Fermentiniai skyrį gaminami nenugriebtą, ia dalies nugriebtą arba liesą pieną sutraukiant a lių o fermentu, kartais su pelėsiais. Prekybos įmonėse gausus įvairus fermentinis skyrių pasirinkimas.
Pieno kokybė ir tinkamumas sūrių gamybai
Didelis dėmesys skiriamas pieno produktų kokybei bei jų saugai. Pieno produktų kokybės ir saugos reikalavimų užtikrinimas tiesiogiai susijęs su pieno produktų rinkos plėtra tiek mūsų šalyje, tiek ir užsienyje. Pienas yra labai sudėtinga biologinė sistema, susidedanti iš daugiau kaip 200 sudėtinių dalių. Pieno kokybė - tai faktorių visuma, veikianti mikroorganizmų vystymąsi piene. Pieno kokybė priklauso nuo karvių veislės, klimato, dirvožemio, a šėrimo, karvių laikymo ir priežiūros, jų sveikatingumo, laktacijos stadijos, pieno sudėties.
Pieno tinkamumas sūrių gamybai - tai pieno tinkamumas fermentiniam ir rūgštiniam sutraukinimui, sutraukos apdorojimui visų (net ir specialių) rūšių sūrių gamybai ir brandinimui. Pieno tinkamumui sūrių gamybai turi įtakos pieno ata šaldymas ir laikymas žemesnėje kaip 8oC temperatūroje. Labai žema temperatūra gali paveikti pieno baltymus - jonų - druskų pusiausvyrą ir Ç -kazeino išsiskyrimą iš kazeino micelės, kalcio išsiskyrimą iš baltymų bei kazeino micelės neigiamo krūvio padidėjimą. Sutraukinant tokį pieną pailgėja rūgštėjimo ir sutraukinimo trukmė, blogesnė sinerezė ir padidėja baltymų nuostoliai iš rūgose. Optimali pieno laikymo temperatūra 6-8oC.
Pieno sutraukinimas fermentu
Kappa-kazeinas randasi kazeino micelis paviršiuje, priešingai ± s kazeinui, jis yra nejautrus kalcio poveikiui, dėl to laikomas viso kalcio kazeininio komplekso apsauginiu koloidu. Dalis kappa-kazeino (pvz. glikomakropeptidai) prasiskverbia į pieno vandeninę plazmą ir dėl savo hidrofilinis savybių sudaro hidratacinį apvalkalėlį. Kita kappa-kazeino dalis yra jautri kalciui ir surišta su juo kaip ir kitos kazeino frakcijos. Literatūroje nurodomos dvi fermentinio pieno sutraukinimo fazės: fermentinė (pirminė) ir koaguliavimo (antrinė). Pirminėje fazėje veikiant fermentui iš kappa-kazeino atskeliami glikomakropeptidai. Antrinėje fazėje, esant optimaliems temperatūrai ir pH, kalciui jautrios kazeino micelės susijungia per kalcio jonų tiltelius ir susidaro sutrauka. Susidarantis gelis - tai tinklinė arba korinė sutrauka, primenanti kempinę, kurios narvelių viduje randasi iš rūgos. Iš tirpaus vandenyje kalcio kazeinato komplekso veikiant fermentui negrįžtamai susidaro netirpus kalcio parakazeinatas, sudarantis erdvinę struktūrą. Iš rūginiai baltymai fermentas neveikia ir jie lieka iš rūgose.
Pieno sutraukinimui dažniausiai naudojamas a lių o fermentas (chimozinas, reninas), gaunamas iš sausų veršelių skrandžių. Dėl a io fermento kiekio trūkumo pasaulyje pradėti naudoti dirbtiniai fermentai, dažniausiai gaunami iš mikrobinis proteazis, pvz., renilazė, gaunama iš pelėsinio grybo Mucor miehei. Fermento dėjimas: Fermentas įdedamas pasibaigus pirminiam pieno brandinimui. Sausas fermentas ištirpinamas šiltame vandenyje arba fermento tirpalas praskiedžiamas 5 arba 10 kartų vandeniu. Fermentas dedamas nuolat maišant pieną.
Baltymų kiekis ir savybės piene
Baltymai yra viena svarbiausių pieno sudedamųjų dalių. Žmogaus organizmas lengvai pasisavina pieno baltymus (net 96-98 proc.). Bendras baltymų kiekis piene nustatomas pagal bendrą azoto kiekį (N). Jis susideda iš baltyminio (PN) ir nebaltyminio azoto (NPN). Nebaltyminis azotas turi mažą maistinę vertę ir nedaro įtakos sūrių išeigai. Pagal gautas azoto ir baltyminio azoto vertes nustatomas bendras baltymų kiekis (CRUDE) ir tikrasis baltymų kiekis (TRUE). Sutraukinimo trukmė priklauso nuo baltymų kiekio. Didėjant baltymų kiekiui kartu su fermento kiekiu galima normalizuoti sutraukinimo trukmę.
Sutraukinimo temperatūra ir rūgštingumas
Dažniausiai naudojamos sutraukinimo temperatūros 28-34oC, prie kurių gaunamas optimalus fermento, rūgštingumo ir a šilumos poveikis. Pagal sutraukinimo temperatūrą pasirenkama sutraukinimo trukmė (nuo fermento pridėjimo iki sutraukinimo pradžios) ir sutraukos sutvirtėjimo trukmė (nuo fermento pridėjimo iki sutraukos apdorojimo pradžios). Pieno pirminio brandinimo pabaigoje, prieš įdedant fermentą, turi būti gautos tinkamos atitinkamam sūrių tipui pH ir titruojamo rūgštingumo reikšmės. Tuo veikiamas fermento aktyvumas ir galima nustatyti reikiamą jo kiekį ir sutraukinimo trukmę, parinktus pagal technologinius ir ekonominius reikalavimus.
Sutraukos savybės
Sutrauka neturi pastovių reologinių charakteristikų. Dėl to pieno fermentinio sutraukinimo savybės paprastai išreiškiamos tvirtos (standžios) ir minkštos sutraukos gavimu. Riebus pienas duoda minkštesnę sutrauką, o mažiau riebus - tvirtesnę sutrauką. 10 g tirpaus jonizuojamo kalcio chlorido pridėjimas prie 100 l pieno sumažina pH vertę, sutrumpina sutraukinimo trukmę, gaunama tvirtesnė sutrauka. Daugiausiai galima dėti 20 g CaCl2. Pridedant 20 g fosfato 100 l pieno sutrumpinama sutraukos apdorojimo trukme ir pagerinama sutraukos kokybe (vandens surišimas, baltymų ir mineralinių druskų tirpumas).
Pieno biologinis pilnavertiškumas
Sūrių kokybė labai priklauso nuo pieno biologinio pilnavertiškumo. Žaliavos tinkamumas sūrių gamybai vertinamas cheminiais, biocheminiais bei mikrobiologiniais rodikliais ir priklauso nuo gavimo sąlygų ir pirminio apdorojimo. Rodikliai turi nevienodą įtaką sūrių kokybei. Geriausiai tinka sūrių gamybai vasaros pienas, o mažiausiai - pavasario. Pieno sudėtis priklauso nuo laktacijos periodo.
Sūrių klasifikacija ir kokybės reikalavimai
Sūris - tai nokintas arba nenokintas, minkštas arba puskietis, kietas arba labai kietas produktas (galintis turėti dangą arba apvalkalą), kuriame iš rūgšų baltymų (kazeino) santykis ne didesnis kaip piene. Sūris- tai didelės maistinės, biologinės energetinės vertės pieno produktas. Pagal pieno sutraukinimo būdą gali būti gaminami fermentiniai ir rūgštaus pieno (varškės) sūriai. Jie privalomieji kokybės reikalavimai taikomi fermentiniams sūriams (toliau - sūriams), atitinkantiems pateiktas sąvokas, įskaitant tas sūrio rūšis, kurioms yra patvirtinti specialieji arba grupiniai standartai.
Biocheminiai procesai sūrių gamyboje
Ryškiausi pieno komponentų kitimai vyksta sūrio brandinimo metu. Nors ne mažiau svarbūs biocheminiai procesai vyksta ir sūrio gaminimo metu. Pieno fermentinis traukinimas - tai kazeino agregatinio būvio pasikeitimas pereinant jam iš zolio į gelį. Sūrio gamyboje labiausiai tinka pienas su aukštu ± s, ² ir Ç frakcijų kiekiu kazeine ( e" 91%) ir žemu ³ -frakcijos kiekiu, kadangi a lių o fermentas a ios frakcijos nenusodina. Pieno titruojamas rūgštingumas įtakoja kaip ir sutraukimo greitį, taip ir į sutraukos savybes. Esant žemam rūgštingumui susidaro netanki sutrauka, o esant padidėjusiam rūgštingumui - per daug tanki sutrauka. Esant piene nežymiam Ca++ - jonų kiekiui, pieno sutraukimas vyksta lėtai ir iš jo susidaro sutrauka netinkama sūrių gamybai.
Sūrių brendimas
Sūrio brendimas - tai įvairūs a viai paruoštos sūrio masės sudėtinių dalių kitimai, kurių išdavoje formuojama sūrio konsistencija, piešinys, skonis bei aromatas. Visi a ie kitimai vyksta ferments poveikyje. Baltymai, veikiant a lių o fermentui bei proteazėms pavirsta į įvairius tirpius azotinius junginius. Riebalai bei fosfolipidai ardomi lipazis sudaro riebiąsias rūgštis ir kitus junginius. Visi a ie junginiai apsprendžia sūrių organoleptines savybes. Laktozę veikiant pienarūgštėms bakterijoms brandinamuose sūriuose praktiškai išnyksta per 7-10 pars. Pagrindiniu laktozės rūgimo produktu yra pieno rūgštis. Visų rūšių sūrių rūgštingumas intensyviai auga pirmosiomis brendimo paromis.
Nuo jo didžia dalimi priklauso sūrio masės fizinės savybės. Skylant sūriuose baltymams kaupiasi peptidai bei laisvos amino rūgštys, kurios ženkliai veikia į gatavo produkto skonį. Pirmoje brandinimo stadijoje dėl didelio kiekio susidariusių peptids sūriuose atsiranda kartus prieskonis, kuris hidrolizuojantis peptidams dažniausiai išnyksta. Visuose sūriuose vyksta pieno riebalų fermentinė hidrolizė. Lipazis pagrindinis šaltinis - tai raugs mikroflora. Riebalų skilimo laipsnis kietuose ir minkštuose sūriuose nėra vienodas. Minkštuose sūriuose riebalų hidrolizė vyksta žymiai intensyviau nei kietuose.
Sūrio „Liliputas“ gamybos procesas
Pieno paruošimas fermentiniam traukiniui. Pienas pasterizuojamas 72 - 80ºC t. 20 -25 sek. Sudarant mišinį ne mažiau 50% brandinto pieno. Šviežias arba pasterizuotas pienas brandinamas 8-10 ºC, 12-18 val. .Į paruoštą traukimui pieno mišinį įpilama 1,0 - 2,5 % raugo. Fermentinis pieno sutraukinimas sutraukos ir sūrio grūdelis apdorojimas. Pienas sutraukinamas 32 - 34º C t. Fermento tiek, kad pieną sutraukints per 15- 20 min. Gauta sutrauka turi būti standi, pjaustant sudaryts aštrius kraštus. Grūdelis sudarymo metu pašalinama apie 30% iš rūgos. Grūdelis sudarymo procesas trunka 15 - 20 min. Dydis grūdelis 6-7 mm. Po antro pašildymo sūrio grūdeliai maišomi 40 - 60 min., kol pasiekia 4 - 5mm dydį ir pasidaro neklijingi, sausi, stangrūs. Apdorojant grūdelius periodiškai tikrinamas iš rūgos rūgštingumas.
Po presavimo, esant viršnorminiam rūgštingumui, nuleidus 30% iš rūgos, leidžiama iš rūgas praskiesti vandeniu. Vanduo turi būti švarus, pasterizuotas 85ºC t. Sūrio formavimas ir presavimas. Sūris formuojamas iš klodo. Formavimo procesas trunka 20-25 min., po to klodas pjaustomas į gabalus, kurie dedami į formas savaiminiam presavimuisi. Savaiminio presavimosi metu sūriai 2 kartus vartomi formose. Sūrio skydimas.
Fermentų aktyvumo priklausomybė nuo temperatūros
Fermentai (enzimai) - biologinėse sistemose vykstančių reakcijų katalizatoriai. Temperatūra veikia visas chemines reakcijas, nes didina kinetinę molekulių energiją. Savita fermentinių reakcijų greičio priklausomybės nuo temperatūros savybė - didėjant temperatūrai, nuo tam tikros ribos fermentinių reakcijos ima lėtėti. Temperatūra, kuriai esant fermentinės reakcijos greitis didžiausias, vadinama optimalia temperatūra Topt. Viršijus Topt, fermentų aktyvumas staiga mažėja, nes, didėjant temperatūrai, baltymai denatūruoja. Šiltakraujų gyvūnų fermentai dažniausiai netenka aktyvumo viršijus 50-55 C temperatūrą.
Seilėse yra sacharidų hidrolizę katalizuojantys fermentai a-amilazė ir maltazė (jos seilėse yra labai nedaug). Seilių a-amilazės veikiama medžiaga (substratas) yra krakmolas. Tai polisacharidas, sudarytas iš gliukozės liekanų. Seilių a-amilazė hidrolizuoja cheminius ryšius krakmolo molekulės viduje, todėl tarpiniai hidrolizės produktai yra įvairios molekulinės masės polisacharidai, vadinami dekstrinais. Apie hidrolizės eigą galima spręsti atliekant reakciją su jodo tirpalu. Krakmolas, reaguodamas su jodo tirpalu, sudaro mėlynos spalvos junginius (spalvos intensyvumas priklauso nuo krakmolo koncentracijos). Dekstrinai, priklausomai nuo jų ilgio, su jodo tirpalu sudaro violetinės ar raudonai rudos spalvos junginius.
Fermentinės reakcijos greičio priklausomybė nuo fermento kiekio
Daugelis fermentų tirpaluose nustatomi tik pagal jiems būdingą savitą katalizinį poveikį. Bet kurios fermento E katalizuojamos reakcijos greitis vertinamas pagal reakcijoje dalyvaujančios medžiagos sunaudojimo arba reakcijos produktų kaupimosi greitį, kitaip - pagal reakcijoje dalyvaujančios medžiagos ar produkto koncentracijos pokytį per laiko vienetą. Matavimui pasirenkama ta medžiaga, kurios koncentraciją nustatyti lengviausia.
Fermentacijos bandymas su mielėmis
Anaerobinis (be deguonies) fermentinis angliavandenių skaidymas vadinamas rūgimu arba fermentacija. Fermentacijos metu gali susidaryti organinės rūgštys, etanolis. Fermentacija naudojama maisto produktų gamybai ir konservavimui, duonos pramonėje, jogurtų, kefyro, sūrių, alkoholinių gėrimų gamybai. Gliukozės virtimas etanoliu, kuris vyksta mielėse yra vadinamas spiritiniu rūgimu. Mielės yra vienaląsčiai organizmai, priskiriami grybams.
Nepakeičiamos aminorūgštys
Žmogaus organizmo baltymams susidaryti būtinos 20 skirtingų aminorūgščių. Mažiau nei pusė šių amino rūgščių yra priskiriamos esminių, nepakeičiamų aminorūgščių grupei. Kai kurias aminorūgštis žmogaus organizmas gali pasigaminti pats. Šios aminorūgštys yra vadinamos pakeičiamomis aminorūgštimis. Esmines nepakeičiamas aminorūgštis reikia gauti su maistu, jų pasigaminti organizmas negali. Nepakeičiamos aminorūgštys susidaro skaidant maisto baltymus. Absorbuotos iš kraujotakos, tačiau nepanaudotos baltymų sintezei aminorūgštys yra skaidomos, azotas šalinamas ir susidariusi energija panaudojama organizmo funkcijoms.