Молокосвёртывающие ферменты

Файл для расчета количества сычужного фермента Вы можете скачать здесь

Коагуляция молока – это превращение жидкого молока в гель (сгусток), который представляет собой твёрдую фракцию белков с растворёнными жирами, которые потом можно легко отделить от сыворотки. Преобразование жидкого молока в гель происходит под воздействием особых ферментов – коагулянтов.

Как это происходит?

В молоке содержатся белки казеин и альбумин. Казеины, из которых и состоит коровье молоко на 80%, представляют собой большие мультимолекулярные соединения, которые называют мицеллами – белковыми шариками.  К «шарику» казеина прикреплены макропептиды – белки альбумин и глобулин. Поэтому вся мицелла представляет собой шар с отростками, напоминающий морского ежа.

Внесение в молоко коагулянта вызывает изменение мицелл белка: макропептиды отделяются от казеина и переходят в водную фазу (сыворотку), а мицеллы казеина связываются между собой благодаря присутствию ионов кальция (Са²ᶧ). Таким образом и формируется сгусток.

Два вида ферментов – химозин и пепсин – способны вызывать коагуляцию молока. Коагулянты выполняют несколько функций, но самая главная для сыродела – формирование кальи (гель, сгусток). Ранее, для этой цели, использовали только натуральный сычужный фермент – вещество, которое получают из желудков молочных телят. Именно он помогает юным млекопитающим сквашивать молоко матери для питания. В современном мире, для формирования сгустка, используют:

• Микробиальный ренин (микробиальный пепсин) – вещество, которое естественным образом продуцируют некоторые дрожжи, плесени и грибы, которое также способствует коагуляции молока. Наиболее широко используются ферменты, полученные из микроскопического гриба Rhizomucor meihei (прежнее название Mucor meihei). Содержит только фермент пепсин. Это вегетарианский коагулянт.
• Рекомбинированный химозин –  коагулянт, полученный путем модификации простейших микроорганизмов: ген телячьего химозина был внедрён в геном нескольких микроорганизмов-хозяев (Kluyveromyces lactis, Aspergilleus niger, Escherichia), в результате чего, они стали способны продуцировать протеин, который полностью идентичен телячьему химозину. Этот фермент прекрасно зарекомендовал себя при изготовлении всех видов сыров, где ранее использовался натуральный сычужный фермент. Содержит только фермент химозин. Это вегетарианский коагулянт.
• Телячий сычужный фермент (сычуг), изготовленный из желудков телят. Он бывает порошкообразным, жидким и в виде пасты. Этот вид коагулянта содержит два фермента – химозин и пепсин. Именно химозин, из телячьего сычужного фермента или искусственно выращенный рекомбинированный химозин, лучше всего подходит для производства сыров, требующих выдержки.
• Пепсины – экстракты желудков других домашних животных. Чаще всего, используют говяжий пепсин, но также бывает свиной и куриный, которые мы не рекомендуем их использовать, так как  они крайне чувствительны к кислотности молока и нестабильны. Говяжий пепсин можно использовать для производства рассольных сыров, не требующих выдержки – брынза, сулугуни, моцарелла и другие. Для производства мягких, полутвердых и твёрдых сыров, пепсины использовать не рекомендуется, так как они не участвуют в вызревании, и могут дать горечь.

Для приготовления творога, свежих и рассольных сыров, Вы можете использовать любой коагулянт. Однако для выдержанных сыров, подходит только химозин, натуральный или вегетарианский – решать Вам, поскольку он, вместе с молочнокислыми бактериями, участвует в формировании вкуса и консистенции сыра, а также способствует его сохранению длительное время.

Какие факторы влияют на продолжительность и интенсивность свертывания молока?

На коагуляцию влияют:

• Температура молока – оптимальная температура свёртывания 35°С. При температуре ниже 18°С свертывание не произойдёт из-за того, что ферменты не будут активны; верхний порог температуры – 55°С, при ней фермент денатурируется, за счёт чего становится неактивным. Поэтому, интервал оптимальной температуры 20-40°С.
• Кислотность (рН) – скорость образования и плотность сгустка возрастает с ростом кислотности (рН). Именно поэтому вчерашнее молоко свернется быстрее и плотнее чем свежее.
• Концентрация кальция (Са²ᶧ) – высокое содержание ионов кальция способствует коагуляции – они участвуют в процессе преобразования казеина (связывание мицелл казеина в сычужную решетку). Для улучшения свёртывания, особенно после пастеризации молока, рекомендуем добавлять хлорид кальция  (CaCl₂)
• Концентрация коагулянта – при увеличении количества молокосвёртывающего фермента, коагуляция ускоряется. Однако, мы не рекомендуем делать это, поскольку в сыре, по мере его созревания, может возникнуть горечь. А также сыр будет сильно резиновый и "скрипучий"
• Предварительная обработка молока – в пастеризованном молоке уменьшается количество кальция, поэтому оно сворачивается хуже. Однако, этот недостаток легко устраняется добавлением хлорида кальция. А пользы от пастеризации гораздо больше: убивается патогенная микрофлора и увеличивается срок хранения молока, особенно, если Вы собирали его несколько дней. Гомогенизация молока – это нарушение целостности жировых шариков молока, и добиться стабильного и плотного сгустка будет крайне сложно. Мы не рекомендуем гомогенизированное молоко для сыроделия.
• Содержание белка – именно белок казеин формирует структуру сгустка, поэтому чем выше плотность белка в молоке, тем плотнее будет и сам сгусток. Также, это влияет на выход сыра. Поэтому производители часто добавляют сухое молоко в сыр.

Для сыроделия лучше использовать сырое или пастеризованное молоко, соблюдать температурный режим 20-40 °С, добавлять закваски для регулирования кислотности и хлорид кальция для улучшения свёртываемости.