Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
Biochemie a technologie sýrů s modrou plísní Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracovala:
Prof. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D.
Pavlína Koláčková
Brno 2015
Čestné prohlášení
Prohlašuji, že jsem práci: Biochemie a technologie sýrů s modrou plísní vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.
V Brně dne:………………………..
……………………………………………… podpis
PODĚKOVÁNÍ Dovoluji si tímto poděkovat Prof. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D. za její odborné vedení při vypracování bakalářské práce, za poskytnutí cenných rad a odborných informací k práci.
Abstrakt Cílem mojí bakalářské práce bylo získat a nastudovat informace o biochemii a technologickém postupu při výrobě sýrů s modrou plísní. Zaměřila jsem se především na změnu senzorických vlastností, v závislosti na stupni zrání. Bylo zjištěno, že sýry v průběhu zrání podléhají mnohým změnám, jako například rozklad bílkovin a rozklad mléčného tuku, které jsou důležité, protože ovlivňují organoleptické vlastnosti. Klíčová slova: mléko, modrá plíseň, methylketony, proteolysa, plísňový sýr Abstract The main aim of my bachelor thesis was to obtain and study information on biochemistry and technological processes in production of cheese with blue mould in the dough. I primarily focused on changes of sensory characteristics of blue veined cheese depending on grades of ripening. It was found out that cheese under goes many changes during the ripening period for example the decomposition of protein is a very important process as it influences an organoleptic feature. Another important finding was that the decomposition of milk fat was caused by lower fatty accids in methyl ketones. Keywords: milk, blue mould, methylketones, proteolysis, blue cheese
OBSAH 1 ÚVOD PRÁCE .............................................................................................................. 9 2 CÍL PRÁCE ................................................................................................................. 10 3 TEORETICKÁ ČÁST ................................................................................................. 11 3.1 HISTORIE PLÍSŇOVÝCH SÝRŮ ................................................................... 11 3.2 ZÁKLADNÍ SLOŽENÍ MLÉKA ...................................................................... 12 3.2.1 Dusíkaté látky ............................................................................................. 12 3.2.1.1 Změny bílkovin při zrání .................................................................. 13 3.2.2 Mléčný tuk.................................................................................................. 13 3.2.2.1 Změny mléčného tuku při zrání ....................................................... 14 3.2.3 Mléčný cukr ................................................................................................ 14 3.2.3.1 Změny laktosy při zrání.................................................................... 15 3.2.4 Minerální látky ........................................................................................... 15 3.2.5 Biokatalyzátory mléka ................................................................................ 15 3.2.6 Plyny v mléce ............................................................................................. 16 3.3 TECHNOLOGIE VÝROBY SÝRŮ S PLÍSNÍ V TĚSTĚ ................................ 16 3.3.1 Jakost mléka pro výrobu plísňových sýrů .................................................. 16 3.3.2 Úprava a ošetření mléka před zpracováním na sýry .................................. 17 3.3.3 Sýření mléka ............................................................................................... 19 3.3.4 Zpracování sýřeniny ................................................................................... 20 3.3.5 Formování sýrů .......................................................................................... 21 3.3.6 Solení sýrů .................................................................................................. 21 3.3.6.1 Účel solení sýrů ................................................................................ 22 3.3.6.2 Vlivy působící na průběh solení v solné lázni.................................. 23 3.3.6.3 Vliv NaCl na čisté kultury v sýru ..................................................... 23 3.3.7 Propichování a ošetřování sýrů během zrání .............................................. 24 3.3.8 Zrání sýrů s modrou plísní ......................................................................... 24 3.3.8.1 Charakteristika plísně Penicillium roqueforti .................................. 25
3.3.8.2 Proteolytická činnost různých kmenů plísně Penicillium roqueforti...................................................................................................... 26 3.3.8.3 Tvorba senzoricky aktivních látek ................................................... 27 3.3.8.4 Vliv pH na porost plísně................................................................... 28 3.3.8.5 Toxicita plísní................................................................................... 28 3.3.8.6 Vliv kvasinek na chuťové vlastnosti sýrů ........................................ 28 3.3.9 Ošetření, balení a expedice sýrů ................................................................. 28 3.4 Senzorické vady plísňových sýrů ....................................................................... 29 4 METODIKA A MATERIÁL ....................................................................................... 31 4.1 POUŽITÝ MATERIÁL A SUROVINY ........................................................... 31 4.1.1 Kultura plísně Penicillium roqueforti ........................................................ 31 4.1.2 Syřidlo ........................................................................................................ 31 4.1.3 Smetanový zákys ........................................................................................ 31 4.1.4 Mléko ......................................................................................................... 31 4.2 METODY STANOVENÍ ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ .............................. 31 4.2.1 Stanovení titrační kyselosti dle normy ....................................................... 31 4.2.2 Stanovení sušiny sýrů vážkovou metodou dle normy ................................ 32 4.2.3 Stanovení obsahu tuku v sýru dle van Gulika dle normy ........................... 32 5 VÝSLEDKY A DISKUZE .......................................................................................... 32 5.1 Vyhodnocení titrační kyselosti .......................................................................... 33 5.2 Vyhodnocení sušiny ........................................................................................... 33 5.3 Vyhodnocení TVS ............................................................................................. 34 6 ZÁVĚR ........................................................................................................................ 35 7 PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY ........................................................................ 37 8 SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ ......................................................................... 41 8.1 Tabulky .............................................................................................................. 41 8.2 Obrázky .............................................................................................................. 41 9 SEZNAM ZKRATEK .................................................................................................. 42 10 PŘÍLOHY .................................................................................................................. 43
1 ÚVOD PRÁCE Sýry s modrou plísní jsou charakteristické modrou nebo zelenou plísní prorůstající sýrem, díky Penicillium roqueforti. Sýřenina se okyselí použitím mezofilní kultury a zahřívá se na nízkou teplotu. Některé druhy těchto sýrů se solí za opakovaného používání suché soli. Solené sýry zrají při teplotě a relativní vlhkosti, která podporuje růst plísně. Růst plísně vyžaduje přístup O2, textura sýra musí být provzdušněná, čehož docílíme opakovaným mechanickým propichováním. Zrání sýrů je charakteristické rozsáhlou lipolysou. Modré sýry mají měkkou texturu a silnou až štiplavou chuť způsobenou tvorbou n-methyl ketonů, které vznikají působením plísně z mastných kyselin. Mezi sýry s modrou plísní v těstě vyrobené z kravského mléka můžeme zahrnout Bleu d´Auvergne, Cabrales, Gorgonzola, Danablu a Stilton. Z ovčího mléka se vyrábí Roquefort. Sýry s plísní v těstě nalezly velkou oblibu u spotřebitelů a jsou pod různým označením vyráběny ve všech sýrařsky vyspělých zemích. Nejznámějším sýrem patřící do této skupiny sýrů je již zmíněný Roquefort, který pochází z Francie (FOX, 2004).
9
2 CÍL PRÁCE Prostudovat odbornou a vědeckou literaturu, zabývající se problematikou výroby sýrů s modrou plísní. Při studiu se zaměřit na: čisté kultury používané při výrobě těchto sýrů, biochemii plísňových kultur, proteolytickou a lipolytickou činnost kmenů Penicillium roqueforti – vliv kultivačních teplot, vliv chloridu sodného a vliv pH na tuto činnost. Prostudovat literární zdroje o typech sýrů s modrou plísní, jejich zrání, vlivech působících na jejich jakost. Zaměřit se na vliv homogenizace a solení na zrání a jakost těchto sýrů, na tvorbu methylketonů a průběhu zrání. Sestavit vhodný dotazník týkající se spotřeby a obliby sýrů s modrou plísní u vybrané skupiny spotřebitelů.
10
3 TEORETICKÁ ČÁST 3.1 HISTORIE PLÍSŇOVÝCH SÝRŮ Nejstarší a nejznámější sýr s modrou plísní v těstě je francouzský Roquefort, nazvaný podle obce Roquefort v kraji Aveyron v jižní Francii. Našel si oblibu již u Karla Velikého. V dubnu roku 1411 byla podepsána charta o jeho ochraně a vyhrazovala práva obyvatelům starat se o vyzrávání sýru. Původně byla jeho výroba omezena na okolí Roquefortu-sur-Soulzon, městečko které se nachází v departmentu Aveyron na jižním okraji pohoří Cavennes. V sedmdesátých letech minulého století se zvýšila poptávka a rozšířilo se území jeho výroby o Korsiku a atlantické Pyreneje. Na jeho výrobu se všude používalo syrové ovčí mléko a do mléka nebo sýřeniny se přidávala speciální plíseň Penicillium roqueforti. Původně se plíseň kultivovala na chlebu, který se následně šetrně usušil a rozemlel na prášek, jenž se přimíchával do sýřeniny. Dnes se používá převážně ve formě dobře kontrolovaného roztoku. Sýry vyrobené v bližším nebo vzdálenějším okolí Roquefortu, na Korsice a západních Pyrenejích se musí mladé, pár dnů po výrobě jako fromage blanc („tvaroh“) dopravit do prostorných jeskyní horského masívu Combalou u města Roquefortu. Za sýr Roquefort můžeme považovat pouze sýr, který i když je vyrobený z mléka jiných druhů musí zrát za kontrolovaných podmínek v prostorech Roquefortu. Po opakovaném ručním solení během prvních 3 - 5-ti dnů se bochníky propichují, aby do sýru mohl vnikat sklepní vzduch s kyslíkem, jež je nepostradatelným pro růst plísně. Pak se sýry přemístí do zracího sklepa, kde je stanovena teplota od 7 do 10 °C a vysoká relativní vlhkost vzduchu. Tohoto klimatu je dosaženo přirozeným způsobem, a to lehkým prouděním vzduchu neustále prostupujícím štěrbinami (zvanými „fleurines“) vápencové hory nazývané Combalou. Zde zůstávají sýry a zrají nejméně 3 měsíce. Výsledkem je sýr s jedinečným, podle stupně zralosti kořenným až pikantním aroma a s obsahem nejméně 52 % TVS. Známkou dobré jakosti je drobivá až lámavá struktura těsta zralého Roquefortu, i když se sýr hůře krájí (TEUBNER, 2004).
11
3.2 ZÁKLADNÍ SLOŽENÍ MLÉKA Zimák (1991) a Gajdůšek (1985) uvádí, že mléko je sekret mléčné žlázy savců, určený pro výživu novorozenců. Základní složkou mléka je voda, jejíž obsah se podle druhu mléka (jeho původu) pohybuje v širokém rozmezí. V následujících kapitolách se zaměřím jen na složení mléka kravského a jeho změny ve složení způsobené technologickým postupem. Již několik tisíc let je mléko a mléčné výrobky součástí potravy člověka. Nejvíce využívané je mléko kravské (GAJDŮŠEK, 2003).
3.2.1 Dusíkaté látky Dusíkaté látky tvoří nejkomplexnější složku mléka a označují se jako celkové hrubé bílkoviny (3,2 – 3,6 %). V mléčných bílkovinách je obsaženo asi 93 – 95 % dusíku (80 % kasein, 20 % sérové bílkoviny), zbývajících 5 – 7 % je obsaženo v nebílkovinných dusíkatých látkách a z nich největší podíl připadá na močovinu (50 % a albuminy přibližně také 50 %). Obsah skutečných-čistých bílkovin je tedy nejméně o těchto 5 – 7 % nižší. Kaseiny a syrovátkové bílkoviny Mléčný kasein je hlavní bílkovinou mléka definován jako komplex fosfoproteinů. V mléce se váže na vápník a tuto vápenatou sůl je možné vysrážet například působením etanolu, který se ze syrového mléka vysráží při pH 4,6 a teplotě 20 °C (izoelektrický bod kaseinu). Rozlišujeme čtyři základní frakce kaseinu: αs1-kasein, αs2-kasein, β-kasein, κ-kasein. Povrchová vrstva kaseinové micely je bohatá na κ-kasein, jádro je tvořeno převážně hydrofóbními frakcemi α-, β-kaseinu, vápenatými a fosforečnanovými ionty. Syrovátkové bílkoviny představují přibližně 17 - 20 % bílkovin mléka a po vysrážení kaseinu zůstávají v roztoku (syrovátce). Mají vyšší nutriční hodnotu než frakce kaseinu, díky vysokému obsahu cystinu. Tyto bílkoviny denaturují již při teplotách nad 50 °C (frakce kaseinu jsou proti denaturaci poměrně odolné) (GAJDŮŠEK, 2003). 12
Největší podíl syrovátkových bílkovin připadá na β-laktoglobulin, jež tvoří přibližně 50 %. Dalším zástupcem je α-laktalbumin, na který připadá asi 30 %. V minimálním množství, zato biologicky významné jsou imunoglobuliny, které zajišťují přenos imunity z matky na mládě, ve zvýšené koncentraci je nalezneme v mlezivu (kolostru). Sérumalbumin, proteoso-peptony a fosfoglykoproteiny, které jsou tepelně stálé do 100 °C a jsou rozpustné při pH 4,6 tvoří malý podíl syrovátky (GAJDŮŠEK, 1985). Nebílkovinné N-látky Jsou to látky, které zůstávají v roztoku po vysrážení veškerých bílkovin mléka 12% kyselinou trichloroctovou. Koncentrace se pohybuje v rozmezí 250 – 350 mg N v 1 litru mléka. Močovina tvoří největší podíl nebílkovinných N-látek. Její obsah kolísá mezi 30 – 80 %, optimum je 50 %. Vedle močoviny se dále v mléce vyskytují peptidy, volné aminokyseliny, dusičnany, dusitany, nukleotidy, kreatin, amoniak a v neposlední řadě vitaminy skupiny B (GAJDŮŠEK, 2003). 3.2.1.1 Změny bílkovin při zrání Nejdůležitějším procesem při zrání sýrů je rozklad bílkovin. Dodává sýru organoleptické vlastnosti, mezi ně patří chuť, konzistence i vzhled. Biochemický rozklad bílkovin probíhá postupně vlivem proteolytických enzymů. Působením enzymu proteasy dochází k rozkladu parakaseinu a kaseinu na albumosy a peptony. Enzym aminopolypeptidasa rozkládá albumosy a peptony na polypeptidy. Působením enzymu polypeptidasy dochází k rozkladu polypeptidů na dipeptidy. Vlivem enzymu dipeptidasy dochází k rozkladu dipeptidů na aminokyseliny. Působením enzymu amidasy, desamidasy a dekarboxylasy dochází k rozkladu aminokyselin na amoniak, těkavé kyseliny, aminy, sirovodík a oxid uhličitý, což bývá považováno za nežádoucí (TEPLÝ, 1984).
3.2.2 Mléčný tuk Mléčné lipidy tvoří z 98 % triacylglyceroly a zbytek zahrnuje di- a monoacylglyceroly, volné mastné kyseliny, steroly, estery sterolů, uhlovodíky a v tucích rozpustné vitaminy.
13
Mléko obsahuje tuk v podobě tukových globulí, jejichž průměr se může pohybovat v rozmezí od 0,1 do 25 μm. Jsou obaleny membránou fosfolipidů, která má ochrannou funkci. Dále je zde obsažen cholesterol, některé enzymy, karoteny a lipofilní vitaminy. Největší skupinu mléčných lipidů tvoří fosfolipidy. Největší zastoupení má fosfatidylcholin (lecitin), fosfatidylethnolamin (kefalin) a sfingomyelin, v menší míře fosfatidylserin. Další součást mléčného tuku jsou steroly. Nejrozšířenější z nich je cholesterol, jehož množství v mléce je kolem 120 – 140 mg/kg, v menší míře pak ergosterol, který je provitamínem vitaminu D2 (GAJDŮŠEK, 2003). 3.2.2.1 Změny mléčného tuku při zrání U sýrů s modrou plísní tuk podléhá výrazným změnám. Přítomné ušlechtilé plísně produkují značné množství lipolytických enzymů. Optimální činnost lipasy je při pH 5,3 – 7,5. Při štěpení tuku vznikají volné mastné kyseliny, hlavně octová, máselná, kapronová, kaprylová, kaprinová, laurová a další. Z nižších mastných kyselin se tvoří příslušné methylketony, které se podílejí na vzniku chuťových a aromatických látek sýra (DOLEŽÁLEK, 1967). DOLEŽÁLEK (1967) identifikoval v plísňových sýrech přítomnost aldehydů (formaldehyd, aceton) a methylketonů (methylketon, methylpropylketon, methylamylketon).
3.2.3 Mléčný cukr Hlavním zástupcem v mléce je laktosa – 4,8 % u zdravých dojnic. Kromě laktosy se v mléce vyskytuje v menším množství D-glukosa a řada různých volných oligosacharidů. Laktosa se vyskytuje jen v mléce, její tvorba probíhá v mléčné žláze. V tenkém střevě se štěpí na monosacharidy D-glukosu a D-galaktosu za přítomnosti enzymu β-galaktosidasy. Je výchozí látkou pro mléčné kysání, v technologii mléčných výrobků a sýrů (GAJDŮŠEK, 2003).
14
3.2.3.1 Změny laktosy při zrání Mléčné streptokoky produkují enzym β-galaktosidasa, která zahajuje rozklad laktosy. Dochází k hydrolytickému štěpení laktosy na glukosu a galaktosu. Optimální teplota působení enzymů je 37 °C a pH prostředí 5,0. Glukosa a galaktosa se dále štěpí až na kyselinu pyrohroznovou, jejíž hydrogenací vzniká kyselina mléčná. Vodíkové ionty uvolněné disociací kyseliny mléčné snižují pH. V průběhu zrání dochází k rozkladu kyseliny mléčné na CO2 a H2O. Hodnota pH roste až k neutrální oblasti. Je to způsobeno intenzivním růstem plísně, která využívá jako jeden z dostupných zdrojů uhlíku také kyselinu mléčnou (ZIMÁK, 1988).
3.2.4 Minerální látky Obsah minerálních látek se v mléce pohybuje v intervalu 6 – 8 g/l. Význam minerálních látek v mléce spočívá kromě nutričního také v regulaci osmotického tlaku a koncentrace vodíkových iontů, dále jsou potřebné i pro aktivaci některých enzymů. Minerální látky se dělí na makroelementy (Ca, P, Mg, Cl, K, Na) a mikroelementy (Fe, Zn, I, Mn, Cu) (GAJDŮŠEK, 2003).
3.2.5 Biokatalyzátory mléka Jsou to látky v mléce, které řídí a regulují funkce v živém organismu. Některé z nich vznikají přímo v organismu - hormony a enzymy – a nazývají se endogenní. Jiné musí organismus přijímat potravou – vitaminy – exogenní. Vitaminy jsou exogenní, esenciální, složité organické sloučeniny, které jsou v malých koncentracích nezbytné pro život organismu a převážnou většinu z nich si není lidský organismus schopen vytvořit. Některé z nich se můžou syntetizovat z provitaminů. Obecně vitaminy dělíme na vitaminy rozpustné ve vodě - vitaminy skupiny B (B1, B2, B6, PP, B12, kyselina pantotenová), dále vitamin H, C a vitaminy rozpustné v tucích – A, D, E, K.
15
Hormony jsou produkovány žlázami s vnitřní sekrecí, řídí metabolické procesy v živém organismu a jsou vylučovány do mléka. Tak jako enzymy, působí hormony v určitých aspektech jako katalyzátory (GAJDŮŠEK, 2003). Enzymy jsou látky bílkovinné povahy, které jsou specializované pro katalýzu určitého typu reakcí. V mléce nalezneme nativní enzymy (z leukocytů mléčné žlázy), které se v čerstvě nadojeném mléce vyskytují jen omezeně a dostávají se do něj během dojení. Mikrobiální enzymy, jenž jsou produkovány mikroorganismy se do mléka dostanou až po nadojení (GAJDŮŠEK, 1985). Hlavní enzymy mléka jsou oxidoreduktasy - laktoperoxidasa, katalasa a hydrolasy -lipasy, fosfatasy, proteasy, lysozym, amylasa (GAJDŮŠEK, 2003).
3.2.6 Plyny v mléce Čerstvé mléko po nadojení obsahuje průměrně 6 – 9 obj. % plynů, z nichž převážná část, přibližně 5 – 7 % připadá na CO2 . Část plynů se do mléka dostává až po styku se vzduchem. Po určité době dojde v důsledku ustanovení rovnováhy mezi mlékem a ovzduším k poklesu množství CO2 a zvýšení O2 a N2 (GAJDŮŠEK, 2003).
3.3 TECHNOLOGIE VÝROBY SÝRŮ S PLÍSNÍ V TĚSTĚ Mezi technologické procesy využívané při výrobě plísňových sýrů řadíme: úpravu mléka, sýření a následné zpracování sýřeniny, formování, solení, propichovaní, zrání, balení a finálně expedice.
3.3.1 Jakost mléka pro výrobu plísňových sýrů Jakost mléka je rozhodujícím faktorem při výrobě sýrů. Je dána fyzikálními, chemickými, mikrobiologickými a senzorickými vlastnostmi. Od těchto vlastností se odvíjí syřitelnost, což je schopnost mléka k tvorbě pevné sýřeniny a kvasnost mléka, definovaná jako schopnost mléka vytvářet vhodné prostředí pro rozvoj a činnost bakterií mléčného kysání (KNĚZ, 1960). Mezi hlavní požadavky na mléko pro výrobu sýrů patří hustota mléka, která by se měla pohybovat v rozmezí 1,028 – 1,032 g/cm. Dalšími důležitými faktory jsou kyselost, kysací schopnost a syřitelnost mléka (ŠUSTOVÁ, 2013). 16
Příznivý vliv na syřitelnost mléka a vlastnosti sýřeniny mají rozpustné vápenaté soli. Obsah vápníku je velice důležitý pro vazbu na kyselinu mléčnou při technologickém postupu. Pro výtěžnost sýrů je stěžejní obsah bílkovin, zvláště kaseinových a tučnost mléka (KNĚZ, 1960). Podle ČSN 57 0529 Syrové kravské mléko pro mlékárenské ošetření a zpracování, musí mléko určené k výrobě sýrů odpovídat požadavkům uvedeným v této normě. Taktéž musí odpovídat požadavkům zdravotní nezávadnosti. Pro výrobu je vhodné, aby bylo do sýrárny dodáno mléko, jehož titrační kyselost nepřekračuje 8 SH, pro plísňové sýry je optimum 7,6 SH (BŘEZINA, 2001). Mléko na výrobu sýrů nesmí obsahovat žádné konzervační prostředky ani inhibiční látky. V mléce se nesmí vyskytovat větší množství zejména sporotvorných, plynotvorných, peptonizačních mikroorganismů (KNĚZ, 1960).
3.3.2 Úprava a ošetření mléka před zpracováním na sýry Mléko, které je použito na výrobu sýrů s plísní v těstě je nutno vždy pasterovat, aby se zamezilo zdravotní závadnosti výsledné suroviny. Na úpravě mléka před zasýřením závisí výsledné podmínky pro strukturu sýra a rozdělení vody v něm, což ovlivňuje rozvoj mikroflóry a tím zrání. Zahrnuje tyto operace:
úprava tučnosti mléka
pasterace mléka
homogenizace mléčného tuku
očkování mléka ČMK
U mléka k výrobě modrých sýrů se používá šetrná pasterace, což je zahřátí mléka na teplotu 72 – 74 °C s výdrží 20 – 30 sekund. Je-li v pastéru smetanová pasterační sekce, pasteruje se smetana samostatně při teplotě 90 °C a po homogenizaci tlakem 8 – 10 MPa se smísí s pasterovaným mlékem. Tam kde smetanová sekce není, homogenizuje se smetana o tučnosti 20 – 25 % při teplotě 40 – 45 °C a ihned se smísí s odtučněným mlékem a pasteruje se dále jako mléko plnotučné.
17
Po pasteraci se mléko vychladí na sýřící teplotu a napouští se do výrobního zařízení (sýrařská strojní vana/výrobník), kde dojde ke standardizaci tučnosti tzn. že máme předepsaný poměr plnotučného a odtučněného mléka. Podle platných norem se tučnost upravuje na 3,5 – 3,8 %, tj. 35 – 38 g/l dle obsahu bílkovin. Při velkoobjemové standardizaci se mléko po pasteraci vychladí na teplotu 10 – 5 °C a ponechá se předezrát za přídavku 0,05 – 0,1 % čistých mlékařských kultur v tancích. Ke zpracování se mléko napouští přes průtokový ohřívač, kde se ohřeje na sýřící teplotu, která se pohybuje v rozmezí 28 – 31 °C. Syřitelnost pasterovaného mléka se upravuje přídavkem CaCl2 a to buď ve formě krystalické 10 – 20 g na 100 l mléka, nebo ve formě nasyceného roztoku 20 – 40 ml na 100 l mléka. Úpravu mikrobiálního života a správný průběh kysání v sýru Niva zajišťuje přídavek smetanového zákysu v dávce 0,5 – 1 % na množství zpracovaného mléka (8 – 9 l/ 1000 l mléka), toto množství je nutné přidat minimálně 15 – 20 minut před sýřením (MERGL, 1967). Primární kultury, které zajišťují odpovídající prokysání mléka i sýrů uvolňují enzymy, které se podílí na tvorbě chuti a vůně v průběhu zrání. Uplatňuje se především smetanový zákys, což je směsná kultura BMK. Základem jsou: Lactococcus lactis subs. Lactis, Lactococcus lactis subs. cremoris a Lactococcus lactis subs. lactis biovar diacethylactis (KNĚZ, 1960). Přítomnost těkavých mastných kyselin, především kyseliny propionové a octové tvoří chuť a aroma smetanového zákysu. Stejně tak tyto vlastnosti tvoří i kyselina mléčná, biacetyl a CO2 (DOLEŽÁLEK, 1958). Správné prokvétání sýrů je zajištěno přídavkem čisté kultury plísně Penicillium roqueforti, pěstované na živných půdách nebo přidané v sušené formě. Zajišťují nejen hluboký proteolytický a deaminační rozklad bílkovin a aminokyselin, ale současně i lipolýzu mléčného tuku β-oxidací. Dehydrogenací vzniklých produktů tvorbou methyketonů má sýr typické aroma a štiplavou chuť (DOLEŽÁLEK, 1968). Plíseň se přidává buď do mléka před sýřením, nebo do směsi syrovátky a syrového zrna po rozharfování. Plíseň kultivovaná na polotuhé agarové půdě se přidává v množství jedné lahvičky na 700 l zpracovaného mléka, plíseň v suché formě v dávce 15 g na 700 l mléka (KNĚZ, 1960). 18
Přídavek dusičnanu draselného se u plísňových sýrů přidává pouze ojediněle. Má zabránit duření sýrů, které je způsobené kmenem Coli aerogenes. Dávky se pohybují 5 – 20 g na 100 l mléka. Nedodržení předepsaného množství můžeme mít za následek závadu jakosti sýru, jako například hořknutí. Z tohoto důvodu se snažíme dávky dusičnanu omezit nebo úplně vyloučit. Toho dosáhneme správnou pasterací (HAVLÍČEK, 1975). Homogenizace mléka (smetany) zajišťuje snížení obsahu tuku v syrovátce, a tím zvýšení výtěžnosti sýra, menší spotřebu syřidla, urychluje rozklad tuku a umožňuje jeho rovnoměrné rozložení v sýřenině. Při homogenizaci mléka dochází k rychlejšímu srážení syřidlem, avšak kvalita sýření je horší. Z tohoto důvodu homogenizujeme zpravidla pouze smetanu (o tučnosti 20 – 25 %) při teplotě 40 – 45 °C a tlaku 8 – 10 MPa. Po homogenizování se smetana následně mísí s odstředěným mlékem. Velká plocha tukových kuliček umožňuje lepší uplatnění lipolytických enzymů, sýr lépe váže vodu, rychleji zraje a zvyšuje se jeho výtěžnost. Výsledný sýr má i vyzrálejší chuť (BŘEZINA, 2001).
3.3.3 Sýření mléka Před sýřením se kontroluje mikrobiální čistota standardizovaného mléka mikrobitestem, popř. včetně jeho kysací schopnosti reduktázokvasnou zkouškou. Mléko připravené k sýření má teplotu 29 – 33 °C, optimální teplota je 31 °C. Příslušnou dávku syřidla přidáváme do mléka za stálého míchání tak, aby srážení a vytužování sýřeniny bylo ukončeno za 50 - 60 minut. Poměr srážení má odpovídat 1:1. Po dokonalém promíchání, které trvá asi 5 minut, se musí mléko uvést do úplného klidu, kterého docílíme zpětným pohybem krájecích a míchacích harf. Syřidlo se přidává ve zředěné formě 1:1000 (HAVLÍČEK, 1975). Sýření probíhá ve třech fázích:
primární fáze: částečná a velmi specifická proteolýza κ-kaseinu ◦ dochází k rozštěpení peptidické vazby mezi 105. a 106. aminokyselinou (Phe - Met) ◦ vznikají dvě molekuly – jedna část má molekulovou hmotnost nižší a zůstává v roztoku - glykomakropeptid, zatímco peptidická část se vysráží působením Ca2+ iontů a vytváří molekulu para-κ-kaseinu 19
◦ při tomto štěpení se vytvoří nové volné karboxylové kyseliny a aminokyseliny ◦ molekule para-κ-kaseinu se mění izoelektrický bod náboje a molekula ztrácí stabilizační účinek proti vysrážení kaseinu Ca2+ ionty ◦ dochází k destabilizaci kaseinových micel (TEPLÝ, 1985).
sekundární fáze: koagulace destabilizovaného kaseinu ◦ podmínky: volné Ca2+ ionty a optimální teplota 30 – 33 °C ◦ k prostorovému síťování vedou především vápenaté můstky, které vycházejí z kaseinových částic na všechny strany ◦ vzniká sýřenina, tj. gel který podléhá synerezi, tzn. že se odděluje dispergovaná fáze (gel) od dispergovaného prostředí (syrovátka).
terciární fáze: v této fázi pokračuje proteolýza kaseinu a proces probíhá i během formování (odkapávání a lisování) ◦ je zastaven až solením a zráním, kdy nastává rovnováha rušená pouze vznikem produktů proteolýzy způsobené mikroorganismy (KNĚZ, 1960).
3.3.4 Zpracování sýřeniny Zpracování sýřeniny musí probíhat podle časového rozpisu. Měl by být konstantní u všech výrob při standardní jakosti mléka, jeho ošetření a sýření. Samotné zpracování sýřeniny je závislé na výrobním zařízení, které se může v každém provozu lišit. Můžeme se setkat se strojní sýrařskou vanou nebo výrobníkem. Doba krájení je 15 až 20 minut. Někdy se po 10 minutách odpustí část syrovátky v množství 10 % z původního objemu zpracovaného mléka. Syrovátka má mít v této době kyselost o 3 SH nižší než byla původní kyselost mléka. Velikost sýrového zrna by měla u Nivy odpovídat velikosti vlašského ořechu a po dosoušení by mělo mít velikost o průměru 8 – 12 mm. Po rozharfování sýřeniny se zrno v syrovátce míchá s občasnými přestávkami tak, aby se lehce od sebe oddělovalo a netvořily se slepence. Celková doba zpracování sýřeniny na sýrové zrno je 90 – 110 minut, od zasýření 14 – 17 min. Po dosažení požadované tuhosti sýrového zrna se odpustí cca 40 % syrovátky z původního množství sýřeného mléka. V této době má být kyselost syrovátky o 1,5 – 2 dle SH nižší než původní kyselost mléka. 20
Po krátkém promíchání se přidá do směsi zbylé syrovátky a sýrového zrna krystalická sůl v dávce 6 – 10 kg na 1000 l mléka. Prosolené zrno se zbytkem syrovátky se vypustí k formování (HAVLÍČEK, 1975).
3.3.5 Formování sýrů Sýrové zrno se vypustí na syrník položený na sýrařské vaně. Mírně se přehrnuje zvedáním konců syrníku, pro lepší odtok syrovátky. Syrník se podhrne a sýrové zrno se lehce nahrne do tvořítek, urovná se povrch, tvořítka se ihned obrací a pokládají na desky mechanických obracečů. Další obracení následuje po 1, 2 a 4 hodinách v sestaveném stohu v mechanických obracečích. Tvořítka nemají dna a jsou většinou děrovaná, aby mohla odtékat syrovátka. Při formování je nejdůležitějším biologicko-chemickým pochodem kysání. Je nutné dodržovat optimální podmínky, a to teplotu v rozmezí 18 – 20 °C. Pokud by teplota byla vyšší, urychlilo by se kysání a vznikly by tak vhodné podmínky pro tvorbu plynotvorných bakterií (KNĚZ, 1989).
Obrázek 1: Formování (http://www.cuketka.cz) 3.3.6 Solení sýrů Při výrobě modrých sýrů můžeme solit celý povrch sýra, nebo ho vložíme do solné lázně. Solení je obvykle zahájeno po vyformování sýrů z tvořítek den po přípravě sýřeniny (LANE, 1940).
21
LANE (1940) uvádí, že dle studie je lepší přidání malého množství soli již do sýřeniny. Dle KNĚZE (1974) je možné solit sýry třemi způsoby. Můžeme solit na sucho, to znamená, že se povrch sýru potírá ručně solí, aby sůl pronikala dovnitř. Druhým způsobem je solení v těstě, kdy se sůl přidává do sýrového zrna ve výrobníku. Posledním způsobem je solení v lázni. Sýry se ponoří po vyformování do koncentrovaného solného nálevu. Roztok musím mít určitou teplotu a kyselost. Solení v lázni, je založeno na difúzi, kdy NaCl přechází dovnitř sýra a do solné lázně přechází část rozpustných solí a syrovátky (GAJDŮŠEK, 1998). Sýry se solí 2 dny v solné lázni o koncentraci 20 kg/m3 a kyselosti 20 dle SH. Teplota solného roztoku se pohybuje v rozmezí 12 – 14 °C. Abychom dosáhli stejnoměrného složení, a vlastností solné lázně, je nutné zajištění míchání roztoku v průběhu solení. Pokud vkládáme nové sýry, musíme upravit koncentraci, čistotu a kyselost solného roztoku (HAVLÍČEK, 1975). 3.3.6.1 Účel solení sýrů Solení sýrů je velmi důležitým úsekem technologického postupu výroby sýrů. Účelem solení je:
usměrnit průběh kysání zpomalením až zastavením rozmnožování a činnosti BMK, jakož i zastavit vývoj nežádoucích mikroorganismů v sýrech během zrání
zlepšit chuť sýra, upevnit jeho povrch vytvořením kůrky a zlepšit konzistenci (strukturu) sýrového těsta.
regulovat odtok syrovátky a tím obsah vody v sýru
regulovat průběh zrání a ztráty na hmotě během zrání (KNĚZ, 1960).
Při solení mezi sýrem a solným roztokem probíhá difúze v pokožce sýra mezi zrny a osmóza dovnitř sýrového zrna. Ze solného roztoku přechází do sýra NaCl, ze sýra do lázně se uvolňuje syrovátka obsahující kyselinu mléčnou, soli, sérové bílkoviny. Požadavkem je vhodný difúzní spád. Důležité je zejména pH lázně, které musí odpovídat pH prokysaného sýra (ZIMÁK, 1990).
22
3.3.6.2 Vlivy působící na průběh solení v solné lázni Na obsah soli u jednotlivých druhů sýrů a průběh solení má především vliv doba solení, teplota, koncentrace a kyselost solné lázně, tvar a velikost sýra. Doba solení sýrů při určité koncentraci, teplotě a kyselosti solné lázně je dána velikostí bochníků, sušinou a druhem sýra. Největší podíl soli se do sýra dostává v prvních třech hodinách solení. Hodinové přírůstky se pak snižují a kolísají podle koncentrace, teploty a kyselosti solného roztoku (KNĚZ 1960). Dále koncentrace solné lázně má důležitý vliv na průběh solení. Kněz (1989) uvádí, že se v praxi používá 16 – 22 % NaCl podle druhu sýra. Solení probíhá tím rychleji, čím je koncentrace lázně vyšší. Sůl proniká do středu sýrů pomalu a zpomaluje se ještě víc, jestliže se na povrchu bochníku rychle vytvoří tlustá a tvrdá kůra. To může být způsobeno vyšší koncentrací solné lázně (nad 22 hm. %). Proto z hlediska jakosti sýrů a jejich dobrého prosolení je lepší solit delší dobu a při nižších koncentracích. Na teplotě solné lázně především závisí rychlost a intenzita solení. Teplotou můžeme regulovat obsah soli a sušinu v sýrech. Nevhodně volená teplota solných lázní způsobuje značné závady v jakosti sýrů. Kněz (1960) uvádí optimální teplotu v rozsahu 12 – 15 °C. Při vyšší teplotě se ruší difúze a sůl se koncentruje do povrchové vrstvy, která odnímá vlhkost ze středu. Tím vzniká velké nevysolené jádro, ve kterém nastávají nepříznivé mikrobiální změny. To má za následek závady na chuti a konzistenci. Sýry jsou zduřelé, houbovité, hořké až hnilobné chuti. Nevhodná kyselost solné lázně může mít stejně jako nevhodná teplota nebo koncentrace nepříznivý vliv na jakost sýrů (obsah soli v sýrech, ztráty solením, sušinu sýrů). Aktivní kyselost by se měla pohybovat v rozmezí 4,8 – 5,2 pH (KNĚZ, 1960). 3.3.6.3 Vliv NaCl na čisté kultury v sýru BKM jsou nejdůležitější skupinou mikroorganismů, jejíž rozvoj je ovlivněn množstvím NaCl. Běžné kultury smetanového zákysu jsou při obsahu soli nad 2,5 hm. % inhibovány. Při nízkém obsahu solí jsou stimulovány. Pro Lactococcus lactis je kritická koncentrace 1,1 mol/l a pro Lactobacillus lactis 0,9 mol/l.
23
Proteolýza β-kaseinu je při koncentraci 5 hm.% NaCl silně inhibována. Naproti tomu proteolytická aktivita chymozinu na αs1 kasein je stimulována obsahem NaCl až do optimální koncentrace asi 5 hm. % (BŘEZINA, 1986). Růst plísně Penicillium roqueforti je na obsahu soli nezávislý i při obsahu 8 hm.%. Limitující faktor je klíčení spor. Klíčení je stimulováno při obsahu NaCl do 1 hm.%. Inhibice nastává při obsahu 3 – 6 hm. % (McSWEENEY, 2007).
3.3.7 Propichování a ošetřování sýrů během zrání Píchání sýrů je velmi důležité především proto, aby plíseň měla dobré podmínky pro růst a CO2 v kavernách měl možnost vyprchat. První propíchání se provádí po vysolení. Je vhodné, aby první propíchání mělo 80 vpichů. Podle potřeby se musí ještě několikrát opakovat, neboť mnohdy rozhoduje o jakosti sýrů s plísní v těstě. Realizuje se sadou jehel na mechanické, nebo pneumatické píchačce. Je-li vytvořen na povrchu sýra maz, je důležité jej před propícháním odstranit, aby se nedostal dovnitř sýra. Propíchané sýry se ukládají do zracích palet na suché žlábky nebo zrací desky a v nich se přepravují do zracích sklepů (HAVLÍČEK, 1975).
3.3.8 Zrání sýrů s modrou plísní Zrání sýrů je nepřetržitý sled chemických, mikrobiálních a fyzikálních změn (KNĚZ, 1960). Je to souhrn změn, které jsou způsobeny především enzymatickou činností syřidlových enzymů a kultur. Ovlivňují především chuť, vůni, vzhled a konzistenci sýra (FOMRAN, 1996). Sýry zrají při nízkých teplotách a vysoké relativní vlhkosti. Prvních 10 dnů zrají při teplotě 12 – 14 °C a relativní vlhkosti 94 – 97 %. V této době má v sýru narůstat zelená plíseň. Tím by mělo dojít k zajištění správného průběhu dalšího zrání sýrů. Dále zrají při teplotě v rozsahu 8 – 10 °C a relativní vlhkosti 95 – 98 % po dobu 5 – 6 týdnů. V průběhu zrání se sýry obracejí a podle potřeby ošetřují slanou vodou, popř. po 3 týdnech ještě jednou propíchají. Celková doba zrání sýru Niva je 3 – 12 týdnů (HAVLÍČEK, 1975).
24
Obrázek 2: Zrání na dřevěných žlábcích (sip.denik.cz) 3.3.8.1 Charakteristika plísně Penicillium roqueforti Optimální teplota pro růst plísně na syntetickém povrchu se pohybuje v rozmezí 20,6 – 28,9 °C. Byla prošetřena změna reakcí media růstu mikroorganismů. Přítomnost cukrů nejprve přeměňuje reakci kyselým směrem, později alkalickým směrem. Vyhovující živinou pro růst je například kaseinové a dextrosové medium. Na druhou stranu nevyhovující je laktosové medium. Změna pH během růstu je velice rozsáhlá. Pohybuje se v rozmezí pH 2,05 – 7,7 v závislosti na poměru dextrosy a kaseinu (GOLDING, 1934). Dominantní plíseň, která způsobuje zrání modrých sýrů je již zmíněná Penicillium roqueforti. Je málo náročná na vzdušný kyslík (min. 5%) a celkem odolná na vyšší koncentrace solí. Z těchto důvodů prorůstá dobře přes sýrové těsto. Aby se ulehčilo výměně CO2 vzniklého fermentací sacharidů a vniku kyslíku do sýra, je nutné ho propíchat jehlami (GÖRNER, 2004).
Obrázek 3: Prokvétání plísně Penicillium roqueforti (http://en.wikipedia.org) 25
3.3.8.2 Proteolytická činnost různých kmenů plísně Penicillium roqueforti Plíseň Penicillium roqueforti se vyskytuje ve více varietách. Mezi hlavní dvě vlastnosti této plísně patří proteolytická a lipolytická činnost, které jsou u různých typů odlišné, ale navzájem se doplňují (GÖRNER, 2004). Rozsáhlá proteolýza je pro modré sýry charakteristická a je způsobená akcí chymosinu, plasminu a charakteristických proteinu sekundární mikroflóry (McSWEENEY, 2004). Proteolytická činnost plísně Penicillium roqueforti je zřetelná. Pokud není sýr s plísní v těstě dostatečně propíchán, dochází ke špatnému růstu plísní v těstě. To má za následek nevýrazné změny ve hmotě sýra. Penicillium roqueforti je hlavním proteolytickým činitelem při zrání sýrů. Proteolytická činnost jednotlivých kmenů plísně je z technologického hlediska důležitá. Výsledkem této činnosti je celkové množství rozpuštěného dusíku, dusíku albumos a peptonů, dusíku aminokyselin, dusíku amoniaku a celkové množství těkavých kyselin (DOLEŽÁLEK, 1958). Podle DOLEŽÁLKA (1958) byly zjištěny značné rozdíly v celkovém množství rozpustného dusíku a dusíku AMK u jednotlivých kmenů plísně. Malý obsah dusíku albuminos a peptonů byl u všech kmenů. Z toho plyne závěr, že u všech kmenů proběhla proteolytický činnost rychle a do hloubky. V dusíku AMK a amidech je obsažen téměř veškerý rozpustný dusík. I toto je důkazem hluboké proteolýzy plísní. Různé kmeny plísně Penicillium roqueforti se mezi sebou značně liší ve svých proteolytických a lipolytických vlastnostech i ve schopnosti tvorby aromatických látek. Výrazné odchylky v chuti zralých sýrů jsou taktéž způsobeny rozlišností kmenů. Proteolýza probíhá v sýrech postupně po celou dobu zrání. Během zrání dochází ke vzniku volných AMK, někdy může docházet i ke tvorbě velkého množství amoniaku. Čím více je sýr prozrálý, tím více se tvoří AMK (DOLEŽÁLEK, 1958). Proteolýza má přímý vliv na chuť díky produkci krátkých peptidů a AMK, z nichž některé mají typickou chuť, způsobené uvolňováním chuťových látek z matrix sýra. Volné AMK jsou substrátem pro řadu katabolických reakcí, které vytváří mnoho důležitých aromatických látek. Celková hydrolýza αs1-kaseinu a β-kaseinu je až na konci zrání (McSWEENEY, 2004). 26
3.3.8.3 Tvorba senzoricky aktivních látek V průběhu zrání důsledkem lipolýzy vznikají v plísňových sýrech volné mastné kyseliny, které se oxidativní dekarboxylací mění na methylketony. Ty mají významný vliv na aroma sýru. Mezi nejvýznamnější patří 2-heptanon a 2-oktanon. K celkovému aroma přispívají ještě sekundární alkoholy, methyl- a ethyl-estery MK a produkty vzniklé proteolýzou mléčné bílkoviny (GÖRNER, 2004). Činností plísně Penicillium roqueforti vznikají z volných mastných kyselin methylketony. Methylketony jsou plísněmi tvořeny uvolňováním volných MK, oxidací volných MK na β-ketokyseliny a dekarboxylací β-ketokyselin na methylketomy (2-alkanony) (WALSTRA,1999). V triacylglycerolech mléčného tuku jsou přítomné 3-ketonenasycené acylové skupiny. Z triacylglycerolů se uvolňují odpovídající 3-oxokyseliny, ztrácejí oxid uhličitý a přecházejí na methylketony. Základní mastné kyseliny pro tvorbu ketonických látek jsou kyselina máselná, kapronová, kaprylová, kaprinová a laurová. Tvoří se z nich tyto methylketony:
Kyselina máselná → aceton
Kyselina kapronová → 2 – pentanon
Kyselina kaprylová → 2 – heptanon
Kyselina kaprinová → 2 – nonanon
Kyselina laurová → 2 – undekanon
Existuje vztah mezi uvolňovanými mastnými kyselinami a tvorbou methylketonů, avšak poměry při tvorbě methylketonů jsou biochemicky složitější, než aby je bylo možno vyjádřit pouhým obsahem mastných kyselin v určité etapě zrání. Pro vytvoření roquefortové chuti je důležité nejen kvalitní zastoupení, ale i druhy kyselin (PANNELL, 1991). Při zrání Nivy je třeba vytvořit vhodné podmínky pro oxidační pochody. Množství methylketonů vzrůstá s intenzivním provzdušňováním a součastně se zesiluje roquefortová chuť. Výskyt methylketonů v sýru Niva (methyl-ethylketon, methylheptylketon, methyl-propylketon, methyl-amylketon) byl prokázán již v prvních týd-
27
nech zrání, kdy sýry ještě neměly typickou chuť a vůni. V pozdějších týdnech zrání však některé methylketony vymizely. Vymizení některých vyšších methylketonů nebo jejich úbytek byl způsoben nevhodnou technologií. Především nedostatečným propichováním sýrů v proběhu zrání. V plísňových sýrech vzniklé methylketony se dále redukují na sekundární alkoholy. Zvláště při nedostatečném propichování (PANNELL,1991). 3.3.8.4 Vliv pH na porost plísně Hodnota pH má vliv na plísňový porost. Při pH 5 – 5,5 je barva plísně normální, při pH 7,3 – 7,5 je barva zelenošedá a při pH 8 – 8,5 je barva zelenohnědá. Se změnou barvy plísně souvisí změna aroma. 3.3.8.5 Toxicita plísní PR-toxin (toxin, produkovaný Penicillium roqueforti) tvoří se jen za přesně určených podmínek (v prostředí s dobrou aerací a bohatém na sacharosu), zcela odlišných od výroby sýrů. Navíc neprodukují toxiny všechny kmeny. Při dlouhodobých pokusech na krysách nebyl pozorován patogenní ani karcinogenní efekt. Z toho a dalších výsledků lze usuzovat, že plísňové sýry pro spotřebitele žádné riziko nepředstavují (CHEN, 1982). 3.3.8.6 Vliv kvasinek na chuťové vlastnosti sýrů Velký rozvoj kvasinek nastává během 24 hodin po výrobě Roquefortu. Po vysolení byla jejich populace řádu 5 . 105 až 5 . 107 buněk/g uvnitř a na povrchu sýra. Solení potlačuje populaci na povrchu, ale potom nastává rychlý rozvoj a kvasinky tvoří hlavní část povrchové mikroflóry s populací řádu 109 buněk/g sýra. Izolovány byly především druhy fermentující laktosu Kluyveromyces lactis, K. fragilis, Torulopsis sphaerica. Po vysolení byly uvnitř sýra nalezeny sporogenní kvasinky rodu Torulopsis a na povrchu sporogenní kvasinky (Pichia, Debaryomyces), které laktosu nefermentují a jsou velmi odolné vůči soli (DAS, 2005).
3.3.9 Ošetření, balení a expedice sýrů Uzrálé sýry se na povrchu ošetřují ručním oškrabáním povrchového mazu a plísně. Poté se celé ošetřené sýry balí do hliníkové folie. Obal musí být zdravotně nezávadný. Údaje předepsané ČSN jsou na etiketě, která se na hliníkový obal nalepí. Celé 28
sýry jsou po 2 – 4 kusech vloženy do kartonové krabice, zalepeny, naskládány na palety a připravené k expedici. Do doby expedice jsou uchovány v chladírně při teplotě 6 °C. Sýr můžeme dle požadavků spotřebitele rozdělit na dohodnutý počet kusů. Na porcovačce se sýr rozdělí na 16 porcí ve tvaru trojúhelníkové výseče, které se balí do hliníkové folie. Jednotlivé výseče se váží, opatří etiketou s udáním hmotnosti, ceny a datem výroby. Skladují se v chladírně při teplotě 5 °C. Sýry jsou na trh dodávány ve tvaru nízkého válce průměru 16 – 18 cm, výšky 10 – 12 cm, hmotnosti 1,80 – 2,20 kg (CHUDÁ, 2014).
Obrázek 4: Hliníkový obal (olma.cz)
3.4 Senzorické vady plísňových sýrů Mazlavé jádro, lesklý řez, nepříjemná a nahořklá chuť jsou hlavní projevy romadurového zrání. Charakteristická je hnědá barva a sýr často bývá méně slaný. Příčinou je malý přídavek soli do zrna. Sůl proniká do sýra od povrchu do středu poměrně pomalu. Musí se přidat takové množství soli, aby se regulovalo prokysání ve středu sýra. Pokud přidáme soli málo, nastává prudké prokysání a střed sýra má vysokou kyselost. Zvyšuje se sušina sýra z důvodu nižší schopnosti bílkovin vázat vodu. Chybou v technologickém postupu nebo nedostatečným prokysáváním sýrů dochází k nedostatečnému prokvétání plísně. Při nedostatku kyslíku plíseň nevyroste. Z tohoto důvodu je důležité propichování sýra, aby nám plíseň pěkně prokvétala. 29
Zrání při vysoké teplotě má za následek nahořklou chuť sýra. Takový sýr nemůže nikdy mít typickou pikantní chuť. Příčinou může být také nedostatečné odkapávání před solením. Mýdlovitá chuť je následek bakteriální nečistoty mléka. Důvodem může být i znečištění sýřeniny při manipulaci ve vaně a při formování. Tato chuť se také vyskytuje při zrání s vysokými teplotami. Často bývá spojena se štiplavostí. Mýdlovou chuť mají i sýry přezrálé. Někdy bývají tyto sýry označovány za řádně dozrálé (HAVLÍČEK, 1975). Hnědé skvrny mohou být na sýru způsobeny kvasinkami, plísněmi, termofilními bakteriemi. Pokud je sýr už v pokročilém stadiu zrání, může být tato vada způsobena i Penicillium roqueforti. Výborný výrobní proces redukuje vznik této vady (ÖZER, 2014).
30
4 METODIKA A MATERIÁL Do této kapitoly jsou zahrnuty informace týkající se materiálu, který se v mlékárně v Otinovsi používá pro výrobu Nivy. Následně podmínky metod, kterými se v mlékárně stanovuje tuk, sušina a titrační kyselost.
4.1 POUŽITÝ MATERIÁL A SUROVINY 4.1.1 Kultura plísně Penicillium roqueforti Mlékárna v Otinovsi používá mraženou plíseň Penicillium roqueforti kmen 407 bez původního označení, původ Francie, expediční kmen Laktoflora od firmy Milcom a.s. Praha.
4.1.2 Syřidlo Využívá se zde tekuté mikrobiální syřidlo získané kultivací plísně druhu Rhizomucor miehei pod označením FROMASE® 750IMCU TL od firmy Gist Brocades.
4.1.3 Smetanový zákys Byl použit zákys CH-N 19, mesophylic aromatic culture, od dánské firmy Chr. Hansen. Jedno balení stačí na 1000 l mléka.
4.1.4 Mléko Mléko do mlékárny je sváženo z několika družstev z okolí Drahanské vrchoviny.
4.2 METODY STANOVENÍ ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ 4.2.1 Stanovení titrační kyselosti dle normy Princip: Titrační kyselost se vyjadřuje jako spotřeba odměrného roztoku NaOH (0,25 mol/l) v ml potřebných k neutralizaci 100 g sýra na indikátor fenolftalein (ČSN 57 0107).
31
4.2.2 Stanovení sušiny sýrů vážkovou metodou dle normy Princip: stanovíme vysoušením vzorku tři teplotě 102 ± 2 ºC po dobu 4 hodin (ČSN ISO 5534).
4.2.3 Stanovení obsahu tuku v sýru dle van Gulika dle normy Princip: rozpuštění netukových látek v sýru kyselinou sýrovou. Uvolněný tuk se oddělí v butyrometru odstředivou silou. Při této metodě se využívají speciální van Gulikovy butyrometry pro navážku 3,00 g sýra (ČSN ISO 3433).
5 VÝSLEDKY A DISKUZE U vzorků Nivy EXTRA po zrání pro měsíc leden 2013 byly stanoveny následující parametry: titrační kyselost, sušina a TVS. Tab. 1 Parametry hodnocené za měsíc leden, 20 dní den 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 průměr
sušina 56,1 56,2 57,4 56 57 56,3 58,8 58 56,1 56,7 55,4 57,1 57,3 56,6 57 57,4 56 56,7 57,4 54,4 56,7
°SH 75,3 74,6 75 73,2 74,3 75 75,3 74,5 75,3 74,5 75,5 75,7 75,2 76,6 77,5 74,7 74,5 75 75,2 74,6 75,1
TVS 52 51,3 51,9 53,5 51,3 51,8 51,9 52,4 52 52,3 53,5 52,3 51,8 52,5 51,8 52,2 52,9 52,3 52 52,4 52,2
32
5.1 Vyhodnocení titrační kyselosti U všech vzorků za měsíc leden 2013 byla stanovena titrační kyselost. Titrační kyselost u sledovaných vzorků se pohyboval v rozmezí od 73,2 do 77,5 °SH. Průměrná hodnota byla 75,08 °SH. Rozdíly v kyselosti můžou být způsobeny předčasným vyskladněním ze zracího sklepa. Statisticky zpracováno mi vyšla směrodatná odchylka 0,85. Z toho vyplývá, že titrační kyselost odpovídá 75,08 ± 0,85 °SH.
°SH 77,5
78
76,6
77 76 75,3 74,6
75
75
75
75,3
74,5
74,3
74
75,575,7 75,2
75,3
74,5
74,774,5
75 75,2 74,6
73,2
73 72 71 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
den
Obrázek 5: Vyhodnocení titrační kyselosti ze 20 dnů výroby v měsíci lednu
5.2 Vyhodnocení sušiny Hodnocení sušiny za měsíc leden 2013 pro Nivu EXTRA vyšlo následovně. Průměr z naměřených hodnot byl 56,7 %. Statisticky vypočteno odpovídá obsah sušiny 56,7 ± 0,93 %. V průběhu měsíce se sušina pohybovala v rozmezí od 54,4 % do 58,8 %. Normou deklarovaný obsah sušiny pro Nivu EXTRA je 56 %, což v našem případě odpovídá u 18 vzorků z 20. Hodnota sušiny je uvedena na obalu výrobku, takže i v tomto případě dochází ke klamání spotřebitele, i když jen u 10 % vyrobených sýrů. Časnou expedicí ze zracích sklepů, může docházet k nedostatečné hodnotě sušiny. S rostoucí dobou zrání roste i mírně obsah sušiny. Mezi další ukazatele, které můžou ovlivnit obsah sušiny, patří sušina mléka, vlastnosti solné lázně, odkapání sýřeniny a v neposlední řadě již zmíněná délka zrání.
33
sušina 58,8
59
58 58 57
57,4 56,156,2
57 56,3
56
57,4 57,157,3 57 56,6
56,7 56,1
56
57,4 56,7 56
55,4
55
54,4
54 53 52 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
den
Obrázek 6: Vyhodnocení sušiny ze 20 dnů výroby v měsíci lednu
5.3 Vyhodnocení TVS U všech vzorků za měsíc leden 2013 byl stanoven i obsah tuku v sušině. Tuk v sušině se pohyboval v intervalu 52,2 ± 0,57 %. Tento údaj taktéž najdeme na spotřebitelském obalu. Hodnota neudává celkový obsah tuku ve výrobku, ale pouze jeho podíl v sušině. Abychom věděli kolik tuku v sýru je, můžeme to snadno vypočítat. Vynásobíme sušinu tukem v sušině a tento výsledek vydělíme 100.
TVS 53,5
53,5
53,5 52,9
53 52,5
52,4 52
51,9
52
52
51,851,9
51,3
51,5
52,3
52,3
52,5
51,8
52,2 51,8
52,4
52,3 52
51,3
51 50,5 50 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Obrázek 7: Vyhodnocení TVS ze 20 dnů výroby v měsíci lednu
34
den
6 ZÁVĚR Cílem práce bylo shromáždění a následné zpracování odborných informací zabývající se tématem biochemie a technologie výroby sýrů s modrou plísní v těstě. Součástí práce jsou graficky znázorněné výsledky za měsíc leden roku 2013, týkající se sušiny, TVS a titrační kyselosti, které byly poskytnuty z Mlékárny v Otinovsi. Dále je zde zapracovaný konzumentský dotazník pro hodnotitele, který se týká obliby a spotřeby sýrů s modrou plísní. Pro výrobu sýrů s modrou plísní je především důležitá jakost mléka, ze kterého se sýr vyrábí. Z tohoto důvodu si každá mlékárna při svozu dělá rychlé orientační testy na mikrobiální čistotu mléka. V případě modrých sýrů je důležitá operace úprava tučnosti mléka a následná homogenizace smetany, která je u těchto sýrů žádoucí, díky dobré degradaci tuku. Tímto procesem docílíme rozbití tukových globulí na menší částice. Následně se mléko pasteruje šetrnou pasterací při teplotě 72 – 74 °C po dobu 20 – 30 sekund. Jediný sýr s plísní v těstě, u kterého se mléko nemusí pasterovat je francouzský Roquefort, vyrobený z ovčího mléka. Po tepelném ošetření se mléko připraví na zasýření. Přidává se kultura plísně Penicillium roqueforti. Teplota sýření je 29 – 33 °C a přidá se příslušná dávka syřidla. Sýření je ukončeno za 50 – 60 minut. Následně se sýřenina rozharfuje. Tento krok trvá 15 – 20 minut a velikost sýrového zrna u Nivy by měl odpovídat velikosti vlašského ořechu o průměru 8 – 12 mm. V této fázi se do sýřeniny přidává určité množství NaCl a po dokonalém promíchání se vypustí do výrobníku. Sýrové zrno se přehrnuje, aby došlo k lepšímu odtoku syrovátky, a následně se zrno lehce nahrne do tvořítek. Ta nemají dna a jsou děrovaná. Potom jsou pokládána na desky, které jsou součástí mechanických obracečů. Sýry se po 1, 2 a 4 hodinách musí obracet. Důležitým krokem je solení, které pro maximální účinek probíhá v solných lázních. Roztok v nich má stanovené parametry jako je koncentrace, kyselost a teplota. Solení probíhá na základě difuze. V solné lázni sýry zůstávají 24 hodin.
35
Poté jsou převezeny ke stroji, který na základě tlaku do nich udělá optimálně 80 vpichů. Tento krok je důležitý, aby se sýr provzdušnil a plíseň měla ideální podmínky pro růst. V neposlední řadě se sýry převezou do zracích sklepů, kde se teplota pohybuje v rozmezí 8 – 10 °C a relativní vlhkosti 95 – 98 % po dobu 5 – 6 týdnů. Po vyskladnění ze zracích sklepů se sýry oškrábou a následně zabalí do hliníkové folie. Narovnají se do kartonových krabic, palet a mohou být expedovány spotřebiteli. Dále byl zpracován průběh změn ve zralém sýru Niva EXTRA v lednu 2013. U 20ti vzorků se určovala titrační kyselost, sušina a TVS. Rozdíly v titrační kyselosti se pohybovaly v průměru 75,08 ± 0,85 °SH. U sušiny bylo rozmezí 56,7 ± 0,93 %. Podle normy je deklarován obsah u Nivy EXTRA 56 % sušiny. V 90 % vzorků byl obsah sušiny nad limit. Takže rozdíly proti deklarované hodnotě jsou minimální. U všech vzorků se TVS pohyboval v intervalu 52,2 ± 0,57 %. Rozdíly mezi minimálními a maximálními hodnotami uvedené v Tab. 1 (zvýrazněné tučně), můžou být způsobeny časnou expedicí ze zracích sklepů. Tím může docházet k nedostatečné hodnotě sušiny a odrazí se to na jakosti sýra. S rostoucí dobou zrání roste i mírně obsah sušiny. Mezi další ukazatele, které můžou ovlivnit obsah sušiny, patří sušina mléka, vlastnosti solné lázně, odkapání sýřeniny a v neposlední řadě již zmíněná délka zrání. Posledním úkolem bylo sestavit dotazník (příloha 1), který je zaměřen na oblibu a spotřebu sýrů s modrou plísní. Nejprve bylo nutné, zaměřit se na vytipování otázek, které by respondenti v dotazníku uvítali. Následně byly vybrány ty, které se vyskytovaly nejčastěji. Již ze sondování mezi konzumenty bylo patrné, že populace má radši sýry méně dozrále. Z tohoto důvodu je zkrácená i doba zrání v Mlékárně v Otinovsi, protože spotřebitel spíše uvítá sýry, které nejsou zcela vyzrálé. Chuť po dozrání je štiplavá a to může konzumenta odradit od nákupu modrých sýrů. Z toho vyplývá, že sýry s modrou plísní mají svá chuťová specifika. Bylo by vhodné v další práci navázat a pokračovat vhodným průzkumem jak konzument tyto senzorické změny v sýrech vnímá.
36
7 PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY BŘEZINA, P., PLOCKOVÁ M. Návody pro laboratorní cvičení z mikrobiologie mléka a tuků: určeno pro posl. fak. potravinářské a biochem. technologie. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986, 216 s. BŘEZINA, P., KOMÁR, A., HRABĚ, A. Technologie, zbožíznalství a hygiena potravin. Vyškov: VVŠ PV, 2001, 177 s. ISBN 80-7231-079-8. ČSN ISO 3433 Sýry – Stanovení obsahu tuku – Van Gulikova metoda. 2008. ČSN ISO 5534 Sýry a tavené sýry - Stanovení obsahu celkové sušiny (Referenční metoda). 2004. ČSN 57 0107 Metody zkoušení přírodních a tavených sýrů. Stanovení obsahu chloridu sodného. 1982. ČSN 57 0529 Syrové kravské mléko pro mlékárenské ošetření a zpracování. 1993. DAS, S., HOLLAND. R., CROW, V. L., BENNETT, R. J., MANDERSON, G.J. Effect of yeast and bacterial adjuncts on the CLA content and flavour of a washedcurd, dry-salted cheese. International Dairy Journal [online]. 2005, vol. 15, 6-9, s. 807-815 [cit. 2015-04-10]. DOI: 10.1016/j.idairyj.2004.08.023. DOLEŽÁLEK, J. Přednášky z mlékařské mikrobiologie: Určeno pro posluchače fak. potravinářské technologie. 1. vyd. Praha: SNTL, 1958, 283 s. DOLEŽÁLEK, J. Biochemie a technologie plísňových sýrů. 1. vyd. Praha: Ústřední výzkumný ústav potravinářského průmyslu, 1967, 287 s. FORMAN, L. Mlékárenská technologie II. 2. vyd. Praha: Vysoká škola chemickotechnologická, 1996, 217 s. ISBN 80-7080-250-2. FOX, P F. Cheese : chemistry, physics, and microbiology /.. General aspects . Volume 2. 3. vyd. Amsterdam: Elsevier, 2004. 617 s. ISBN 0-12-263651-1. FOX, P. Cheese: chemistry, physics, and microbiology. 3rd ed. London: Elsevier, 2004, 2 v. ISBN 01226365382.
37
FUQUAY, J., FOX, P., MCSWEENEY, P. L. Encyclopedia of dairy sciences. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier, 2011, xlviii, 925 s., příl. ISBN 978-0-123-74402-9. GAJDŮŠEK, S., KLÍČNÍK, V. Mlékařství. Vydání první. Brno: Vysoká škola zemědělská, 1985, 128 s. GAJDŮŠEK, S. Laktologie. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2003, 78 s. ISBN 80-7157-657-3. GAJDŮŠEK, S. Mlékařství II (cvičení). 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1997, 84 s. ISBN 80-7157-278-0. GAJDŮŠEK, S. Mlékařství. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1998, 135 s. ISBN 80-7157-342-6. GOLDING, N. S. The Growth of Penicillium Roqueforti on Synthetic Media.Journal of Dairy Science [online]. 1934, vol. 17, issue 2, s. 61-74 [cit. 2015-04-04]. DOI: 10.3168/jds.s0022-0302(34)93221-5. GÖRNER, F., VALÍK, L. Aplikovaná mikrobiológia požívatín: principy mikrobiológie požívatín, potravinársky významné mikroorganizmy a ich skupiny, mikrobiológia potravinárskych výrob, ochorenia mikrobiálného pôvodu, ktorých zárodky sú prenášané poživatinami. Vyd. 1. Bratislava: Malé Centrum, 2004, 528 s. ISBN 80967064-9-7. HAVLÍČEK, Z. Praktikum sýrařské výroby: určeno stud. odb. škol mlékařských. 1. vyd. Praha: SNTL, 1975, 271 s. CHEN, F-CH., CHEN, CH-F., WEI. R-D. Acute toxicity of PR toxin, a mycotoxin from Penicillium roqueforti. Toxicon [online]. 1982, vol. 20, issue 2, s. 433-441 [cit. 2015-04-04]. DOI: 10.1016/0041-0101(82)90006-x. CHUDÁ, J. Osobní sdělení. Otinoves, 2014. IBURG, A. Lexikon sýrů: výroba, původ, druhy, chuť. 1. vyd. Dobřejovice: Rebo Productions, 2004, 301 s. ISBN 80-7234-379-3. KNĚZ, V. Čisté mlékařské kultury a jejich použití v mlékárenském průmyslu. 2. vyd. Praha: SNTL, 1960, 297 s. 38
KNĚZ, V. Výroba plísňových sýrů v ČSSR. Mlékařské listy, 6; 1989. 121 – 122 s. KNĚZ, V. Výroba sýrů. 2.vyd. Praha: SNTL, 1960, 360 s. LANE, C. B., HAMMER, B. W. Effect of Salting Cued for Blue Cheese.Journal of Dairy Science [online]. 1940, vol. 23, issue 2, s. 169-172 [cit. 2015-04-07]. DOI: 10.3168/jds.s0022-0302(40)95506-0. MCSWEENEY,
P.
Cheese
problems
solved.
2007,
pages
424,
ISBN
9781845690601. MERGL, M. Mléko jako surovina pro mlékárenský průmysl: sborník přednášek ze semináře konaného v Praze ve dnech 4. A 5. Prosince 1967. Praha: Československá vědecko-technická společnost, 1967, 73 s. ÖZER, B., AKDEMIR-EVRENDILEK, G. Dairy microbiology and biochemistry: recent developments. pages cm. ISBN 9781482235029. PANNELL, L. K., OLSON, N. F. Methyl Ketone Production in Milk-Fat-Coated Microcapsules. 2. Methyl Ketones from Controlled Concentrations of Free Fatty Acids. Journal of Diary Science [online]. 1991, vol. 74, issue 7, s. 2054-2059 [cit. 2015-04-10]. DOI: 10.3168/jds.s0022-0302(91)78376-8. ŠUSTOVÁ, K., SÝKORA, V. Mlékárenské technologie. 1. vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2013, 223 s. ISBN 978-80-7375-704-5. TEPLÝ, M. Čisté mlékařské kultury: výroba, kontrola, použití. Praha: SNTL, 1984, 295 s. TEUBNER, CH. Sýry-velká encyklopedie, Bratislava: Perfekt, 1998, 255 s., ISBN 80-8046-101-5. WALSTRA, P. Dairy technology: principles of milk properties and processes. New York: Marcel Dekker, c1999, xvii, 727 p. Food science and technology (Marcel Dekker, Inc.), 90. ISBN 082470228x. WEIMER, B. C. Improving the flavour of cheese. Cambridge: Woodhead publ, 2007. ISBN 9781845690076.
39
ZIMÁK, E. Technológia pre 4. ročník stredných priemyselných škol potravinárskych študijného oboru spracovanie mlieka. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1990, 389 s. ISBN 8005-00309-9. ZIMÁK, E. Mliekarska technológia pre 3. ročník sjednej priemyselnej školy potravinárskej, odbor spracovanie mlieka. 2. Vyd. Bratislava: Alfa, 1991, 355 s. ISBN 8005-00682-9.
40
8 SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ 8.1 Tabulky Tab. 1 Parametry hodnocené za měsíc leden
8.2 Obrázky Obrázek 1: Formování (http://www.cuketka.cz) ................................................. 21 Obrázek 2: Zrání na dřevěných žlábcích (sip.denik.cz/celebrity/nivu-vyhnalaunie-z-jeskyne20081011.html) .................................................................................. 25 Obrázek 3: Prokvétání plísně Penicillium roqueforti (http://en.wikipedia.org) .. 25 Obrázek 4: Hliníkový obal (olma.cz en/fats--cheese--curd-niva-veined-cheesed_8_62.html) .............................................................................................................. 29 Obrázek 5: Vyhodnocení titrační kyselosti ze 20 dnů výroby v měsíci lednu .... 33 Obrázek 6: Vyhodnocení sušiny ze 20 dnů výroby v měsíci lednu .................... 34 Obrázek 7: Vyhodnocení TVS ze 20 dnů výroby v měsíci lednu ....................... 34
41
9 SEZNAM ZKRATEK ČMK – čisté mlékárenské kultury ČSN – česká státní norma BMK – bakterie mléčného kysání MK – mastné kyseliny AMK – aminokyseliny TVS – tuk v sušině
42
10 PŘÍLOHY Příloha 1. Dotazník týkající se obliby a spotřeby sýrů s modrou plísní 1) Znáte nějaké sýry s modrou plísní? a. Ano (uveďte jaké) b. Ne 2) Kupujete si tyto sýry? a. Ano b. Občas c. Ne 3) Kupujete sýry… ? a. Vždy od jednoho výrobce b. Rád/a zkoušíte nové věci c. Je vám to jedno 4) Rozhoduje u vás cena výrobku? a. Ano b. Ne c. Je vám to jedno, pokud mi to chutná 5) Myslíte si, že je cena odpovídající? a. Ano b. Ne 6) Jak často je konzumujete? a. Často b. Občas c. Zřídka 7) Chutnají vám? a. Ano b. Spíše ano c. Spíše ne d. Ne 8) Vadí vám jejich typická štiplavá chuť? a. Ano b. Ne 43
9) Upřednostňujete více dozrálé sýry? a. Ano b. Ne 10) Kde tyto sýry kupujete? a. V supermarketu b. Ve specializované prodejně (větší výběr) c. Od soukromých prodejců 11) Myslíte si, že je nabízený sortiment dostatečný? a. Ano b. Ne 12) Jaké modré sýry preferujete? a. Zahraniční (Roquefort, Gorgonzola, Dana blue) b. České (Niva) 13) Jaké je vaše pohlaví? a. Muž b. Žena 14) Jaký je váš věk? a. Do 20 let b. 21 – 30 let c. 31 – 40 let d. 41 – 50 let e. Více než 51
44
