Две стадии образования сгустка, флокуляционный метод и метод вращающегося сосуда

Хочу продолжить знакомить вас постепенно с книгой, над которой сейчас работаю. Следующая глава, часть которой я предлагаю прочитать, называется «Первое превращение молока» и посвящена описанию механизма действия молокосвертывающих ферментов.

Первое превращение молока

Что нужно сделать для того, чтобы молоко стало сыром? Просто отделить основные твердые компоненты – жир и белок – от жидкости. Для этого существуют два основных способа и несколько их вариантов.

Первый и самый простой – это повысить кислотность молока. В самом примитивном варианте – дать молоку скиснуть. Это наблюдали все практически без исключения. Оставили молоко в тепле – и вот через некоторое время оно становится густым, а еще немного погодя само по себе делится на сгусток и зеленоватую сыворотку. Остается только откинуть всю массу на дуршлаг, дождаться пока стечет вся жидкость и вот мы получили сыр. Мягкий кисломолочный сыр. Такой способ называется кислотной коагуляцией белка или кислотной коагуляцией. Но это не совсем то, что нам нужно, чтобы почувствовать себя настоящими сыроделами. Сыр же должен быть «желтый твердый и с дырками»? Поэтому пока оставим более подробное рассмотрение первого способа и перейдем ко второму. К первому мы еще вернемся и я расскажу, что на самом деле он позволяет делать отличные сыры, а не только густую простоквашу. Но сначала посмотрим, как получается твердый «желтый с дырками» сыр.

Для получения таких сыров используется второй способ – ферментативная коагуляция. Название способа говорит о том, что в нем используется специальное вещество, которое называется в общем случае «молокосвертывающий фермент» или просто «фермент». Фермент еще называют «энзим», но это не более, чем другое название. В литературе встречается так же название «ренет» которое является производным от английского слова «rennet», которое в переводе и означает «молокосвертывающий фермент». Молокосвертывающих ферментов множество. Они имеют разное происхождение и называют их по-разному. Но правильное общее название для всего множества – молокосвертывающий фермент. Не «сычужный фермент», не «ренин» и не прочее разное, хотя эти названия и применимы для отдельных видов молоксвертывающих ферментов.

Что же происходит в молоке при внесении в него фермента? Все основные белки молока в обычном его жидком состоянии существуют в виде микроскопических частиц – мицелл. Основные белки молока называются казеины. Их в свою очередь три вида: альфа-, бета- и каппа-казеины. Зачем это знать? А за тем, что белковые (казеиновые) мицеллы – не просто соединенные вместе белки, а белки, соединенные вместе определенным образом. Внутри каждой мицеллы находятся альфа- и бета-казеины, а каппа-казеин образует вокруг них оболочку. И не просто оболочку, а оболочку с торчащими наружу кусками молекул, делающими мицеллу похожей на маленького ежа с торчащими иголками. И каждая иголка несет на себе отрицательный электрический заряд, окружая этим зарядом всю мицеллу. Одноименно заряженные ежи-мицеллы отталкиваются друг от друга. Это отталкивание не дает им соединиться вместе и именно поэтому молоко остается жидким коллоидным раствором и ничего в нем в обычном состоянии в осадок не выпадает. Между казеиновыми мицеллами плавают шарики жира (жировые глобулы). Они больше мицелл и значительно легче воды. Поэтому и всплывают вверх, образуя слой сливок, если молоко длительное время оставить без перемешивания. Подробно о молоке и его составе отдельный большой рассказ. А сейчас о превращении молока в сыр.

Молокосвертывающий фермент расщепляет каппа-казеин – преимущественно именно каппа-казеин, и расщепляет его почти исключительно по одной связи в молекуле. Именно по той связи, которая отделяет большую молекулу от «иголки», торчащей наружу из шарика мицеллы. Внесенный в молоко фермент довольно быстро «бреет» всех ежей-мицелл. «Иголки», «сбритые» с мицелл, называются макропептидами. Они растворимы в воде и уйдут вместе с сывороткой. Жаль, мы теряем на этом около 5-ти процентов белка. Но зато получаем возможность отделить белок и жир от сыворотки.

Теперь эти мицеллы называют уже не казеиновыми, а параказеиновыми, поскольку казеины в них уже не те, что в начале. Фермент их изменил. Эти параказеиновые мицеллы, лишенные макропептидов-иголок, а вместе с ними и электрических зарядов, слипаются в более крупные образования, которые называются флокулы. Флокулы – это уже тысячи и десятки тысяч мицелл, слипшихся вместе, но все равно очень маленькие, невидимые простым глазом образования. Когда все мицеллы слиплись во флокулы, молоко перестает быть жидкостью и становится гелем. Легкая пластиковая баночка с плоским дном, установленная на поверхность молока, уже не двигается при легком толчке, и при попытке придать ей вращательное движение как будто на резинке возвращается в исходное положение. Первая стадия образования сгустка под действием молокосвертывающего фермента закончилась. Наступила точка флокуляции.

мицелла-флокула

Во второй стадии образования сгустка флокулы начинают постепенно создавать пространственную структуру. Сначала образуются короткие, потом более длинные цепочки из флокул. Цепочки становятся толще, длиннее и образуют связи между собой. Постепенно удлинняющиеся цепочки с поперечными связями создают пространственную решетку или параказеиновую матрицу, в «ячейки» которой захватываются жировые глобулы и вода. В образовании связей между флокулами и создании пространственной структуры геля участвуют ионы кальция. Нет полного согласия среди больших умов в том, как именно ионы кальция способствуют образованию этих связей. Но однозначно доказано, что без ионов кальция или при малом их количествее сгусток образуется очень плохо либо не образуется вовсе. В построении самой параказеиновой матрицы участвует также коллоидный фосфат кальция. Он образует упругие амортизирующие вставки в решетке, делая ее гибкой и эластичной. Часть нерастворимого кальция фосфата может переходить в растворимую форму и наоборот. Вот так выглядит основа будущего сыра: пространственная параказеиновая решетка (параказеиновая матрица), связанная воедино при участии ионов кальция с «прокладками» из коллоидного кальция и содержащая в каждой ячейке решетки жир и воду.

Чем дольше длится вторая стадия образования сгустка, тем более оформленной становится решетка, и тем больше воды она способна удержать внутри своих ячеек. И чем дольше длится вторая стадия, тем больше влаги будет содержать сгусток, а значит и будущий сыр. И это есть величайшее открытие в сыроделии конца двадцатого века – обнаружение двух стадий образования сгустка из молока под действием молокосвертывающего фермента. Почему это так важно? Потому что, опираясь на это открытие, мы можем с помощью простейших приемов очень точно задать начальную влажность сгустка, которая, в свою очередь, определит влажность полученного сыра. А влажность сыра – это один из самых главных параметров, определяющих, каким будет сыр – его структура, текстура (рисунок) и даже запах и вкус.

После внесения в молоко фермента мы просто устанавливаем на поверхность молока упомянутую выше легкую, лучше пластиковую, баночку с плоским дном. Она свободно двигается и вращается на поверхности молока. Но ее движение становится все более и более затрудненным и наступает момент, когда баночка перестает двигаться при легком толчке, а при попытке придать ей вращательное движение не только не вращается, а даже возвращается в исходное положение, как будто она находится не в молоке, а в мягкой упругой резине. Так мы определяем наступление точки флокуляции – момента, когда все молекулы каппа-казеина расщеплены, параказеиновые мицеллы лишились защитного электрического заряда и слиплись во флокулы. Первая стадия образования сгустка закончилась. Это называется «метод вращающегося сосуда для определения точки флокуляции». Этот метод не что иное как блестящая практическая реализация научного открытия двух стадий образования сгустка.

Далее, после того как мы определили время до точки флокуляции, мы даем время для протекания второй стадии процесса – образования пространственной структуры. Время это задается при помощи «мультипликатора флокуляции». Мультипликатор флокуляции – это число, на которое мы умножаем количество минут, прошедшее от момента внесения фермента в молоко до точки флокуляции, т. е. до того момента, как наша баночка перестала вращаться. Например, если от внесения фермента до точки флокуляции прошло 12 минут, а мультипликатор флокуляции для сыра, котрый мы делаем, равен трем, мы дожны умножить 12 минут на три. Полученное время – тридцать шесть минут – мы отсчитываем от момента внесения фермента. Это важно! Не от момента остановки баночки, не от момента окончания перемешивания молока с ферментом, а именно от момента внесения фермента в молоко. Внесли фермент в 10:00, перемешали молоко с ферментом пару минут, точка флокуляции наступила в 10:12. Таким образом, мы получили время до точки флокуляции 12 минут. Применили мультипликатор 3, получили общее время до нарезки сгустка 36 минут. Делать следующую операцию – резать сгусток на кусочки, которые называются «зерно», начнем в 10:36. Не раньше и не позже. Вот и все, что нужно для первичного контроля влажности. Часы с секундной стрелкой и легкая баночка. Никаких хитрых и дорогих приборов. А точность метода поразительная.

Мультипликаторы флокуляции – это значения, которые обычно указываются в рецептах изготовления сыров. Если таких указаний нет, можно опираться на простое правило. Для самых твердых сыров (Пармезан) мультипликатор равен двум. Для полутвердых сыров (Гауда, Российский) мультипликатор обычно три, для мягких (Камамбер) – шесть. Опираясь на эти базовые цифры и внося свои коррективы, можно лего добиваться нужной влажности сыров.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

11 комментариев к записи “Две стадии образования сгустка, флокуляционный метод и метод вращающегося сосуда”

  1. Radik:

    Спасибо Павел! Написано просто, понятно, как говорится «объяснил на пальцах»! Видно, что человек понимает, то, о чем пишет, а главное, умеет донести до читателя. Успехов Вам, в создании Вашей книги!

  2. cheesehead:

    Спасибо, Радик!

  3. NautovAndrei:

    +5! Спасибо, это очень интересно и понятно.

  4. Serg:

    Спасибо! Как говорил один профессор, «если человек может объяснить предмет просто, значит он знает дело» !)
    Имею вопрос: в моей голове всегда бытовало мнение, что субмицеллы казеина скреплены в мицелллы с помощью коллоидного фосфата кальция, именно это не дает отрицательно заряженным субмицеллам разлететься по водным протсторам…- в научном мире это не так? И еще одна мысль коллоидный фосфат кальция не разделяется при коагуляции на Са2+ и НРО2-4 ? Он входит в решетку с фосфатной группой ?
    Еще раз Спасиб

  5. Serg:

    И простите, еще один очень важный для меня вопрос:
    В последнее время нет стабильного источника молокосвертывающего фермента, даже один и тот же фермент с разным сроком производства имеет разную степень действия, уж не говоря о том, что «мощность» фермента от 1:5000 до 15000 и не всегда указывается производителем и не всегда соответсвует действительности. На что ориентируются в профессиональной среде при дозировке фермента? Ведь от этого зависит достижение флокуляции во всех частях и в объективное время.

    • cheesehead:

      Перед использованием в первый раз конкретного фермента или же переходе на другой источник молока целесообразно сделать пробу на свертываемость. Берем 100 мл молока, добавляем расчетное количество фермента и приходим к пониманию того, сколько его потребуется для достижения флокуляции в объективное время 🙂

  6. cheesehead:

    Не думаю, что каждому сыроделу стоит лезть глубже мицелл. Но если хотите, то рассматривать коллоидный фосфат кальция в качестве единственной причины устойчивости мицелл это тоже упрощение. По крайней мере участие гидрофобных связей установлено точно и есть еще не выясненные до конца причины устойчивости мицелл.
    Выделение ионов кальция из коллоидного фосфата зависит от кислотности среды. Чем выше кислотность, тем больше образуется ионов и меньше коллоидного фосфата. Но часть его все же остается в виде комплексного соединения включающего фосфатную группу, которая входит в параказеиновую матрицу. «Решетка» это еще одно упрощение для наглядности. На самом деле структура более затейливая. Т.е. коллоидный фосфат кальция встроен в параказеиновую матрицу всегда, а его количество зависит от активной кислотности среды.

    • Serg:

      спасибо! Я биолог немного больше ,чем сыродел , потому мне оно интересно.Буду ждать вашу обещанную статью про молоко. Если так же просто распишите механику золь-гель перехода, буду хлопать громче всех!)
      ПС про свертывающий фермент.
      Это конечно хорошо, когда можно заранее взять и сделать пробу…, но мне, живущему в центре большого мегаполиса, такое не доступно, молоко привозит знакомая вечером и сырование начинается тут же и длится до ночи, эксперименты ставить уже нет времени , даже закваски не сделать , поскольку молоко привозят раз в неделю))) Так вот и крутимся, используя нативный опыт, знания по предмету и электронные приборы))) С учетом адаптирования к квартирной влажности приходится менять , можно сказать все принципы синерезиса))
      Магазинное молоко другое и пробы на нем не дают схожего результата…

      • cheesehead:

        Закваски вполне можно сделать и заморозить. Один раз делаете вместо сыра закваски и пользуетесь потом спокойно. Или вместе с сыром, тоже можно приспособиться. На круг меньше времени уйдет даже.
        Подберете один раз конкретный фермент к конкретному молоку и работайте дальше. Нет нужды пробы делать каждый раз.
        А про магазинное молоко лучше забыть. Вероятность сделать из него сыр ферментативной коагуляции крайне мала.
        P.S. Оно Вам сильно надо в деталях знать как происходит превращения золя в гель? На практике без этого знания вполне можно обходиться, если Вы не пишете диссертацию. А если сил нет хочется узнать — почитайте Гудкова. Толково все написано и как раз по Вашему желанию с описаниями всех возможных механизмов и физико-химических процессов.

  7. Serg:

    Спасибо. Может замороженные стоит попробовать, у них некоторая сложность с дозировкой)). Считаете они работают лучше dvs культур?
    Да, интересно не как сыроделу любителю. Я читал навалом литературы по биохимии молока Дуденковых, Горбатова, Гудкова не помню… Очень любят российские авторы писать сложным языком, мысль в голове не укладывается и не задерживается. Вы очень хорошо пишете, про сложные процессы, просто и запоминательно..)

  8. Kshisija:

    Доброе утро. Мне всегда легче что-либо делать, когда я понимаю смысл процесса. Спасибо, Павел, объяснили доступно.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.

Яндекс.Метрика