Химические реакции при формирования сычужного сгустка
Получение сычужного сгустка является одним из самых сложных процессов в биотехнологии сыроделия, в основе которого лежит энзиматическое превращение казеина в параказеин, из которого впоследствии формируется пространственная структура сгустка. Параказеин образуется вследствие потери казеином коллоидной устойчивости, вызванной гидролитическим действием реннина или других молокосвертывающих ферментов. Механизм расщепления казеина до конца не выявлен, хотя этому вопросу посвящено много исследовательских работ. В настоящее время наиболее распространены две теории: фосфоамидазная (П. Ф. Дьяченко) и гидролитическая (Ничман, Але, Гаринье). Согласно первой теории происходит разрыв одной из двух связей остатков фосфорной кислоты с казеином, а именно фосфоамидной связи. В параказеине освобождаются щелочные гуанидиновые группы аргинина и гидроксильные группы фосфорной кислоты. На второй стадии гидроксильные группы фосфорной кислоты связывают ионы кальция и создают «кальциевые мостики» между мицеллами параказеина, образуется сгусток.
Авторы гидролитической теории считают, что под действием молокосвертывающего фермента происходит разрыв пептидной цепи к-казеина на участке Phe10s - Met|06 и от мицеллы казеина отщепляется гликомакропептид. Вследствие этого к-казеин превращается в пара-к-казеин и теряет свою способность обеспечивать коллоидную устойчивость казеиновых мицелл.
Параллельно с биохимическим превращением казеинового комплекса в 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 дисперсности 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 индукционного периода скорости обоих процессов становятся равными. Затем в конце периода скорость агрегации частиц увеличивается и после его завершения достигает максимума.
Таким образом, во время этого периода параллельно с гидролизом имеют место сложные изменения дисперсности структур.
После завершения индукционного периода продолжается формирование структуры с нарастающей скоростью. Вначале происходит агрегация отдельных параказеиновых частиц, т. е. так называемая флокуляция. Далее следует стадия формирования трехмерной пространственной структуры. 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.
Реологические показатели сгустка зависят от концентрации казеина и солей кальция в молоке, его кислотности и температуры свертывания. При низком содержании белка получается непрочный сгусток и при его обработке увеличиваются потери белка и жира с сывороткой. Добавление солей кальция и повышение кислотности в допускаемых пределах повышают прочность и эластичность сгустка. Это положительно влияет на синерезис, выход продукта и его консистенцию.
