В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично они выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, образуя глазки.

Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Часть его вступает в соединение с кислотами, часть накапливается в свободном состоянии и улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в сырохранилищах. Водород выделяется в процессе маслянокислого брожения молочной кислоты, а также в результате деятельности бактерий группы кишечных палочек. Он плохо растворяется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, поэтому не задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении образуется большое количество водорода, что может привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.

Углекислый газ по сравнению с другими газами выделяется в значительно больших количествах (содержание С02 составляет 60-90% количества всех газов). Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматобразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает пересыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении СО2 таких центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются мелкие и в большом количестве (голландский, костромской сыры). При медленном выделении СО2, например, в советском и швейцарском сырах, глазки образуются крупные и в малом количестве.

Молочнокислое брожение

В мелких твердых и полутвердых сырах рисунок образуется при развитии ароматобразующих молочнокислых бактерий (Leuc.dextranicum, Lac.diacetlactis и др.). Как показывает опыт, сыр, выработанный с использованием одной культуры Lac.lactis , не имеет рисунка. Ароматобразующие бактерии сбраживают молочный сахар, в результате чего образуются разнообразные продукты и углекислый газ[4].

Рисунок 3– Молочнокислое брожение

Образующаяся в процессе гликолиза ПВК является в молочнокислом брожении акцептором электронов.

Пропионовокислое брожение

В сырах с высокой температурой второго нагревания образование глазков обуславливают пропионовокислые бактерии, сбраживающие молочный сахар, молочную кислоту и ее соли[4].

3С12Н22О11 + 3Н2О à 8СН3СН2СООН + 4СН3СООН + 4СО2 + 4Н2О

лактоза пропионовая к-та уксусная к-та

3СН3СНОНСООН à 2СН3СН2СООН + СН3СООН + СО2 + Н2О

молочная к-та пропионовая к-та уксусная к-та

В процессе гликолиза молекула органического вещества метабилизируется до пирувата. Молекула ПВК усложняется – карбоксилируется в реакции, катализируемой биотинзависимым фертментом. Донором СО2 является метилмалонил-КоА. В реакции транскарбоксилирования образуется щавелеянтарная кислота (ЩУК) и пропионил-КоА:

Рисунок 4 – Реакция транскарбоксилирования в пропионовокислом брожении

ЩУК в результате трех последовательных ферментетивных реакций превращается в янтарную кислоту, реакции протекают с участием НАДН+ , возникших при окислении 3-ФГА. На сукцинат переносится КоА-группа с пропионил-КоА, в результате чего образуются сукцинил-КоА и пропионовая кислота, которая выводится из процесса и накапливается вне клетки. Сукцинил-КоА с помощью изомеразы превращается в метилмалонил-КоА. Эту реакцию называют ключевой в пропионовом брожении, т.к. в ней подготавливается субстрат, являющийся предшественником пропионовой кислоты, - метилмалонил-КоА.

Рисунок 5 – Пропионовокислое брожение

В ходе реакции образуются дополнительные продукты:

Рисунок 6 – Дополнительные продукты пропионовокислого брожения

Пропионовокислое брожение рассматривается как наиболее совершенные впособ получения энергии в анаэробных условиях[7].

Маслянокислое брожение

Маслянокислое брожение приводит к образованию в сыре крупных глазков неправильной формы или же пустот щелевидной формы. Маслянокислые бактерии сбраживают лактозу, молочную кислоту и лактаты с выделением углекислого газа, водорода и масляной кислоты[4].

Принципиально иной тип брожения, возникает конденсация типа С2 + С2 à С4 (масляная кислота). Основными продуктами брожения являются: углекислый газ, водород, масляная и уксусная кислоты. Дополнительные продукты: этанол, ацетон, изопропанол, атомарный водород и др[7].

Рисунок 7 – Маслянокислое брожение

Технологическая часть