Механизм сычужного свертывания и факторы его определяющие

 

Хаммарстен выделял в процессе свертывания два этапа, первый из которых, соответствующий фазе специфического воздействия фермента, вызывает ограниченный протеолиз с выделением протеозови образование параказеина в кальциевой среде.

В 30-е годы Линдерстром-Ланг и Хольтер выдвинули теорию согласно которой устойчивость казеинового комплекса молока обеспечивается благодаря присутствию определенного компонента играющего роль стабилизатора. В процессе первичной фазы коагуляции сычужный фермент расщепляет именно этот компонент, а во второй фазе происходит флокуляция дестабилизированного казеинового комплекса.

Более поздние работы Ничмана, Алекса и Гарнье), подтвердили что свертывание молока сычужным ферментом происходит в две фазы:

- первичная ферментативная фаза характеризуется тем, что сычужный фермент расщепляет стабилизирующий компонент казеиновой мицеллы - -казеин; этот процесс сопровождается выделением пептида (казеиномакро-пептид);

- вторичная фаза коагуляции соответствует образованию геля и агрегированию измененных под действием фермента мицелл.

 

Плакат 6

 

По мнению Паенса, центры агрегирования мицелл, по всей вероятности, не распределены равномерно, по всей поверхности, а взначительной степени локализованы, чем, по –видимому, может объяснятся тот факт, что дестабилизация мицелл ведет не к выпадению плотного осадка, а к образованию весьма неплотной белковой сетки, охватывающей всю водную – фазу.

Обе вышеуказанные фазы могут быть представлены в виде двух следующих уравнений:

Е+S↔ES→E+P+C

iP k_s Pi

 

в которых E, S, P и C соответственно обозначают фермент, субстрат пара-казеин и казеиномакропептид, а k_s – константу скорости агрегирования параказеина.

 

Плакат 7

 

Факторы, определяющие сычужное свертывание

 

1. Вид используемого фермента (в зависимости от относительного содержания в нем химозина и пепсина)

2. Концентрация фермента - известно, что время коагуляции t_c обратно пропорционально количеству используемого фермента. Правило Сторка и Сегелке, действительное для определенных диапазонов температуры, рН и концентрации фермента выражается уравнением t_c = t_o+K/C, в котором К – константа, С – количество фермента, t_o – время между моментом прекращения ферментной реакции и моментом свертывания. Оно лежит в основе определения свертывания.

Согласно теории Пайенса продолжительность коагуляции обратно пропарционална величине квадратного корня из максимальной скорости протекания ферментной реакции V и костантой скорости агрегирования k_s. Отсюда t_c –обратно пропорциональна концентрации фермента:

3. Температура. Процесс свертывания в значительной мере зависит от температуры. При температурах ниже 10 °С свертывание молока не происходит. В диапазоне температур от 10 до 20 °С и даже до 40-42 °С скорость свертывания постепенно нарастает. Затем свертывание прекращается, фермент теряет свертывающую активность.

4. Активная кислотность. Влияние рН на продолжительность коагуляции и плотность геля довольно существенно. Продолжительность коагуляции короче, а плотность геля выше в случае, если рН опускается ниже уровня рН молока. Напротив, при повышенном рН (выше 7) коагуляция прекращается, поскольку фермент быстро теряет свою свертывающую активность.

Плакат 8

 

Способность молока к сычужному свертыванию. Факторы свертывания молока, определяемые его индивидуальными особенностями

 

Качество молока, предназначенного для производства сыра, может определятся как способность обеспечивать получение высококачественного продукта в нормальных технологических условиях и с достаточно высоким выходом. Это качество зависит от поведения молока по отношению к сычужному ферменту. В некоторых случаях свертывание молока происходит медленно с образованием дряблых, рыхлых гелей. В других случаях молоко свертывается быстро; образовавшийся гель отличается повышенной плотностью, полученный сгусток имеет нормальную консистенцию. Все эти различия во многом зависят от обработки молока перед запуском в производство.

При внесении сычужного фермента в молоко, происходит переход его из жидкого состояния в гелеобразное с постепенным уплотнением образовавшегося геля.

В качестве контрольных параметров для определения готовности молока к сычужному свертыванию обычно используют такие показатели как:

- продолжительность свертывания;

- скорость уплотнения геля и его максимальная плотность

- характерные модули сдвига;

- скорость протекания и размеры синерезиса.

 

Плакат 9

 

Продолжительность свертывания – это время, проходящее с момента внесения сычужного фермента до момента появления первых хлопьев. Хлопья соединяются между собой, образуя гель, который постепенно приобретает определенную плотность. Затем белковая сетка геля сжимается, что сопровождается выделением сыворотки; это явление называется – синерезисом

Определение продолжительности свертывания чаще всего осуществляется по методу Бриджа. Метод основан на наблюдении за появлением первых хлопьев на стенке вращающееся трубки или стеклянной пластине, погруженных в восстановленное молоко после внесения в него сычужного фермента в строго контролируемых условиях. Оценку уплотнения проводят с помощью торсионных (крутильных) вискозиметров типа тромбоэластографа или крутильного динамометра Флинта.

 

Плакат 10