Препарат животного происхождения в сыре что это такое
Молокосвёртывающие ферментные препараты
Новости, цены и предубеждения рынка
Молокосвёртывающие ферментные препараты входят в число необходимых компонентов для производства сыров. На примере России рассмотрим современное состояние рынка таких препаратов, проанализируем причины популярности или непопулярности у сыроделов отдельных их видов.
Молокосвертывающие ферментные препараты животного происхождения
Традиционно для производства сыров использовался сычужный фермент (СФ), получаемый из желудков телят. В его составе — ферменты химозин и пепсин. Химозин обладает высокой молокосвертывающей активностью и низким уровнем нежелательной протеолитической активности. Пепсин имеет сравнительно низкую молокосвертывающую активность при высоком уровне протеолитической активности. Чем больше значение соотношения химозин/пепсин в СФ, тем лучше качество сыров, получаемых с таким ферментом.
Читайте по теме:
Современные ферменты микробного происхождения: перспективы применения в сыроделии
Развитие сыроделия в XX веке происходило столь высокими темпами, что столкнулось с проблемой получения в необходимых количествах телячьего сычужного фермента. Его стали заменять пепсином, выделяемым из желудков взрослых коров, других сельскохозяйственных животных и птиц. Однако такие заменители в сравнении с СФ имели ряд существенных недостатков:
Для компенсации этих недостатков были созданы комбинированные молокосвертывающие ферментные препараты (МФП), содержащие в своем составе химозин и пепсины (не более 50 %). Использование комбинированных препаратов позволило получать сыр приемлемого качества и отчасти решило проблему дефицита СФ.
В настоящее время на рынке представлен широкий ассортимент МФП животного происхождения: от самых дешевых (с наибольшим содержанием пепсина) до самых дорогих (с максимальным содержанием химозина). В 2017 году МФП российского производства составляли менее 7 % на российском рынке (в пересчете на молокосвертывающую активность). Полная картина сегмента, конечно, включает и поставки по импорту.
Перечень импортируемых в Россию марок МФП животного происхождения представлен в табл. 1.
На основании анализа ассортимента МФП, используемых российскими сыроделами, можно сделать выводы о востребованности животных МФП разного состава. Распределение на рынке импортируемых в Россию МФП животного происхождения по составу и марке препарата представлено на рис. 1.
Как видно из рисунка, наибольшей популярностью среди МФП животного происхождения пользуются препараты в жидкой форме с содержанием химозина 80 %. Они имеют лучшее соотношение цены и качества и позволяют производить высококачественные сыры при умеренных затратах на фермент. МФП с более высоким содержанием химозина (90 и 95 %) — на втором месте по востребованности из-за высокой цены. Так, препараты Carlina и Clerici в 2–3 раза дороже, чем Kalase или Naturen.
Комплексные препараты с содержанием химозина менее 80 % пользуются гораздо меньшим спросом. МФП с 20 % химозина (пепсины) представлены на рынке в ничтожно малом количестве. Это свидетельствует о том, что их качество не устраивает производителей сыра. Пепсины — традиционные, более дешевые заменители СФ — в настоящее время в промышленном сыроделии не применяются. На смену им пришли микробные МФП, имеющие столь же низкую цену, но позволяющие производить более качественные сыры.
Рис. 1. Распределение МФП: а — по составу; б — по марке (химозин/пепсин)
МФП микробного происхождения
В конце 1960-х годов было начато производство микробных МФП, получаемых от специально отобранных микроорганизмов. Микробные МФП ранних серий выпуска имели существенные недостатки: излишне высокую протеолитическую активность (что приводило к быстрому перезреванию сыров) и термоустойчивость (вызывало ферментативную порчу подсырной сыворотки). С использованием таких МФП можно было выпускать только не созревающие разновидности сыров, так как в процессе созревания образовывались горький вкус и мажущаяся консистенция.
Из-за недостаточной информированности технологи сыродельных предприятий считают, что подобные недостатки сохраняются и у современных микробных МФП, и опасаются использовать такие препараты в производстве. На самом деле, современные препараты имеют очень высокую степень очистки, а их протеолитическая активность и термоустойчивость снижены до требуемых пределов. Сыры на основе современных микробных МФП по качеству сопоставимы с сырами, произведенными с натуральным СФ.
В табл. 2 приведен список МФП микробного происхождения, импортируемых на российский рынок.
Рекомбинантные МФП
Микробные МФП, выпускаемые по технологиям, имевшимся к 1980-м годам, значительно уступали по своим технологическим свойствам сычужному ферменту из-за меньшего выхода и малого срока хранения сыров, связанного с их ускоренным перезреванием. Поэтому к концу 1980-х были разработаны рекомбинантные МФП. С помощью методов генной инженерии созданы штаммы микроорганизмов с внедренным генным кодом, позволяющим микробной клетке продуцировать молекулы химозина. После выделения из микробных клеток и очистки удалось получить препарат химозина, идентичный по специфике действия химозину теленка и полностью свободный от примеси пепсина, присущей натуральному СФ. Фермент, полученный от микроорганизмов с измененным генным кодом, так называемых рекомбинантных микроорганизмов, принято именовать рекомбинантным. Также принято пользоваться наименованием «ферментационный химозин». С помощью рекомбинантных МФП, производство которых начато с начала 1990-х годов, появилась возможность производить сыры, не уступающие по качеству сырам с натуральным сычужным ферментом.
В табл. 3 приведен современный ассортимент МФП на основе рекомбинантных химозинов.
Ожидалось, что большинство сыроделов незамедлительно перейдет с сычужного фермента к использованию рекомбинантных МФП ввиду их значительно более низкой стоимости при полной идентичности действия. Однако этого не произошло из-за предубеждения потребителей к продукции, полученной с применением методов генной инженерии, и запрета в отдельных странах на продажу таких продуктов.
В соответствии с ТР ТС 033/2013 (раздел XII, п. 89), ТР ТС 029/2012 (Приложение 26) и ТР ТС 022/2011 (п. 4.11, пп. 2) маркировка сыров, произведенных с использованием рекомбинантных МФП, должна включать:
Однако такая информация вызывает негативную реакцию у потребителей. Это сдерживает распространение рекомбинантных МФП в сыроделии.
Сведения о 10 наиболее распространенных на российском рынке зарубежных МФП приведены в табл. 4.
Из табл. 4 следует, что самым востребованным препаратом на российском рынке является рекомбинантный МФП Chy-Max Powder Extra. Мало уступает лидеру рынка микробный МФП Fromase 750 XLG, третье место принадлежит традиционному МФП животного происхождения Kalase 150.
Сравнение цен на МФП разного происхождения, импортируемые в Россию (в пересчете на молокосвертывающую активность), представлено на рис. 2.
Рис. 2. Оптовые цены без учета таможенных сборов, коммерческих наценок фирм-продавцов и НДС
Из диаграммы видно, что в пересчете на молокосвертывающую активность рекомбинантные и микробные МФП имеют более низкую цену, чем традиционные МФП животного происхождения. С этим связана высокая популярность рекомбинантных и микробных МФП на российском рынке. На стоимость влияет и форма выпуска препарата — жидкая или сухая. Большая часть МФП животного происхождения, поступающих в Россию, имеет жидкую форму, они являются самыми дешевыми.
Выводы
Преимущественное использование современных МФП рекомбинантного и микробного происхождения — рутинная практика российского сыроделия. Анализ иностранной литературы свидетельствует, что ситуация на российском рынке МФП в целом соответствует общей ситуации на мировом рынке. Скорее всего, в соответствии с общемировыми тенденциями использование животных МФП в российском сыроделии в перспективе будет снижаться. Причина — довольно высокая стоимость традиционных животных МФП, а также растущее в связи с развитием технологий качество микробных и рекомбинантных МФП.
Ферменты и ферментные препараты в сыроделии
Свертывание молока – одна из важнейших технологических операций в сыроделии. От скорости образования и структурно-механических свойств сырного сгустка зависит структура, консистенция, рисунок и другие показатели готового продукта. Коагуляцию казеина осуществляют, как правило, под действием сычужного фермента или используют ферментные препараты, или под влиянием изменения кислотности.
Ферменты и ферментные препараты в сыроделии: как они действуют
Сычуг из желудка теленка молочного возраста содержит 88-98% химозина и 2-12% пепсина. В сычуге же взрослого животного содержание этих ферментов имеет практически обратную пропорцию. Таким образом, если именно химозин есть активной частью сычужного фермента, то
лучшим источником получения ферментных препаратов для сыроделия является сычуги двух-трехнедельных молочных телят.
Сычужный фермент дорого стоит, поэтому во всем мире его используют прежде всего для производства элитных сыров.
Пепсин активнее в зрелом молоке и при расщеплении казеина образует горькие пептиды. Поэтому в состав смеси сычужного фермента и говяжьего пепсина его добавляют всего 15%, и в чистом виде применяют преимущественно для производства кисломолочных сыров, срок реализации которых значительно меньше, чем возможное проявление горечи. Коагуляционная активность сычужного (телячьего) фермента и говяжьего пепсина и их смеси является максимальной при рН 6,5.
Куриный пепсин применяют для сыров со сроком хранения не более 2 недель. Сычужные ферменты свиней, козлят, ягнят, буйволов могут частично заменять сычужный фермент телят в соотношении 50:50 и 30:70.
Процесс сычужного свертывания молока
Суть процесса сычужного свертывания молока до сих пор полностью не выяснена. Известно лишь, что процесс коагуляции белка происходит поэтапно. Основной белок молока – казеин – состоит из нескольких фракций, из которых только одна – х-казеин – гидролизуется химозином. Гидролизу подвергаются одновременно многочисленные пептидные связи, и х-казеин расщепляется как в растворимой, так и в нерастворимой фракциях.
Как продукт гидролиза идентифицирован гликопротеид с содержанием углеводов до 28%. Нерастворимую фракцию, которая образуется в результате гидролиза х-казеина химозином, называют пара-х-казеином. Неглубокий гидролиз х-казеина химозином приводит к потере его защитного коллоидного действия в молоке.
Химизм воздействия сычужного фермента на казеин заключается в гидролизе его фосфоамидной связи (Р-N) без отщепления фосфорной кислоты. В то же время освобождаются щелочные гуанидиновые и фосфорные группы, в результате чего изоэлектрическая точка казеина смещается с рН 4,6 до рН 5,0-5,2, характерного для параказеина. В результате действия сычужного фермента появляются функциональные группы (ОН), которые и связывают ионы кальция, образуя «кальциевые мостики» между молекулами параказеина. За счет подобного агрегирования частиц параказеина и образуется белковый гель.
Итак, без наличия в системе ионов кальция агрегирование частиц параказеина осуществляться не может.
Если же происходит кислотное свертывания молока, то казеин выделяется в чистом виде без кальциевых солей при кислотности до 60-70 ° Т и концентрации водородных ионов, обеспечивающих активную кислотность, близкую к изоэлектрической точке (рН 4,7). При сычужном свертывании титруемая кислотность должна составлять 18-23 °Т, а концентрация водородных ионов – рН 6,2. В этих условиях казеин свертывается вместе с кальциевыми солями и образует плотный сгусток, из которого и формируют сыр. Итак, сгустки, полученные в результате кислотного и сычужного свертывания молока, существенно отличаются друг от друга.
Сычужный фермент используют для сыров с высокой температурой второго нагревания (типа Швейцарского), с длительным сроком созревания до полугода и более. Пепсины участвуют в дальнейшем расщеплении казеина в процессе созревания сыра, что значительно его ускоряет. Поэтому для производства твердых сыров используют ферменты только животного происхождения.
Ферментные препараты: рассчитываем дозу
Количество ферментного препарата, необходимое для коагуляции молока, определяют с помощью прибора ВНДИМС. Методика заключается в измерении значения деления на стенке специальной кружки вместимостью 1 дм³, что соответствует уровню коагулята, образованном после добавления в молоко 1 см³ ферментного препарата.
Количество ферментного препарата зависит от кислотности молока и фракционного состава его белков и влияет преимущественно на продолжительность свертывания молока. Избыточное количество фермента может нарушить процесс нормального обсушивания сырного зерна, а повышенное содержание пепсина может вызвать и появление горечи в сыре. Недостаточное содержание препарата тормозит процесс свертывания молока и удлиняет процесс обработки зерна, что обуславливает чрезмерные потери белка и жира.
При пониженной способности молока к свертыванию нужно в допустимых пределах увеличить дозу хлорида кальция и бактериальной закваски (биологическое обработки в таком молоке способствуют лучшей коагуляции), повысить температуру свертывания.
Доза сычужного фермента может составлять до 30 см³ в жидком состоянии в соотношении 1:10000 или 1:15000 на 100 кг молока. Для лучшего распределения сычужный фермент можно разбавлять двойным количеством воды. Следует учитывать, что после разбавления водой и под влиянием света фермент быстро теряет активность. Устойчивость сычужного фермента повышается при слегка кислой реакции среды, при наличии белков и при увеличении вязкости. Поэтому для повышения активности сычужный порошок лучше растворять в кислой (45-60 ° Т) пастеризованной при температуре 85 ° С, профильтрованной и охлажденной до 40 С сыворотке за 3 часа до применения. Температуру свертывания молока регулируют в пределах от 28 до 35 ° С в зависимости от вида сыра, времени года и технологических свойств молока.
Под действием сычужного фермента молоко может сворачиваться даже при достаточно низких температурах (12-15 ° С), хотя и медленнее. С повышением температуры активность сычужного фермента увеличивается и является максимальной при 40-41 ° С. С дальнейшим повышением температуры действие фермента снова замедляется вследствие его теплового разрушения и полностью прекращается при 65 ° С.
Итак, приходим к следующему выводу: тип образованного сгустка зависит от вида ферментного препарата, солевого баланса молока, температуры, активной кислотности молока, фракционного состава казеина, содержания других компонентов молока.
Например, плотность сгустка увеличивается при повышении температуры до 40 ° С и снижение значения рН. В творожную массу из молока переходит около 30% сычужного фермента, а после прессования в сырных головках остается около 5%.
Ферментные препараты: из чего изготавливают, как хранят
Для изготовления ферментов используют такое сырье животного происхождения, как слизистые оболочки сычуга крупного рогатого скота, свиных желудков, сычуги ягнят, козлят и молочных телят, а также желудки цыплят и кур. Слизистую оболочку желудков замораживают и хранят в таком виде до переработки. Сычужный фермент изготавливают на специальных предприятиях в виде порошка стандартной активности. Сухие ферментные препараты хранят в темном и сухом месте.
Для получения из фермента водного раствора высушенные сычуги измельчают, заливают подкисленным раствором поваренной соли и оставляют на несколько часов. После этого для отделения из раствора белков и фермента снова добавляют соль, полученный белковый концентрат отделяют с помощью центрифуги, высушивают вакуумированием и перемалывают с помощью специальной мельницы. К порошку добавляют такое же количество чистой поваренной соли, чтобы активность его достигла 100 тыс. ед. Сейчас разработаны новые технологии изготовления ферментных препаратов.
Сычужную активность устанавливают с помощью сборного молока, ведь способность к коагуляции молока отдельных коров неодинакова. В качестве единицы сычужной активности (RU), так называемую силу фермента, берут количество молока в кубических сантиметрах (см3), которое свернулось при температуре 35 °С в течение 40 мин. Например, если фермент имеет активность 150 тыс. ед., то это означает, что 1 г сычужного фермента сворачивается 150 тыс. г или 150 кг молока в течение 40 мин при температуре 35 ° С. Активность фермента снижается при повышении температуры его раствора более 35 ° С, а при температуре 65 ° С фермент полностью инактивируется.
Сухие промышленные ферментные молокосвертывающие препараты имеют такую стандартную активность: 50 тыс., 75 тыс., 100 тыс. и 150 тыс. ед.
Для определения продолжительности свертывания молока готовят раствор сухого молока высокого качества и добавляют хлорид кальция (СаСl2, концентрацией 0,5 г / дм3) в количестве 0,05% при рН 6,5.
Микробные ферменты
Микробные ферменты (протеазы) – это ферменты, локализирующиеся в клетках (эндоферменты), или экстрагирующиеся в культуральную среду (экзоферменты). Различают протеазы бактерий, плесневых грибов и дрожжей, а в каждой из этих трех групп – кислые, нейтральные и щелочные протеазы. Протеазы применяют только в технологии отдельных мягких сыров.
При увеличении объемов производства твердых сыров увеличивается потребность в ферментах животного происхождения. Было принято много попыток найти заменители сычужного фермента. Коагуляцию молока можно проводить с помощью большого количества протеаз, способных обеспечить гидролитическое расщепление c-казеина. Однако выполнение этих условий недостаточно для их широкого промышленного внедрения.
Заменители сычужного фермента должны иметь физико-химические и технологические свойства, которые соответствуют требованиям сыроварения. Нужно, в частности, чтобы протеолетическая активность фермента была не очень высокой, иначе может расщепляться избыточное количество пептидных связей с образованием значительного количества растворимых белков. Это, в свою очередь, приведет к образованию слабого сгустка и чрезмерных потерь сухого вещества, а процесс выделения сыворотки из сгустка замедлится. Кроме того, могут возникнуть недостатки вкуса и консистенции сыра в процессе созревания.
Заменители сычужного фермента применяют только для производства отдельных видов сыра (рассольных, с подплавлением сырной массы или для сырья в производстве плавленых сыров).
Классификация микробных протеаз основывается на виде источника, из которого выделяется фермент, и на оптимальном значении активной кислотности. Коммерческие ферменты микробного происхождения производятся из плесени Mucor miehei, Mucor pusillus, Endothia parasitica.
Микробные коагулянты – препараты Мейто и Милкозим (Япония), Фромаза (Франция), Суперен (США), Максирен (из дрожжей) и др. Их широко применяют в сыроварении благодаря более низкой цене по сравнению с традиционными ферментными препаратами. Однако при этом следует учитывать возможность появления в твердых сырах определенных недостатков вкуса и консистенции.
При использовании Фромазы и Мейто поверхность сыра иногда покрывается черной плесенью, а ферменты из дрожжей могут усиливать вспучивание сыра. Поэтому, чтобы защитить права потребителей, желательно было бы, чтобы производитель на этикетке указывал, какой фермент использован для производства сыра, а цена сыра должна быть соответствующей: с ферментами животного происхождения сыр должен быть дороже, а микробного – дешевле.
Большинство производителей ферментных препаратов упаковывают ферменты в пачки массой по 1 кг, что очень неудобно, технологически неудобно, потому что со временем препарат портится, его активность снижается. Фирма Мейто (Япония) одна из немногих выпускает фермент в маленьких баночках массой нетто по 100 г (на 10-15 т молока).
Препараты микробного происхождения выращивают на проросшей пшенице. Они содержат чистый химозин, что позволяет увеличить активность, в отличие от препаратов животного происхождения. Например, активность сычужного фермента 100 тыс. ед., пепсина – 80-100 тыс. ед., Тогда как активность Фромазы – 150 тыс. ед, Максирена – 250, Мейто – 330 тыс. ед.
Вегетарианцы, вы знаете, что в сырах используют желудки новорожденных телят?
Не все молочные продукты получены бескровным путем. Читайте внимательно этикетку, в составе могут быть сюрпризы…
Лакто-вегетарианство
Сейчас многие люди отказываются от животной пищи, делая это по разным соображениям. Кто-то из-за заботы о собственном здоровье, кто-то из чувства сострадания к животным. Достаточно распространенный тип питания — лакто-вегетарианский, при котором человек отказывается от пищи, полученной путем умерщвления животных, но оставляет в рационе молочные продукты, как источник белка, аминокислот и ряда витаминов. Такой рацион вполне приемлем с точки зрения диетологии. Кроме того, он является базовым для некоторых религий и философских учений, например, индуизма.
Но далеко не каждый знает, что при производстве некоторых молочных продуктов без насилия не обходится. Речь идет о сырах.
Причем тут телята?
Всем известно, что сыр получается из молока, путем ферментирования? То есть, проще говоря, свертывания. Для обеспечения этого процесса используются специальные ферменты. Увы, самый распространенный — это сычужный фермент животного происхождения. Так сложилось исторически. Предполагается, что первые сыры были получены случайно. Молоко, которое долго везли и взбалтывали по дороге в бурдюках из желудков животных, превращалось в другой продукт.
Сейчас для получения сычужного фермента используются желудки молодых телят. Так как они питаются только материнским молоком, их желудки вырабатывают больше всего фермента, необходимого для переработки молока. Далеко не каждый начинающий вегетарианец знает о таком негуманном ингредиенте в составе сыров.
Выбирая продукт, читайте его состав. Конечно, в нем нет ни слова о телятах. Насторожить вас должна фраза «молокосвертывающий ферментный препарат животного происхождения».
Альтернатива есть
К счастью, сейчас существует альтернативные, гуманные способы сыроварения. Вместо животного фермента используют микробиологические заменители.
На этикетке сыра сигнальной фразой, говорящей о том, что он получен без участия телят, является следующая: «молокосвертывающий ферментный препарат микробного происхождения». Хотя возможны и другие варианты:
Будьте внимательны, остерегайтесь продуктов, в которых и вовсе нет расшифровки, а лишь такая формулировка, как «сычужный фермент» Это не говорит ни о чем. Вегетарианцы считают, что за такой фразой скрывают ферменты животного происхождения. Мясоеды, напротив, предполагают, что производитель использует более дешевое микробное сырье, вместо животного.
А еще обратите внимание, что для производства одного и того же сорта сыра разные производители могут использовать различные ферменты.