Роль pH в сыроделии - Сыродел-эксперт
пороки молока

Роль pH в сыроделии


Большинство людей понимают, что более низкий рН означает более кислый. Но что именно это означает?

Короткий ответ заключается в том, что подкисление — это процесс, при котором увеличивается количество ионов водорода.

Кислоты —  химические вещества, которые выделяют ионы водорода, а основания- химические вещества, которые улавливают ионы водорода.

Однако не все кислоты созданы равными, их способность к высвобождению ионов водорода сильно различается. Например, сильная кислота, такая как соляная (HCl) будет быстро и полностью диссоциировать на H+ и Cl — ионы в воде.

И наоборот, слабые кислоты, такие как молочная, уксусная, амино, или фосфорные кислоты, высвобождают ионы водорода частично.

Активность этих  ионов водорода используется для того, чтобы измерить pH. Электрод pH метра измеряет протонную активность и преобразует его в pН. Чем больше концентрация ионов водорода, тем ниже рН

Что это значит для сыроделия?

В сыроварении, нарастание кислотности является очень важным для  качества конечного продукта. Существуют технологии которые предполагают подкисление молока в самом начале процесса, перед внесением фермента.

Некоторые производители сыра используют метод предварительного подкисления, например, добавление кислоты непосредственно в молоко перед сычужным ферментом. Обычно используются уксусная и молочная кислоты.

Разбавленную кислоту добавляют к молоку холодной. Этот метод применяется в частности при выработке сыра из молока, обогащённым сухими веществами с помощью ультрафильтрации —  уровни содержания белка и нерастворимого кальция в таком молоке повышены и  становится необходимым растворить достаточное количество кальция, чтобы сыр имел желаемые характеристики. Эта процедура стала уже рутинной при работе с молоком, подвергшемся ультрафильтрации.

Для большинства сыроделов процесс кислотного развития начинается с добавления закваски. Микрофлора закваски ферментирует лактозу в молоке и превращает ее в  молочную кислоту. Молочная кислота (рис 1) высвобождает ионы водорода или протоны, которые поглощаются фосфатом кальция, необходимо заметить что из фосфата кальция состоят фосфатные мостики между молекулами казеина в мицелле – они являются важным связующим звеном.  Протоны вытесняют кальций который высвобождаясь становится растворимым и уносится в сыворотку.

Воздействие ионов водорода на фосфат кальция в мицелле казеина

Рис 1. Воздействие ионов водорода на фосфат кальция в мицелле казеина. Растворение кальция.

Рис 2. Результат

Следует также отметить, что молочная кислота является “слабой”  кислотой и поэтому она не может оторвать весь кальций  от фосфата. Это хорошо, потому что фосфат кальция является ключевым связующим агентом или «клеем», который связывает казеиновые белки вместе внутри мицеллы казеина.  Необходимо иметь некоторое количество растворимого кальция (отделенного от казеина) что позволяет сырным зернам слипаться друг с другом, позволяет сгустку растягиваться (моцарелла), реадсорбировать сыворотку во время созревания, плавить сыр. Развитие кислотности позволяет достичь правильного баланса между растворимым и нерастворимым кальцием.

Роль кальция

Таким образом, при падении рН происходит также и потеря кальция в сыре. Эта деминерализация казеина по удалению кальция имеет большое значение в сыроделиии. Как уже упоминалось выше, фосфат кальция служит в качестве связующего  агента между казеинами. Без этого действия (связывание вместе казеинов)  было бы невозможно  сделать сыр. Однако, если бы кислотность не развивалась в сыре, большая часть кальция оставалась бы связанной – сыр получался бы очень жестким ( много «клея»), если растворить весь кальций – сгусток просто «растворится» ( «клея» нет)

По этим причинам за значением pH во время выработки сыра и даже в течение созревания необходимо внимательно следить.

Есть несколько ключевых этапов приготовления сыра на которых сыровар может влиять на рН и таким образом на потерю кальция.

Первый этап – подкисление молока перед внесением фермента. Кислотность молока при внесении фермента является важным определяющим фактором  для консистенции и  функциональных свойств сыра ( способность к растягиванию и плавлению в сырах для пиццы). Регулируя кислотность, делая молоко более «однородным»  можно улучшить  поточность  производства.

Второй этап – скорость нарастания кислотности в ванне, после разрезки сгустка.

Развитие кислотности после варки сыра

Очень важный фактор который оказывает влияние на качество сыра – буферные свойства сыра, то есть способность системы компенсировать нарастание кислотности, за счёт связывания излишних ионов водорода, поэтому процесс вытеснения кальция продолжает идти в течение нескольких дней, во время созревания сыра. Необходимо иметь в виду что содержание нерастворимого кальция в сыре определяется самым низким значением рН в процессе выработки и созревания сыра, рН может значительно упасть после прессования и посолки. Даже если после экстремального падения рН вернётся к нормальному значению, консистенция сыра пострадает. Поэтому, к примеру,    два образца сыра с одинаковым рН по истечении 24 часов после изготовления, могут  отличаются друг от друга по консистенции: один имеет нормальную, а второй неудовлетворительную, это явление означает, что  скорее всего у второго сыра было экстремальное падение рН, а затем значения у обоих образцов выровнялись. Главной причиной экстремального падения рН является применение закваски в составе которой содержатся штаммы сильных кислотообразователей – скорость образования кислоты очень высокая, буферные системы сыра не успевают компенсировать нарастание кислотности и мы видим падение рН.

Кислотность также оказывает влияние рост и селекцию бактерий, некоторые патогенные и технически вредные виды не могут выжить в кислой среде и погибают в течение определённого промежутка времени если рН принимает достаточно низкие значения ( ниже 5,4). В сырах созревающих под слоем плесени и слизи рН быстро подымается до значения 6,0, таким образом существует опасность что вредная микрофлора может возобновить рост

Исходя из всего вышесказанного сыродел должен иметь представление о процессах происходящих в сыре под действием кислотности, контролировать показатель рН и делать правильные выводы из поступающей информации. В дальнейшем мы продолжим публиковать статью посвященные основам сыроделия.

 

По материалам статьи «BACK TO THE BASICS: THE ROLE OF pH IN CHEESEMAKING»  Mark Johnson, Ph.D., CDR