В чем причина различий между сырами?

Существует множество способов классификации традиционных сыров с помощью таких критериев, как страна происхождения, тип молока, вид животного, от которого молоко получено, содержание жира, влагосодержание, текстура, используемый способ производства, влажность обез­жиренного молочного остатка. Применять их можно как самостоятельно, так и в сочетании друг с другом. Однако подобный описательный подход весьма ограниченный, ведь он не предоставляет теоретическую информацию о том, почему один сыр отличается от другого. Другими словами, почему сыр «Гауда» не похож на «Чеширский», а «Эмменталь» на «Чеддер»?

Рис. 1. Диапазон кальция/обезжиренного молочного остатка и pH в сырах «Швейцарский» (Swiss), «Чеширский» (Cheshire), «Гауда» (Gouda) и «Чеддер» (Cheddar)

Долгое время исследователи из Новой Зеландии, Великобритании, Ирландии, Нидерландов и других стран знали, что есть весомые различия в уровне pH и концентрациях минеральных веществ в основных сортах сыра. В 1984 году Лоуренс (Lawrence) и его коллеги впервые предположили, что сыры можно классифицировать, основываясь на два критерия, — pH и содержание кальция. Этот подход изображен на рис. 1 для сыров «Швейцарский» (Swiss), «Чеширский» (Cheshire), «Гауда» (Gouda) и «Чеддер» (Cheddar).

Из рис. 1 видно, что сыр «Чеддер» обладает более широким диапазоном pH и кальция, чем сыры «Швейцарский», «Чеширский» и «Гауда». Лоуренс и его коллеги предположили, что именно поэтому «Чеддер» является популярным сортом. Он обладает широким диапазоном уровней pH и кальция и по-прежнему соответствует ожиданиям потребителей.

Согласно модели, предложенной Лоуренсом и его коллегами, разница между различными традиционными сортами сыра в большей степени заключается в его базовой структуре, которая определяется свойствами белковой матрицы. Она зависит от уровня pH сыворотки на этапе разделения сыворотки и творога. Именно в этот момент определяется содержание минеральных веществ в сыре и остаточной лактозы. Остаточная лактоза влияет на максимально низкий уровень pH (наиболее высокую степень кислотности), который может быть достигнут. Следует иметь в виду, что буферная способность творога тоже оказывает влияние на конечный показатель pH. На буферную способность влияет уровень pH, при котором сушится сыворотка.

Почему уровень pH на этапе сушки сыворотки определяет вид сыра? Это связано с влиянием pH на мицеллы казеина и, в конечном счете, на белковые агрегаты в сыре. Мицелла казеина состоит из многочисленных субмицелл, которые скрепляются коллоидным фосфатом кальция. Когда pH уменьшается, кислотность увеличивается, и коллоидный фосфат кальция становится растворимым. Поскольку фосфат кальция становится растворимым, мицелла казеина начинает разделяться. Этот процесс можно контролировать, измеряя размер белковых агрегатов при помощи электронной микроскопии.

Содержание минеральных веществ в сыре во многом определяется потерей фосфата кальция из творога, что в основном зависит от pH сыворотки при сушке. pH сыворотки на этом этапе зависит от активности заквасочных культур. На нее, в свою очередь, влияют несколько факторов: концентрация закваски, вид заквасочной культуры, отрезок времени после ее добавления, температура. Именно потеря фосфата кальция и ее влияние на свойства белковых агрегатов играют важную роль в дальнейшем развитии определенного вида сыра.

Низкокислотные сыры (с высоким pH), такие как «Швейцарский», обладают высоким содержанием минеральных веществ и имеют белковые агрегаты, состоящие в основном из интактных казеиновых мицелл. Электронная микроскопия показывает крупную белковую матрицу, состоящую из рядов белковых агрегатов. Такие сыры довольно эластичны.

Для сыра «Чеширский» характерны низкое содержание минеральных веществ и очень маленький размер белковых агрегатов. Они неэластичные и легко крошатся. Электронная микроскопия показывает очень слабую внутреннюю белковую матрицу.

Базовая структура сыра влияет на его вкус и протеолиз. Как правило, протеолиз в сырах, при изготовлении которых используется сычужный фермент из желудка телят, зависит от активности двух главных протеаз — химозина и плазмина. Химозин — один из нескольких ферментов, присутствующих в сычужном ферменте. Плазмин — нативная протеаза молока.

Химозин активен при низком pH, а плазмин — при более высоком. Поэтому наиболее высокая активность химозина наблюдается при созревании сыра «Чеширский». Далее следуют «Чеддер» и «Гауда». Наименее активен химозин в сыре «Швейцарский». Плазмин имеет противоположный профиль активности и в основном отвечает за гидролиз ß-казеина.

Модель Лоуренса объясняет то, почему сыр «Чеширский» и подобные ему сыры рассыпчатые и легко ломаются; они обладают слабой внутренней белковой матрицей. Это связано с низким pH и содержанием кальция. А более эластичные сыры, например, «Чеддер», имеют высокий уровень pH и кальция и более прочную внутреннюю белковую матрицу.