Сыр как продукт молочной промышленности
Примитивные формы сыра изготавливались с тех пор, как люди начали одомашнивать животных. Никто точно не знает, кто сделал первый сыр, но, согласно одной древней легенде, его случайно сделал арабский купец, пересекавший пустыню. Купец положил свое питьевое молоко в мешок, сделанный из желудка овцы. Естественный ренин, содержащийся в подкладке мешочка, вместе с солнечным теплом заставил молоко свернуться, а затем разделиться на творог и сыворотку. В сумерках сыворотка утоляла жажду, а творог (сыр) имел восхитительный вкус и утолял голод.
Зародившись на Ближнем Востоке, сыроварение распространилось до Англии с расширением Римской империи. В Средние века монахи и купцы Европы сделали сыр признанным продуктом питания в этих краях. В 1620 году сыр и коровы были частью корабельных запасов, которые везли в Северную Америку пилигримы на корабле «Мэйфлауэр». До середины 19 века сыр был продуктом местных ферм. Мало, если вообще есть, отдельных сортов сыра было выведено специально. Скорее, сыроделы в каждой местности делали сыр, который, созревая в определенных условиях температуры и влажности воздуха, плесени и источника молока, приобретал определенные характеристики. Различные сорта появлялись в основном в результате случайных изменений или модификаций одного или нескольких этапов процесса сыроделия. Поскольку не было достаточного понимания бактериологии и химии, эти изменения были малопонятны и трудно воспроизводимы. Изготовление сыра было искусством, а сам процесс — тщательно охраняемым секретом, который передавался из поколения в поколение.
С ростом научных знаний пришло более глубокое понимание бактериологических и химических изменений, необходимых для производства многих видов сыра. Таким образом, стало возможным более точно контролировать каждый этап процесса сыроварения и производить более однородный продукт. Теперь сыроделие — это не только наука, но и искусство.
Основы сыроделия
Процесс изготовления сыра заключается в удалении большей части воды, содержащейся в свежем жидком молоке, при сохранении большей части твердых частиц. Поскольку срок хранения увеличивается по мере уменьшения содержания воды, сыроделие также можно рассматривать как форму сохранения продуктов питания с помощью процесса ферментации молока.
Ферментация молока в готовый сыр требует нескольких основных этапов: подготовка и инокуляция молока бактериями, вырабатывающими молочную кислоту, свертывание молока, нарезка творога, усадка творога (путем варки), слив или погружение сыворотки, посолка, прессование и созревание. Эти этапы начинаются с четырех основных ингредиентов: молока, микроорганизмов, сычужного фермента и соли.
Закваска и свертывание
Молоко для изготовления сыра должно быть самого высокого качества. Поскольку естественная микрофлора, присутствующая в молоке, часто включает нежелательные виды, называемые психрофилами, для процесса сыроделия важны хорошая санитарная обработка фермы и пастеризация или частичная термическая обработка. Кроме того, в молоке не должно быть веществ, которые могут подавлять рост кислотообразующих бактерий (например, антибиотиков и дезинфицирующих средств). Молоко часто пастеризуют для уничтожения патогенных микроорганизмов и устранения порчи и дефектов, вызванных бактериями.
Однако, поскольку пастеризация разрушает естественные ферменты, содержащиеся в молоке, сыр, произведенный из пастеризованного молока, созревает менее быстро и менее интенсивно, чем большинство сыров, произведенных из сырого или слегка термически обработанного молока.
Во время пастеризации молоко может быть пропущено через стандартизирующий сепаратор для регулирования соотношения жира и белка в молоке. В некоторых случаях выход сыра повышается за счет концентрации белка в процессе, известном как ультрафильтрация. Затем молоко заселяют ферментирующими микроорганизмами и сычужным ферментом, которые способствуют свертыванию.
Ферментирующие микроорганизмы осуществляют анаэробное преобразование лактозы в молочную кислоту. Тип используемых микроорганизмов зависит от сорта сыра и процесса производства. Ренет — это ферментный препарат, который обычно получают из четвертого желудка телят. Он содержит ряд протеолитических (расщепляющих белки) ферментов, включая ренин и пепсин. Некоторые сыры, такие как творог и сливочный сыр, производятся только путем кислотной коагуляции. В присутствии молочной кислоты, сычужного фермента или того и другого молочный белок казеин слипается и выпадает в осадок из раствора; этот процесс называется свертыванием, или коагуляцией. Свернувшийся казеин приобретает твердую или желеобразную структуру (творог), которая удерживает большую часть жира, бактерий, кальция, фосфатов и других частиц. Оставшаяся жидкость (сыворотка) содержит воду, белки, устойчивые к кислотной и ферментативной денатурации (например, антитела), углеводы (лактозу) и минеральные вещества.
Молочная кислота, вырабатываемая организмами стартовой культуры, выполняет несколько функций. Она способствует образованию творога под действием сычужного фермента (для деятельности сычужного фермента необходим кислый pH), вызывает усадку творога, улучшает дренаж сыворотки (синерезис) и помогает предотвратить рост нежелательных микроорганизмов во время изготовления и созревания сыра. Кроме того, кислота влияет на эластичность готового творога и способствует слиянию творога в твердую массу. Ферменты, выделяемые бактериальными клетками, также влияют на развитие вкуса во время созревания.
В творог обычно добавляют соль. Помимо улучшения вкуса, она способствует выведению сыворотки из творога и подавляет рост нежелательных микроорганизмов.
Нарезка и усадка
После того как творог сформирован, его нарезают тонкими проволочными «ножами» на небольшие кубики размером примерно один сантиметр (полдюйма) квадратный. Затем творог осторожно нагревают, что приводит к его усадке. Степень усадки определяет содержание влаги и конечную консистенцию сыра. Сыворотка удаляется путем слива или погружения. Сыворотка может быть подвергнута дальнейшей переработке для получения сывороточных сыров (например, рикотты) или напитков, или ее можно высушить, чтобы сохранить в качестве пищевого ингредиента.
Созревание
Большинство сыров созревают в течение разного времени для того, чтобы произошли химические изменения, необходимые для превращения свежего творога в характерный выдержанный сыр. Эти изменения катализируются ферментами из трех основных источников: сычужным ферментом или другими ферментными препаратами животного или растительного происхождения, добавляемыми в процессе коагуляции, микроорганизмами, растущими внутри сыра или на его поверхности, и самим сырным молоком. Время созревания может составлять как один месяц, как для бри, так и год и более, как в случае с острым чеддером.
На созревание сыра влияет взаимодействие бактерий, ферментов и физические условия в камере созревания. Скорость реакций определяется температурой и влажностью воздуха в помещении, а также содержанием влаги в сыре. В большинстве сыров лактоза продолжает ферментироваться до молочной кислоты и лактатов, либо гидролизуется с образованием других сахаров. В результате выдержанные сыры, такие как эмменталер и чеддер, не содержат остаточной лактозы.
Аналогичным образом в процессе созревания расщепляются белки и липиды (жиры). Степень распада белков, или протеолиз, влияет как на вкус, так и на консистенцию готового сыра. Это особенно заметно в Лимбургере и некоторых сырах с голубой формой созревания. Сыры, созревающие в поверхностной плесени, такие как бри, полагаются на ферменты, вырабатываемые белой плесенью Penicillium camemberti для расщепления белков снаружи. Когда расщепляются липиды (как в сырах пармезан и романо), этот процесс называется липолизом.
Глазки, или отверстия, характерные для швейцарских сыров, таких как эмменталер и грюйер, появляются в результате вторичной ферментации, которая происходит, когда через две недели сыры переносят из холодильника для вяления в более теплое помещение, где температура находится в диапазоне от 20 до 24 °C (68−75 °F). На этом этапе остаточные лактаты создают подходящую среду для роста бактерий пропионовой кислоты (Propionibacterium shermanii) и выделения углекислого газа. Формирование глаз занимает от трех до шести недель. Вяление в теплом помещении прекращают, когда поверхность колес становится округлой, а при ударе по сыру слышно эхо отверстий. Затем сыр перемещают обратно в холодное помещение, где он выдерживается при температуре около 7 °C (45 °F) в течение 4−12 месяцев, чтобы развить свой типичный сладковато-ореховый вкус.
Уникальное созревание голубоватых сыров происходит благодаря спорам плесени Penicillium roqueforti или P. glaucum, которые добавляются в молоко или творог перед прессованием и активируются воздухом. Воздух вводится в сыр с помощью устройства, которое пробивает в верхней части около 50 маленьких отверстий. Эти отверстия позволяют спорам плесени размножаться вегетативными клетками и распространять свои зеленовато-голубые мицелии, или нитевидные структуры, по сыру. Пенициллиевые плесени также богаты протеолитическими и липолитическими ферментами, поэтому во время созревания образуются различные микроорганизмы, такие как свободные амины, аминокислоты, карбонилы и жирные кислоты — все они в конечном итоге влияют на вкус и текстуру сыра.
Сыры с поверхностным созреванием, такие как Грюйер, Кирпич, Порт Салют и Лимбургер, получают свой вкус как от внутреннего созревания, так и от поверхностной среды. Например, протирание поверхности Грюйера высокой влажностью придает этому сыру более насыщенный вкус, чем его аналог Эмменталер. Специфические организмы, такие как Brevibacterium linens, в сыре Лимбургер приводят к красновато-коричневому росту поверхности и расщеплению белка до аминоазота. Возникающий при этом запах является неприятным для некоторых, но вкус и текстура сыра нравятся многим.
Не все сыры подвергаются созреванию. Коттеджный, сливочный, рикотта и большинство сыров моцарелла готовы к продаже сразу же после изготовления. Все эти сыры имеют сладкий, нежный вкус и часто сочетаются с другими продуктами.
Разновидности сыра
В результате многочисленных комбинаций молока, культур, ферментов, плесени и технических процессов во всем мире производятся буквально сотни сортов сыра. Различные сорта сыра можно классифицировать многими способами; наиболее эффективным, вероятно, является классификация по твердости или способу созревания. В таблице сгруппированы несколько сортов сыра по этим критериям.
В последние годы различные виды сыра комбинируются для увеличения разнообразия и повышения интереса потребителей. Например, мягкий и слабоароматный бри сочетается с более острым полумягким сыром, таким как голубой или горгонзола. Получаемый в результате «Блю-Бри» имеет расплывчатую белую съедобную кожуру, а его внутренняя поверхность покрыта голубой плесенью Penicillium roqueforti. Этот сыр продается под разными названиями, такими как Баварский голубой, Камбазола, Лаймсволд и Сага Блю. Еще один комбинированный сыр — норвежский Ярлсберг. Этот сыр получается в результате соединения культур и технологий производства голландской гауды и швейцарского эмменталера.
Пастеризованный плавленый сыр
Из некоторых натуральных сыров делают плавленый сыр — продукт, в котором полное созревание останавливается под воздействием тепла. Полученный продукт имеет неограниченный срок хранения. Большинство плавленых сыров используется в точках общественного питания и других местах, где требуется удобное и равномерное плавление.
Пастеризованный плавленый сыр производится путем измельчения и смешивания натурального сыра с другими ингредиентами, такими как вода, эмульгаторы, красители, фрукты, овощи или мясо. Затем смесь нагревают до температуры 74 °C (165 °F) и перемешивают в однородную, пластичную массу. Плавленые сыры, спреды и продукты отличаются от плавленого сыра тем, что могут содержать другие ингредиенты, такие как нежирное сухое молоко, подсырная сыворотка и концентраты сывороточного белка, а также дополнительное количество воды.
Чаще всего перерабатывается американский чеддер. Однако другие сыры, такие как мытый творог, Колби, Швейцарский, Грюйер и Лимбургер, подвергаются аналогичной обработке. В небольшом варианте холодный или клубный сыр изготавливается путем измельчения и смешивания одного или нескольких сортов сыра без нагревания. Этот сырный продукт может содержать дополнительные ароматизаторы или ингредиенты.
