доступних інгредієнтів.

Виробники частково замінюють тваринні жири на жири рослинного походження, сухе молоко і сою, зберігши при цьому схожість органолептичних якостей нового винаходу. Таким чином вони знизили витрати до 30%, що в свою чергу вплинуло на ціноутворення сирного молоковмісного продукту.

Сьогодні можна купити навіть продукт, у якого молочні жири повністю замінені на рослинні, і чим їх більше у складі, тим нижча ціна.

Проте, незважаючи на схожі назви “сир” та “сирний”, технологію виробництва, смакові та інші органолептичні властивості, вони значною мірою відрізняються між собою. Справжні сири досить калорійні, вони насичені білками, мінералами, вітамінами групи В, А, С, Е, РР, кальцієм, фосфором, залізом, калієм та іншими корисними мікроелементами. Не дивно, що їх рекомендовано приймати навіть вагітним жінкам та дітям. Сирний продукт молокомісткий, який оптом замовляють торгові мережі, похвалитися такими добрими показниками не може. Його склад набагато бідніший.

Сирний молоковмісний продукт – не означає поганий

Приходимо до висновку, що сирний продукт – це певна імітація сиру, в якому обсяг рослинного жиру/білка може перевищувати 50%. Зовні він нагадує твердий сир, проте може мати більш інтенсивний аромат за рахунок ароматизаторів, ледь помітну гіркуватість і привабливу текстуру.

Виробництво його відбувається за технологією сиру, але щоб зменшити собівартість продукції, як правило, береться найдешевша сировина. Таким виявилося пальмова олія, вона значно дешевша за молочний жир і навіть інші рослинні жири. До того ж, як консервант, він у рази збільшує термін зберігання готової продукції. Щодо його шкідливості, то тут думки розходяться.

Одні кажуть, що через вміст значної кількості насичених жирів (до 50%), воно перетворюється на трансізомерні або трансгенні жири, що сприяють утворенню відкладень на стінках кровоносних судин. Але тоді слід зауважити, що високий вміст насичених жирних кислот є і в інших продуктах харчування (яйця, печінка, сало).

Інші доводять, що пальмова олія розпадається в кишечнику на жирні кислоти та гліцерин так само, як і інші рослинні жири, і як будь-який інший жир, може призвести до проблем зі здоров’ям лише у разі надлишку в раціоні. До того ж, пальмова олія позитивно впливає на роботу мозку, уповільнює розвиток деменції, попереджає інсульт і служить профілактикою при дефіциті вітаміну А. І якщо говорити відверто, кількість продуктів, в яких є пальмова олія, стрімко зростає, а значить, ми несвідомо його їмо.

Ось тільки короткий список продуктів, в наявності яких є пальмова олія: фастфуди, печиво, шоколад та шоколадні намазки, випічка, хлібобулочні вироби, згущене молоко, пельмені, вареники та інші напівфабрикати, майонез, морозиво, маргарин і напрочуд – навіть дитяче харчування.

Що тоді виходить, не їсти продукти, в наявності яких є пальмова олія? Але, в невеликому обсязі цей рослинний жир не завдасть шкоди організму, а значить купувати сирний продукт, що містить молоко, можна великими партіями для подальшої його роздрібної реалізації. Кінцеві покупці зможуть правильно підійти до свого харчування та розробити свій раціон таким чином, щоб споживання шкідливих речовин звести до мінімуму. До речі, у західних країнах сирний продукт відносять до вегетаріанського та веганського харчування, а також має попит у тих, у кого алергія на молоко.

Як відрізнити сирний продукт, що містить молоко, при купівлі оптом і в роздріб?

Якщо ви зупинили свій вибір на молочному сирному продукті і хочете купити його оптом або в роздріб, то повинні розуміти, що на вигляд і навіть смак відрізнити його від натурального сиру може тільки професійний тестер. Обидва представники можуть бути на одній полиці по сусідству, тому звертати увагу слід на назву продукту та його склад. Вам доведеться ретельно його вивчити, адже деякі промисловці виробляють сирний продукт тільки на основі рослинних жирів, що справді стає небезпечним для здоров’я.

Сирні продукти не несуть небезпеки для здоров’я, якщо вони виконані з дотриманням усіх технологій і частково мають у своєму складі молоко (не менше 20% за сухими речовинами).

Порядний виробник дотримується певних вимог техрегламенту та чесно напише на упаковці, що це сирний продукт, а також вкаже повний перелік та точну кількість рослинних жирів. Така прозорість інформації викликає в українських споживачів довіру до торгових марок та дає можливість обрати той товар, який найкраще підходить їм за якістю та вартістю. Також на рішення про покупку може вплинути правильність сирного консультування, яке проводиться у магазинах.

Молоко як сировина

Як вже було сказано, в сироварінні використовується молоко різних видів ссавців, при цьому його склад розрізняється не тільки у тваринних різних видів, але і у тварин одного вигляду і навіть однієї породи. Крім того, виробництво сиру залежить від змісту не тільки основних компонентів (жиру, білка, лактози і золи), але і від складових їх мікрокомпонентів (жирні кислоти, казеїн, Альбумін, глобуліни і ін.). Кількісний зміст основних компонентів коров’ячого молока представлений в табл. 5.1; аналогічну таблицю можна скласти для молока інших видів тварин.

Коливання складу молока

Якість (склад) молока, використовуваного для виробництва сира, визначається видом ссавця. Середній склад молока різних видів тварин приведений в табл., проте слід враховувати, що це усереднені дані, відмінності складу молока тварин навіть усередині одного вигляду можуть бути достатньо значними. Крім того, склад молока в значній мірі залежить від способів селекції тварин (тобто чисті або схрещені породи), а також міняється під впливом таких чинників, як здоров’я тваринне, стадія лактації, клімат, вік і вид кормів. Якщо протягом всього року використовується один стандартний процес виробництва сира, то сезонні відмінності у складі молока можуть створювати певні труднощі. Такі компоненти сирного згустка як жир, мінеральні речовини і вода утримуються усередині казеїнової сітки, отже, для якості отримуваного сиру дуже важливе співвідношення жиру і казеїну. Якщо воно не збалансоване, сирне тісто може виявитися або дуже м’яким, або дуже твердим, не дивлячись на те що кількість вологи в згустку при виконанні виробничих процедур строго контролювалася. Для усунення щомісячних коливань змісту жиру і казеїну використовується нормалізація молока. Необхідність нормалізації підтверджується прикладом, приведеним на мал. 5.1 (для молока, вироблюваного в західних центральних графствах Великобританії, в рспюне виробництва сира чешир).

Хімічній склад сирого коров’ячого молока

Трігліцеріді жирних кислот: С4 – С18, С18:1,с18:2,с20:2,с20:3

Лецитин, кефалін, сфингомиелин

Фосфаті, цитрати, хлориди, сульфати кальція, магнія, натрія, калія, залізо, марганець, мідь, кобальт.

Каротин, рибофлавін, ксантофілл

Ліпазі, протеази, редуктази, фосфатази, лактопероксидази, каталаза, оксидаза

Жіророзчинні вітаміни (A, D, E, K)

Кисень, азот, вуглець, аміак, сірководень.

По сторонні домішки – бензин, парафіни

Епітеліальні клітини, лейкоцити

Бактерії звичайної мікрофлори вимені, по стороння мікрофлора (бактерії, дріжджі, грибкова плісень)

Насіння, солома, листя інсектициди, добрива, сечі вина, частини грунту.

Можна намалювати аналогічний графік зміни щомісячного складу молока, вироблюваного в інших регіонах; ці співвідношення варіюватимуть від одного регіону до іншого. Як вже згадувалося вищим, дуже важлива порода тварини; у табл. приведено співвідношення жиру і казеїну для молока деяких популярних порід молочної худоби.

Співвідношення казеїну і жиру в молоці, отриманому в двох регіонах Великобританії: а) регіон традиційного сироваріння; б) регіон традиційного виробництва масла і сливок

Відносно визначення складу молока перед нормалізацією слід зазначити, що в масі зрілого сиру лактоза міститься в дуже малій кількості (за винятком м’якого сиру). Таким чином, хоча лактоза і складає велику частину сухого знежиреного молочного залишку (СОМО) і може піддаватися кількісним змінам, проте її зміст більш постійно, ніж зміст інших компонентів СОМО.

Проміжки між доїннями, особливо у разі високопродуктивних корів, можуть впливати як на співвідношення жиру і казеїну, так і на удій молока, тоді як раціон годування надає дія на певні компоненти молока. Особливо це стосується жиру, протеїну і солей, а деякі види кормів додають молоку не властиві йому присмаки (наприклад, часник, бур’яни, пивна дробина). Крім того, коли корови в квітні-травні перекладаються із стійлового на пасовищний зміст, відбуваються зміни не тільки кольору молока, але і складу ліпідів, а також зниження процентного змісту жиру. Багато подібних змін якості можна звести до мінімуму, змішуючи молоко від різних постачальників, хоча при цьому залишаться відмінності, викликані географічним положенням. Сировар може робити лише незначний вплив на ці зміни, проте може їх прогнозувати, використовуючи щорічні дані про склад молока.

Одним з результатів введення на фермах доїльних машин була кількість випадків запалення молочної залози, що почастішала. Використання для виробництва сиру маститного молока може погіршити синерезис згустка, а пізніше привести до виникнення пороків смаку сира. До нещастя, бувають випадки, коли дане захворювання охоплює все стадо постачальника. Маститне молоко характеризується зниженням виходу сира, що може бути викликане низьким змістом казеїну, але набагато серйозніші проблеми виникають, коли ветеринар або фермер використовують медикаментозне лікування корів, продовжуючи постачання молока на сироварне підприємство. Хоча в багатьох країнах існують урядові норми з продажу молока від корів, одержуючих медикаментозні препарати, цей факт не завжди піддається контролю. Антибіотики і речовини хіміотерапій, що вводяться у вим’я у вигляді ін’єкцій, виявляються в молоці протягом декількох доїнь після введення. Використання такого молока затримує зростання молочнокислих бактерій, необхідних для процесу виробництва сира. Крім того, деякі інші препарати (перорально, що навіть даються) можуть бути присутніми в молоці у вигляді домішки впродовж достатнього тривалого періоду. Щоб розбавити невелику концентрацію антибіотика зазвичай потрібне велике кількості молока (на 90 000 – 135 000 л). Іноді, щоб виграти час для проведення тесту на наявність антибіотиків (наприклад, тест Дельво). фермери використовують для розбавлення вечірній надій молока, але сучасні тести дають можливість сироварові контролювати склад молока протягом 5-10 мін, завдяки чому кількість антибіотиків, що поступають на мировиробничі підприємства разом з молоком, повинна звести до мінімуму.

Не дивлячись на те що найбільше значення для сировара має вміст в молоці основних компонентів (жир, протеїн, мінеральні речовини і вода), успіх сироваріння часто залежить від їх мікроскладу. Далі приводиться короткий опис складу і структури жиру і білків, необхідне для розуміння процесу формування сирної маси і її здібності до утворення консистенції, смаку і запаху сира.

У табл. приведений докладний склад молока як сировини для сироваріння, проте для деяких компонентів потрібна докладніша інформація, особливо якщо доводиться брати до уваги сезонні коливання якості молока і розробляти нові різновиди сира.

Наприклад, жир молока є джерелом компонентів, які частково відповідальні за смак і запах, а також за консистенцію зрілого сиру. Ці властивості залежатимуть не тільки від різновиду сира, але і від складу і фізичних характеристик самого жиру. Сир, вироблений без жиру, зазвичай висихає і набуває твердої консистенції, а коли він молодий, то володіє м’яким смаком і не розвиває типовий “сирний” смак. Тим часом навіть 1% жиру в молоці надає сиру основному смаку, якого не буває за відсутності жиру. Встановлено, що знежирене (сепароване) уручну молоко містить від 1 до 1.75% жиру: деякі види сирів виробляються з такого типу молока. Механічно сепароване молоко (0.1-0,2% жиру) використовується для отримання сирної маси, яка зазвичай не має сильного кисломолочного смаку (наприклад, сир), або набуває інгредієнтів що додаються (наприклад, сирий котедж з травами або із сливками).

Жир в молоці присутній у вигляді водної суспензії маленьких жирових кульок, діаметр яких залежить від породи тварини і для коров’ячого молока складає від 0.1-22 мкм в діаметрі. Здатність жиру вбудовуватися в згусток пов’язано не тільки з кількістю жиру, але і з його складом, а також з складом що оточує жирові кульки оболонки. Наприклад, склад жиру впливає на його температуру плавлення, що може викликати відділення рідкого жиру при обробці згустка. Розплавлені крупні жирові кульки легко випресовуються із згустка і переходять в сироватку при температурі близько 25-26 °С або заповнюють порожнечі, додаючи сирному тесту маслянистість і нерівномірність забарвлення. Багато сироварів вважають за краще використовувати молоко з дрібними жировими кульками (молоко корів айрширскої і гольштейнскої порід), які легко вбудовуються в сирний згусток. У табл. 5.5 приведений середньорічний зміст основних жирних кислот і точки плавлення молочного жиру молока двох порід худоби.

Унаслідок відмінності температур плавлення жиру його склад може робити більший вплив на структуру сира, чим розмір жирових кульок.

Глобули молочного жиру є складним ефіром гліцерину і трьох мирних кислот, тобто є триглицеридами. створюючими декілька кристалічних форм. Теоретично жирні кислоти можуть утворювати величезну кількість триглицеридів (близько 200 000). тому молочний жир плавиться при температурі 28-33 °С і отвердіває (застигає) при 19-24 °С. Для повного твердіння жиру потрібний до 4 ч. У пресованому сирі з високою температурою другого нагрівання деяка кількість жиру може залишатися в розплавленому стані, коли сир вже покрився цвіллю. Така повільна тепловіддача може утруднити дію сичужного ферменту.

Хоча молочний жир складається в основному з триглицеридів, в нім в невеликій кількості присутні ди- і моногліцериди. а також вільні жирні кислоти. Трігліцеріди — неактивні хімічні сполуки, проте вони повністю або частково розщеплюються під дією ферментів. Разом з тим тригліцериди є розчинниками жиророзчинних компонентів молока, таких як фосфоліпіди, це реброзиди. стериоли (естерифікований холестерол). пігменти (каротиноїди) і антиоксиданти (токофероли), які можуть бути присутніми в жирових кульках разом з альдегідами, кетоном. лактонами і іншими метаболитами. Деякі з цих компонентів впливають на смак сиру і можуть вивільнятися під час ліполізу жиру.

Як можна бачити в електронний мікроскоп, жирові глобули мають шарувату структуру. Очевидно, що при охолоджуванні спочатку отвердіває жир, що поміщається в центрі глобули і має вищу температуру плавлення, тоді як жир з нижчою температурою плавлення розташовується в поверхневому шарі.

Процентний розподіл жирних кислот у складі триглицеридів різний; в середньому близько 40% молочного жиру містить олеїнову і пальмітинову кислоти і кислоти з коротшим ланцюгом в положенні 2 тригліцериди (наприклад, олео-каприно-пальмитин). Крім того, можуть бути присутніми деякі змішані дигліцериди (наприклад, пальмитино-олеин) і повністю відсутні триглицериди і триолеинового або трипальмитинового типів.

Враховуючи значення жирних кислот для виробництва сира, слід приділити увагу їх хімічній будові. Жирними кислотами є не розгалужені ланцюги атомів вуглецю, сполучених між собою одинарними зв’язками. Атоми водню також утримуються у вуглецевому ланцюжку за допомогою одинарних зв’язків. Так, бутанова (масляна) кислота має вуглецевий ланцюжок, що складається з чотирьох атомів вуглецю з приєднаними до них атомами водню: СН3(СН2)2СООН.

Якщо зв’язки між атомами вуглецю складніші (тобто подвійні), то про кислоту говорять, що вона ненасичена і може вступати в реакції по місцю подвійного зв’язку. Олеїнова, лінолева і ліноленова кислоти, присутні в молочному жирі, мають наступні формули:

Всі вказані вище кислоти мають нерозгалужену структуру: жирні кислоти з розгалуженою структурою присутні в молочному жирі в дуже невеликих кількостях.

Згірклість (згірклий смак) — термін, часто використовуваний для вказівки присутності вільних летючих жирних кислот, чаші всього масляною. Ліполіз незахищених жирів вивільняє з гліцеридів окремі жирні кислоти; енергійне перемішування або гомогенізація можуть забезпечити доступ до вільного жиру ліполітичних ферментів. Окислення фосфоліпідів, які зазвичай адсорбуються оболонками жирових кульок, викликає в молоці окислений або картонний присмак, що часто помилково приймається за згірклий присмак.

Перемішування або гомогенізація витісняє ці ліпіди з оболонки кульок в сироватку і таким чином запобігає появі окисленого смаку, але те ж саме переміщення може сприяти розвитку сильнішого згірклого смаку. При виробництві деяких італійських сирів, для яких типовий згірклий смак, його можна навмисно підсилити, додаючи ліпазу.

Виникненню згірклості сприяє вивільнення жирних кислот під дією активних ліполітичних ферментів (ліпаз). Присутність в молоці невеликої кількості ліпаз є нормальною, проте вони володіють низькою тер-моустойчивостью, у зв’язку з чим їх активність нижча за активність ліпаз, що виробляються мікроорганізмами. Кількість мікробних ліпаз залежить від фази зростання організму, що продукує їх, ферменти, що проте виробляються мікроорганізмами, часто виявляються стійкішими до нагрівання, чим сам мікроорганізм. Наприклад, велика частина ліпаз психротрофних мікроорганізмів витримує нагрівання молока до 72 °С протягом 15 с.

Активність ферментів при гідролізі жиру на жирні кислоти і гліцерин залежить від того, чи мають ферменти доступ до певних жирних кислот, оскільки на активність ліпази впливає розташування жирної кислоти в гліцериді. Наприклад, масляна кислота, що часто знаходиться в положенні 1 (або позиції а) три-глицерида. відщеплюється ліпазами швидше, ніж кислоти з довшим вуглецевим ланцюгом. Проте присутність кислот з довшими ланцюгами — пальмітиновою (С16) і стеариновою (С18), важливо тим, що вони пом’якшують інтенсивність розвитку інших присмаків. Отже, співвідношення кількостей жирних кислот в різних видах молока значно впливає на смак сиру.

У табл приведений склад жирних кислот (зокрема, стеариновою С18 і олеїновою С13). що впливають на температуру плавлення молочного жиру. Оскільки жирні кислоти з довшими вуглецевими ланцюгами поступають в молоко головним чином з корму (тоді як жирні кислоти з коротшими ланцюгами виробляються в рубці), на склад молочного жиру впливає раціон тварини. Наприклад, годування льняною макухою приводить до отримання молока з м’якшим жиром, тоді як годування травою — з твердішим. Таким чином, вирішальне дію на кількісний склад жирних кислот в коров’ячому молоці надають раціон і індивідуальні особливості тварини. Крім того, навіть при однаковому живленні спостерігаються істотні відмінності між цим складом у різних видів тварин. На смак готового сиру впливає присутність жирних кислот зі своїм власним смаком (наприклад, масляна кислота). У козиному молоці міститься істотне количе-ство капронової, каприлової і капринової кислот, тому сирий, вироблений з цього молока, має пікантний гострий смак, типовий для козиного молока. У овечому молоці також присутня підвищена кількість капринової кислоти, але що виходить в результаті сир не має настільки інтенсивного гострого смаку.

Ядро жирової кульки оточене ліпопротеїновою мембраною (так званою оболонкою жирової кульки), і, якщо оболонка ослаблена унаслідок денатурації його протеїнів під впливом надлишків кислоти, мембрана може ушкоджуватися або прориватися, і при нагріванні з неї може витікати жир. Якщо це відбувається, жир стає легко доступний для гідролізу і подальшого окислення. Щоб підсилити активність ліполітичних ферментів і прискорити процес розщеплювання жиру і створення передумов для розвитку в сирі смаку і аромату, можна розщепнути жирові кульки до невеликих розмірів (діаметром 1-1,5 мкм) за допомогою гомогенізації. При цьому загальна площа оболонкового матеріалу зростає, і, хоча за рахунок протеїнів сироватки забезпечується побудова нових мембран, вони можуть бути тонше, ніж початкові оболонки.

Щоб прискорити ліполіз жирів і процес дозрівання із збереженням смаку і аромату, при виробництві сира з блакитними прожилками використовують гомогенізацію. При цьому гомогенізують тільки сливки (25% жирності), після чого їх змішують із знежиреним молоком. Якщо застосувати обробку високим тиском до фракції знежиреного молока, кінцевий сир може придбати тверду розсипчасту структуру, що несприятливо впливає на якість.

Окрім гомогенізації, до руйнування мембрани і (з великою вірогідністю) до витоку жиру може привести пошкодження оболонки за рахунок денатурування білкової фракції, викликаного низьким рівнем рН і високотемпературною обробкою молока. Вільні жирні кислоти, що утворюються при розщеплюванні такого жиру ферментами сироватки, можуть утрудняти коагуляцію молока, вступаючи в реакцію з казеїном і блокуючи частину білка, необхідного для утворення згустка. Так, в молоці, що зберігалося при низькій температурі, вільні жирні кислоти (лауринова. міристинова і пальмітинова) ослабляють або затримують процес коагуляції при 35 °C.

Зміна змісту жирних кислот в коров’ячому молоці

Склад жирних кислот в молоці різних тварин

Зміст жирних кислот %

від загальної кількості

С4– бутанова (масляна); С6 — капронова; С8 — каприлова; С10– капринова; С12, – лауринова; С14– міристинова; С16 — пальмітинова; С18– стеаринова; С18:1– олеїнова. Інші кислоти — кислоти, включаючи лінолеву і ліноленову.

Згідно останнім дослідженням, насичені жирні кислоти підвищують рівень холестерину в крові, що збільшує ризик серцево-судинних захворювань. У зв’язку з цим останніми роками з’явилася тенденція до збільшення кількості ненасичених жирних кислот в їжі. Не дивлячись на полеміку навколо цієї точки зору, був створений метод включення в раціон корів інкапсульованого ненасиченого масла, що впливає на якісний склад жирних кислот молока. Метод заснований на тому, що, завдяки захисному покриттю, масло не переробляється в травному тракті тварини і з’являється в молочному жирі. На жаль, ненасичена лінолева кислота швидко окислюється, що викликає необхідність відразу після доїння додавати в молоко антиоксиданти (наприклад, бутилгидроксианизол). Сирне тісто, виготовлене з додаванням такого молока, має м’яку консистенцію і слабкий смак. Проте проблема високого рівня вмісту в їжі насичених жирів існує, і дієтологи рекомендують, щоб вміст жиру в споживаній їжі не перевищував 25% від загальної кількості калорій.

Група ліпідів. пов’язаних з жиром, хоча і присутній в дуже незначній кількості, роблять великий вплив на інші компоненти молока. Дана група ліпідів включає стероли (тобто холестерол), цереброзиди і фосфо-липиди. Останні є найбільш поверхнево-активними з’єднаннями і включають лецитин і кефалін. Вони тісно взаємодіють з протеїнами, наприклад, утворюють ліпідну частину липопротеинов в оболонці жирової кульки. Вони майже нерастворими у воді або жирі і мають тенденцію утворювати міцели на межі розділу води і жиру з полярними молекулами, зверненими до водної фази, і неполярними — до жирової фази. Від 50 до 90% загального числа фосфоліпідів міститься в оболонках жирових кульок; ця кількість залежить від різних чинників: інтенсивності перемішування, температури і рівня рН. Для фосфоліпідів характерна асоціація з молекулами протеїнів з утворенням унікального ліпопротеїнового слоя1, при цьому фосфоліпіди розташовуються між жиром і плазмою і захищають жир від дії молочної плазми. Під впливом різних чинників (особливо температури і кислотності) оболонка час від часу піддається змінам; при пошкодженні оболонки (наприклад, при перемішуванні) її відновлюють білки плазми.

Протеїни, присутні в зовнішніх шарах оболонки кульки, містять невелику кількість цинку, кальцію, заліза, магнію і міді. Існує також група ензимів (таких, як естерази і ліпази), пов’язаних з протеїнами, які відокремлені від молочного жиру оболонкою, але можуть вимиватися з непошкоджених жирових кульок. При енергійному перемішуванні оболонковий шар руйнується, що полегшує контакт ферментів і жиру, викликаючи його ліполіз.

Молочні білки діляться на дві основні групи: казенні, які знаходяться в молоці в колоїдному стані, і білки сироватки, присутні в плазмі в розчиненому стані.

Білки складаються з ланцюгів амінокислот, що часто мають спіральну структуру, яка визначає їх властивості і здатність вступати в реакцію. Для додання стабільності спіральній структурі окремі спіралі можуть з’єднуватися поперечними зв’язками, при цьому деякі білки еластичні і можуть скорочуватися, а інші — жорсткіші. Якщо білки денатуруються під впливом нагрівання або кислот, їх властивості змінюються, і вони менше піддається дії зовнішніх чинників. Поза сумнівом, змінити мікроструктуру компонентів молока, використовуваного для вироблення сира, можна лише трохи, але розгляд їх природи може допомогти в поясненні деяких труднощів, що виникають при виробництві сирів.

Казеїн, основний білок молока, існує в молоці в основному у формі міцели. Міцела є комплексом, в який входить велика кількість казеїнових фракцій, що складаються з амінокислотних ланцюжків. Послідовність амінокислот в окремих фракціях казеїну розглядається багатьма авторами, зокрема, в роботі. До складу казеїнового комплексу входить близько 40% а-казеинов, 35% р-казеинов, 15% к-казеинов і 10% мінорних компонентів (15. 61 )2.

А-казеїни зустрічаються в чотирьох варіантах залежно від породи тварини. У роботі приведені результати дослідження впливу генетичних варіантів молочних білків на щільність згустку, рівень рН і стійкість до нагрівання (особливо за наявності р-лактоглобуліна).

Варіант А-казеїнів в коров’ячому молоці складається з 186 амінокислот, тоді як варіанти В, З і Про кожен з 199. Під час дозрівання сира с-казеїни може розщеплюватися на дрібніші з’єднання , кожне з яких має різний смак, залежний від кінцевої амінокислоти. У роботі висловлюється припущення, що фенилаланин як кінцева кислота викликає гіркоту. По номенклатурі 1984 р. а-казеїну складаються з аS, -и аS3-фракцнй. Головний компонент о-казеїну має п’ять генетичних варіантів (А, В, З, Про і Е), складається з 199 амінокислотних залишків і містить 8 фосфосеринових залишків. аS2-Казеїн містить 207 амінокислотних залишків, 2 залишки цистеррина. 10-13 фосфосеринових залишків. Розчинність казеїну дуже різна: к-казеїни растворимі при різних температурах і стійкі у присутності іонів кальцію, тоді як р-казеїн розчинимо при 4 °С, але тільки 0,2% його растворимі при 37 °С. У розчині кальцію 0,03% аз-казеїнів розчиняється при 4°С, але тільки 0,17% — при 37°С. Очевидно, що різна розчинність р-казеїну при різних температурах може грати важливу роль в коагуляції молока. Якщо молоко зберігається при низькій температурі (4 °С), р-казеїну може диссоціювати з казеїнового комплексу і при повторному нагріванні утворювати оболонку на поверхні міцел, утрудняючи коагуляцію молока за допомогою ензимів.

Р-казеїн складає 30-35% казеїнового комплексу, і його поліпептидний ланцюжок має 209 залишків амінокислот; різновиди р-казеїну: р-казеїн А, Р-казеїн В (Джерсе), р-казеїн Би (Зебу) і тип Е (Пьемонт). У роботах повідомляється про гіркі пептиди, що утворюються при розщеплюванні р-казеїна.

Р-казеїни є частиною р-казеїнового ланцюга; існує щонайменше три варіанти у-казеїнів з трохи змінними ділянками ланцюгів. Мінорний (по старій класифікації) казеїн До, Т5в, 5 і Т5л вважаються ідентичними у-казеїнами. По номенклатурі 1984 р. у-казеїн містить з 29 по 209 амінокислотних залишків р-казеїна, у2-казеїн — з 106 по 209 залишків і у3-казеїн – з 108 по 209 амінокислотних залишків. Оскільки компоненти а,-казеїнових або Р-казєїнових ланцюгів відносно вільно виходять з складу казеїнових міцел і розчиняються, забезпечуючи “загальний казан” небілкового азоту, необхідного для розвитку бактерій, який також може служити як можливий попередник компонентів смаку і аромату.

К-казеїн має тільки два варіанти — А і В і складає всього 11-15% казеїнового комплексу. Не дивлячись на невисокий вміст к-казеїна в міцелі, його присутність в молоці, призначеному для виробництва сира, надзвичайно важлива, оскільки всі його види володіють здатністю стабілізувати фракцію с-казеїну. У поліпептидному ланцюзі к-казеїна міститься 169 амінокислотних залишків, і, як інший казеїн. к-казеїн може розщеплюватися на коротші ланцюги. Важливою для сироваріння властивістю к-казеїна є те. що ензим реннген (хімозин) здатний розірвати його ланцюг між амінокислотними залишками в положенні 105 (фенилалл-нин) і 106 (метіонін). Дві частини, що утворюються при розщеплюванні к-казеїну. є нерозчинні параказен (амінокислоти з 1 по 105), який залишається пов’язаним з казеїновою міцелою, і розчинний вуглеводовмістний пептид (гликомакропептид; залишки амінокислот з 106 по 169).

Для виробництва сиру активно використовують козине і овече молоко. Дослідження відмінностей між казеїном цих типів молока, зокрема, вивчення хімічного складу а-казеїнів молока різних порід кіз показали, що слабкість згустка, утвореного при коагуляції козиного молока, пояснюється:

• а) вищим рівнем змісту р-казеїну в порівнянні з коров’ячим молоком.
• б) структурою а-казеїнів, що відрізняється. Хімічний склад казенне овечого молока вивчений менш детально.

Молочна сироватка містить приблизно 0,6% сироваткових білків, з яких 0,3% складає Р-лактоглобулін, близько 0,07% — а-лактальбумін; крім того, присутні сироватковий альбумін і імуноглобуліни. Подібно до казеїну. сироваткові білки утворюють колоїдні розчини. Під впливом нагрівання р-лактоглобуліни піддаються агрегації і можуть вступати в реакцію з к-казеїном. що приводить до збільшення тривалості коагуляції. Окрім більш за ретельного час утворення згустка, взаємодія між р-лактоглобуліном і казеїном обумовлює отримання м’якшого згустка, який повільніше виділяє вологу. У роботі розглядаються властивості генетичних варіантів р-лактоглобуліну (Е, Р. З) молока великої рогатої худоби породи Балі (Бантенг).

Сироваткові білки не утворюють такий еластичний або здібний до ущільнення згусток, як казеїн, і тому сприяють збереженню вологи, що сприяє зростанню мікроорганізмів. У сироварінні сироваткові білки спочатку беруть участь в утворенні згустка, але, будучи розчинними, віддаляються разом з сироваткою при його розрізанні або дробленні. Білки, що залишилися, стають частиною сирного тесту і беруть участь в утворенні запасу амінокислот, забезпечуючий смак і аромат сира, а також є метаболитами для мікроорганізмів. Проте якщо молоко сиру концентрується методом ультрафільтрації, в згусток переходить велика частина сироваткових білків, що збільшує об’єм отримуваного продукту.

Молозиво і маститне молоко містять велику кількість сироваткових білків, які утрудняють видалення вологи із згустка.

Мінеральні речовини молока

Речовини, які зазвичай класифікуються як зольні речовини (зола) молока, мають надзвичайну важливість для виробництва сира. Зола містить велику кількість металів (калій, натрій, кальцій, магній, марганець, залізо, мідь, кобальт, цинк, хром і нікель) і неметалів (сіра. хлор, фосфор і йод). Останні зазвичай присутні у вигляді кислотних залишків (сульфати, фосфати і хлориди), а також у складі таких необхідних компонентів, як солі лимонної кислоти, що руйнуються в процесі озолення. У загальному випадку в коров’ячому молоці виявляється присутність близько 25 елементів, хоча наявність деяких з них залежить від раціону годування тварин.

Не дивлячись на те що багато хто з цих компонентів присутній в молоці у вельми невеликій кількості, вони надзвичайно важливі для ферментів і інших структур. Наприклад, кобальт входить до складу вітаміну В!2, цинк — в карбоангидразу, магній — в аргіназу, молібден — в ксантиноксидазу, залізо — в ксантиноксидазу і в лактопероксидазу. Хоча ці елементи необхідні для багатьох реакцій, що відбуваються в молоці і згустку, їх не можна розглядати як “добавки”, оскільки їх кількість дуже низько.

Проте деякі солі молока мають величезну важливість для процесу виробництва сира, а кальцієві і магнієві солі фосфорної і лимонної кислот заслуговують особливої уваги. Хоча магній абсолютно не бере участь в утворенні міцел, він впливає на підтримку в молоці стійкої мінеральної рівноваги, а кальцій (у вигляді фосфату) входить в структуру казеїнового комплексу. Близько двох третин кальцію представлено у вигляді колоїдного розчину і одна третина — у вигляді дійсного розчину, хоча це співвідношення залежить від рівня рН і температури. Кількість кальцію, вступаючого в реакцію, складає менш однією десятою від загального його вмісту в молоці, а основна маса кальцію утворює комплекси з фосфатом, цитратом і казеїнами. Кількість доступного кальцію надає вплив на розмір казеїнових агрегатів, при цьому додавання хлориду кальцію перед внесенням сичужного ферменту збільшує розмір казеїнових міцел. З іншого боку, розбавлення молока водою до початку сичужного згортання може зменшити розмір міцел. У роботі показано, що іони кальцію грають велику роль в утворенні комплексів, чим іони магнію, калія або натрію.

Швидкість коагуляції під дією сичужного ферменту і щільність згустка зменшуються, якщо молоко нагрівається до температури вище 65°С; у роботі показаний вплив фосфату кальцію на синерезис сичужних згустків. Таким чином, на коагуляцію молока під дією сичужного ферменту роблять помітний вплив температура нагрівання і концентрація іонів кальцію. Якщо молоко, що зберігалося при низькій температурі (4 X), нагрівається до 35°С протягом 30 мин. час коагуляції наближається до звичайного. Молоко є полідисперсною системою, дисперсійне середовище якої представлене розчином лактози, деяких солей, розчинних протеїнів, розчинних жирних кислот, білків, вітамінів і амінокислот, тоді як дисперсні фази складаються з жирових кульок, казеїно-кальций-фосфатно-цитратних комплексів, фосфату кальцію і клітинних речовин (лейкоцитів і мікроорганізмів). В цілому система молока за нормальних умов знаходиться у відносно стабільній рівновазі, а висока буферна здатність спостерігається при рівні рН близько 7. Крім здатності утворювати з’єднання з солями молока, казеїн може розчинятися в слабокислих розчинах, таких як хлорид натрия молочна кислота за умов, що виникають в деяких типах сирного тесту під час пресування. Цей феномен впливає на процес “злипання” сирного зерна, що може додати сиру тверду текстуру або викликати збільшення утворення темних прожилків навколо макрозерен в деяких видах сирів.

Існує три головні джерела надходження ферментів в молоко: а) молоко в період секреції; б) мікроорганізми, що потрапляють в молоко під час його отримання (тобто мікроорганізми, що знаходяться в сосковому каналі); у) мікроорганізми, що потрапляють в молоко після доїння із стінок посуду і в процесі подальшої переробки. Деякі з цих мікробних ферментів зберігаються в молоці після загибелі і лізису кліток мікроорганізмів, і хоча присутні в дуже незначних кількостях, продовжують проявляти деяку активність протягом задоволеного тривалого часу.

З погляду біохімічної активності, пов’язаної з процесами травлення і ферментації їжі в рубці, недивно, що в молоці виявлено близько 40 ферментів. До основних ферментів відносять лактопероксидазу. рібонуклеазу, ксантиноксидазу. каталазу. альдолазу і лактазу, а також групи фосфатаз, ліпаз, естераз, протеаз, амілаз, оксидази і редуктаз.

Ліпази, пов’язані з оболонками жирових кульок, відрізняються від ліпаз плазми, які, як правило, залишаються в сироватці, за винятком пов’язуваних з казеїновими міцелами. Плазмові ліпази в молоці неактивні, поки не набувають активності в результаті гомогенізації і руйнування оболонок жирових кульок або після нагрівання, що вивільняє рідкий жир. Мембранні ліпази міцно пов’язані з оболонкою жирових кульок.

Ліполіз в молоці може прискорюватися при нагріванні охолодженого молока до температури вище 32 °С з подальшим охолоджуванням до точки застигання молочного жиру. внаслідок чого молоко швидше стає згірклим. Це може відбуватися, якщо тепле уранішнє молоко додають до холодного вечірнього молока, після чого охолоджують суміш до температури нижче 20°С. Подібна ситуація може спостерігатися при використанні великих танків для збору фермерського молока, якщо устаткування, що охолоджує, не відповідає прийнятим стандартам. Процес згіркнення молока в місцях з холоднішим кліматом (наприклад, в Шотландії. Скандинавії) може бути викликаний швидким прогоном теплого молока (з гарячим обдуванням) через вакуумні системи трубопроводів від доїльних апаратів в охолоджувачі. Аерація і збовтування молока у вакуумних системах викликають активізацію ліполітичних ферментів, сприяючих згіркненню. Крім того. поза сумнівом, що молоко окремих тварин може бути схильне до спонтанного згіркнення. але цей недолік можна усунути, змішавши його з молоком, не схильним до згіркнення.

Оскільки куховарська сіль знижує активність ліпаз, деякі сировари в призначене для зберігання молоко додають сіль. В деяких випадках додавання хлориду натрію до порції вечірнього молока в цілях контролю ліполізу виправдане, але сіль може робити негативний вплив на активність сичужного ферменту, а знижена швидкість коагуляції може приводити до отримання м’якого сирного згустка, що погано відокремлює вологу.

Деякі сировари, що спеціалізуються на виробленні італійських різновидів сирів (наприклад, пармезан), навмисно підсилюють ліполіз, щоб добитися смаку, характерного для певного вигляду; при цьому вони прагнуть уникати пастеризації молока, щоб звести до мінімуму втрату ліпаз. Деякі ліпази виробляються в молоці в результаті забруднення мікрофлорою, наприклад, псевдомонадами, мікрококами і бацилами; на ліполітичну активність впливають навіть стрептококу ці мікробних ліпази роблять негативний вплив на смак готового сиру. Виробники даного класу сирів як коагулянт найчастіше використовують сичужний порошок (суміш хімозину і пепсину), а не сичужний екстракт, оскільки він володіє вищою ліполітичною активністю.

В протилежність ліпазам кількість естераз в молоці невелика. Естерази відповідальні за деякі зміни ліпідів, але в дозріванні сиру грають незначну роль.

Навпаки, лужна фосфатаза є естеразою. яка каталізує гідроліз органічних фосфатів. Мабуть, цей фермент в значній мірі адсорбується оболонками жирових кульок. Оскільки при пастеризації він руйнується, ефективність теплової обробки молока контролюють пробої на фосфатазу. Кисла фосфатаза (тобто фосфамоноэстераза) також присутній в молоці. Вона стійка при температурі 96 °С, але її дія на молоко або згусток, мабуть, мінімально.

Ксантіноксидаза (“фермент Шардінгера”) каталізує окислення альдегідів, і тому цікавий для сироварів. Цей фермент є редуктазою, проявляє активність при температурі 75-80°С і перетворює нітрати на нітрит. Козине молоко, мабуть, не володіє подібним ферментним комплексом. Проте численні редуктази можуть проникати в молоко (а згодом — в згусток) разом із сторонніми мікроорганізмами.

Кількість пероксидази в молоці значно варіює. Вона сприяє виділенню кисню з пероксиду водню. Даний фермент витримує нагрівання до температури 80°С і використовується для контролю ефективності високотемпературної пастеризації молока. Деякі типи молока пероксидазу не містять або містять в невеликих кількостях.

На відміну від пероксидаз, сприяючих виділенню активного кисню, каталазу викликає розкладання пероксиду водню на воду і неактивний кисень. Молозиво і молоко від хворих тварин містять велика кількість каталази. що часто супроводжується присутністю великої кількості бактерій і лейкоцитів, що дозволяє виявляти маститне молоко шляхом підрахунку кількості соматичних кліток ( коцитов) що замінило пробу, що застосовувалася раніше, на каталазу. Каталаза використовується для знищення небажаних мікроорганізмів замість звичайної термообробки молока. Для повної инактивациї каталази необхідне нагрівання молока до 90-95°С, оскільки після інактивациї при звичайній пастеризації можлива її часткова реактивація. Під час коагуляції молока каталаза осідає разом з казеїном.

Протеази в молоці каталізують гідроліз зв’язків в ланцюгах амінокислот з утворенням пептидів і амінокислот. Хоча кількість цих ферментів в сирі невелика, вони роблять значний вплив на смак, консистенцію і навіть текстуру сира. Деякі з цих з’єднань беруть участь у формуванні аромату сира, особливо при їх розпаді до аміаку, наприклад, в сирі, що дозріває за участю цвілі. Оскільки протеази в молоці під впливом нагрівання до 75-85°С розпадаються, подальше зростання мікроорганізмів забезпечує необхідний для розщеплювання протеїнів запас протеаз і пептидази. Хоча велика частина цих ферментів переходить в згусток і бере участь в дозріванні сира, деякі втрачаються разом з сироваткою, приєднуючись до сироваткових білок.

У коров’ячому молоці лактаза бере участь в розщеплюванні лактози з утворенням глюкози і галактози, які придатніші для використання мікроорганізмами в молоці або згустку. На відміну від коров’ячого молока козине і молоко інших ссавців не містять лактази або містять її в незначній кількості.

Амілаза потрапляє в молоко з крові, у зв’язку з чим раніше використовувалася для виявлення мастита.

Активність більшості інших ферментів в молоці незначна, багато хто з них розпадається при звичайній тепловій обробці. Ферментні системи, необхідні для правильного дозрівання сира, утворюються такими, що ростуть в молоці після термообробки мікроорганізмами (тобто термостійкими видами і мікроорганізмами заквасок). Тим часом теплова обробка може зруйнувати систему бактерійних ферментів, необхідних для вироблення сира з насиченим ароматом.

Крім своєї живильної функції, кількість певних вітамінів може робити вплив на метаболічну активність мікроорганізмів в сирі.

Вітамін А — жиророзчинний вітамін, і хоча велика його частина адсорбується жиром, деяка кількість залишається пов’язаною з глобулінами і іншими сироватковими білками; теплова обробка майже не викликає втрати цього вітаміну в молоці. Живильна цінність вітаміну А для організму пов’язана з присутністю не тільки самого вітаміну, але і його каротиноидних провітамінів (а-, (3- і у-каротина), кожен з яких перетвориться в організмі у вітамін А. Враховуючи цей зв’язок з каротиноїдами. можна бачити, що вміст вітаміну А в літньому молоці в 15 разів вище, ніж в зимовому. Ці каротиноїди мають темно-жовтий колір, і хоча не всі вони перетворяться у вітамін А, саме вони додають забарвлення молоку і сиру, яка особливо помітна в літній період.