Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin. Faktory ovlivňující zrání sýrů Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Faktory ovlivňující zrání sýrů Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Táňa Lužová Vypracovala: Marie Havlíková Brno 2008

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Faktory ovlivňující zrání sýrů vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. V Brně dne Podpis autora.

3 PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych tímto poděkovat Ing. Táně Lužové, která je vedoucí mé bakalářské práce, za odborné vedení, za čas který mi věnovala a za cenné rady a připomínky při zpracovávání této bakalářské práce.

4 ABSTRAKT Bakalářská práce je zpracována na téma Faktory ovlivňující zrání sýrů. Objektem první části je mléko jako surovina pro výrobu sýrů, jeho složení a vlastnosti. Dále jsou zde uvedeny definice sýrů a jejich rozdělení. Tato práce se vztahuje na sýry eidamského typu, proto je zde také zmíněna charakteristika a původ těchto sýrů. Popsány jsou jednotlivé fáze výroby sýrů, včetně mikrobiálních kultur a syřidel, které jsou pro výrobu sýrů nezbytné. Práce je zaměřena na zrání sýrů, na faktory ovlivňující tento proces, během kterého sýr získává typický vzhled, konzistenci, chuť a vůni. Zmíněny jsou také ztráty při zrání a vady sýrů, které mohou v průběhu zrání nastat. Klíčová slova: mléko, sýry, výroba sýrů, zrání sýrů ABSTRACT This bachelor study is processed on the topic Factors affected ripening cheese. Milk is an object in the first part as raw material for cheese making, its composition and attributes. There are mentioned definitions of cheese and their separation. This work is relate to Edam cheese, so there ale also mentioned characteristics and origin of Edam cheese. There are described individual part of cheese making, including microbial cultures and rennets, which are necessary for cheese making. This work is focused to the ripening and factors affected this process throughout them cheese is getting characteristic look, texture, flavour and aroma. There are also mentioned losses during the ripening and possible deffects. Keywords: milk, cheese, cheese making, ripening cheese

5 OBSAH 1. Úvod 1 2. Cíl práce Literární přehled Současná situace na trhu s mlékem a mléčnými výrobky Mléko jako surovina pro výrobu sýrů Složení mléka Dusíkaté látky mléka Kasein Syrovátkové bílkoviny Nebílkovinné dusíkaté látky Mléčný tuk Sacharidy Minerální látky Vitaminy Sýry Požadavky na mléko na výrobu sýrů Definice sýrů Rozdělení sýrů Charakteristika sýrů eidamského typu Původ eidamských sýrů Výroba sýrů Ošetření a úprava mléka před zpracováním Sýření mléka Zpracování sýřeniny Formování a lisování sýrů Solení sýrů Zrání sýrů Faktory ovlivňující průběh zrání sýrů Ztráty při zrání Vady sýrů Závěr Použitá literatura

6 1. ÚVOD Mléko a mléčné výrobky jsou již od nepaměti součástí výživy člověka. Člověk brzy přišel na to, o jak vzácnou surovinu se jedná, a naučil se ji využívat při výrobě mléčných výrobků. Mléko jako sekret mléčné žlázy je vůbec prvním zdrojem potravy, se kterým se ve svém životě setkáme. Přestože je prvotním zdrojem pro výživu mláďat, stalo se velmi rozšířenou potravinou, a to jak z důvodů smyslových, tak výživových. Od roku 1957 slaví světová mlékařská veřejnost každé čtvrté úterý v měsíci květnu svůj Mezinárodní den mléka. Podnět k tomuto svátku dala konference významných světových lékařů, kteří se sešli ve švýcarském Interlakenu, aby mimo jiné diskutovali o významu mléka a o jeho nezastupitelné roli ve výživě (KOPÁČEK, 2007). Mléko obsahuje vše potřebné pro zdravý život plnohodnotné živočišné bílkoviny, lehce stravitelný mléčný tuk, cenný mléčný cukr a řadu důležitých minerálů, především pak vápník a fosfor. V mléce je rovněž celá řada dalších, pro výživu a vývoj lidského organismu významných látek, jako jsou vitaminy a stopové prvky. Tyto složky napomáhají a podporují správnou funkci metabolismu, a jsou tudíž důležité pro ochranu zdraví člověka. Mléko a ostatně všechny další mléčné výrobky by měly být samozřejmou součástí výživy nejenom dětí a mládeže, ale také každého dospělého člověka. Na mléko bychom neměli zapomínat ani v pokročilém věku, protože mléko působí dokonce i jako prevence proti zákeřné osteoporóze kostí (KOPÁČEK, 2007). Jedním z nejvýznamnějších mléčných výrobků je bezpochyby sýr. V současném sortimentu najdeme jak tradiční druhy sýrů, tak i nejrůznější novinky a inovace. Za kolébku sýra se ve staré literatuře považuje Střední východ. Se vší pravděpodobností objevily první sýry náhodou kočovné kmeny jižní Asie a Středního východu. Již před dávnými dobami přišel člověk na to, že mléko savců, zejména koz, ovcí, krav, koní, a dokonce i velbloudů, má velmi vysokou výživnou hodnotu. Mléko se tehdy pilo čerstvé. Když někteří bojovníci nalili čerstvé mléko do kožených vaků, aby mohli během boje a dlouhých jízd utišit žízeň, zjistili zvláštní věc: tekuté mléko se změnilo v bledou, lehce nakyslou tekutinu, v níž plavaly husté chuchvalce bílé sýřeniny. Kožené vaky se totiž vyráběly ze žaludků mladých zvířat a obsahovaly pravděpodobně ještě srážecí enzymy. Zbytek vykonalo slunce a pohyby klusajícího koně. Chuchvalců sýřeniny si lidé rychle začali považovat a brali je jako příjemný doplněk každodenní dávky bílkovin, zatímco syrovátku používali pro zahnání žízně (CALLEC, 2003). 1

7 Sýr se skládá výlučně ze složek mléka, tedy mléčné bílkoviny, mléčného tuku a minerálních látek (vápník, fosfor). Vyrábí se z mlék hospodářských zvířat - převážně z kravského, ale také z ovčího, kozího, buvolího či jiných nebo ze směsí těchto mlék (KOPÁČEK et al., 2005). Sýry jsou z nutričního hlediska plnohodnotnými výrobky obsahující esenciální aminokyseliny. Zdrojem využitelné energie jsou bílkoviny a mléčný tuk. Laktóza z mléka jako suroviny je obsažena v malém množství a ve většině případů je zcela převedena na kyselinu mléčnou a další produkty kvašení (FORMAN, 1996). Stejně tak jako v mléce v něm pak najdeme celou řadu minerálních látek a vitamínů. Proto bychom ho měli spolu s dalšími mléčnými výrobky zařazovat do svého jídelníčku v optimálním množství, abychom si zajistili dostatečný příjem všech potřebných živin. 2

8 2. CÍL PRÁCE Cílem této práce bylo: prostudovat dostupnou odbornou literaturu zabývající se mléčnými výrobky prostudovat dostupnou odbornou literaturu o zrání sýrů vypracovat bakalářskou práci. 3

9 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Současná situace na trhu s mlékem a mléčnými výrobky V současné době je zaměřena pozornost médií na aktuální problematiku zvyšování cen zemědělských výrobků a potravin. V této sféře dominuje především sektor mléka. Zvýšené požadavky na konzumaci mlékárenských výrobků nejsou zajištěny v řadě zemí jejich narůstající vlastní produkcí a musí být doplňovány dovozy mlékárenských výrobků (KŘIVÁNEK, 2007). České mlékárny nedokážou na domácím trhu čelit zahraniční konkurenci hlavně při prodeji sýrů. Dovoz sýrů začal sílit po vstupu do EU, a za rok 2006 byl již dokonce trojnásobný v porovnání s vývozem sýrů z Čech. Z republiky se přitom vyváží syrové mléko, které by tuzemské mlékárny dokázaly zpracovat na výrobky s vyšší přidanou hodnotou (KOPÁČEK, 2007). MATĚJEK (2007) to zdůvodňuje tím, že čeští mlékaři nejsou dostatečně vstřícní k jednání o ceně. Mléko by mělo být již u nás zpracováno do výrobků, které jsme schopni sami lépe zhodnotit na světovém trhu. Loni čeští zemědělci prodali hlavně v Německu 15% své celoroční produkce mléka, která se pohybovala kolem 2,6 miliardy litrů. I když se do českých provozů vozí mléko ze Slovenska a Polska, toto množství odpovídající asi šestině vývozu, na vyrovnání schodku nestačí (KOPÁČEK, 2007). Obtížná vyjednávání o nákupních cenách mlékaře a farmáře zřejmě ještě čekají kvůli současné vyšší poptávce po mléčných výrobcích ve světě, což má podle nich na svědomí kombinace růstu poptávky hlavně v Asii, nízká produkce mléka v Německu a Francii a výpadek dodávek z Austrálie (KOPÁČEK, 2007). Nákupní ceny za syrové mléko v některých zemích unie překročily již 50 ct za kg, v ČR se dostaly v říjnu v průměru již na rekordních 9,40 Kč/l, a jak se zdá, tento růst cen u nás ještě asi nedosáhl svého vrcholu (KOPÁČEK, 2007). Z Česka se dnes kromě mléčné suroviny vyváží sušené mléko a máslo, pro arabský trh také bílé sýry a v exportu se objevují ještě trvanlivá mléka, zakysané výrobky a rovněž polotvrdé a tavené sýry. V českých obchodech se ze zahraničních výrobků, vedle specialit, které sami nevyrábíme, objevují hlavně eidamské sýry a tvaroh, a to převážně z Polska a Německa (KOPÁČEK, 2007). 4

10 Výroba přírodních sýrů se v 1. pololetí tohoto roku meziročně snížila o 6,2%. Výroba tavených sýrů se zvýšila o 7,1%. Celková výroba přírodních a tavených sýrů se oproti roku 2006 snížila o 3,8%. V tabulce č. 1 je uveden vývoj výroby sýrů. Tab.1 Vývoj výroby sýrů Výrobek Výroba v tunách Rozdíl Index 2007/2006 Sýry přírodní ,8 Sýry tavené ,9 Sýry celkem ,2 Nejvyšší podíl z celkové výroby přírodních sýrů připadá na sortimentní skupinu vybraných polotvrdých sýrů, zahrnující především Eidam, Goudu a sýr Madeland. Jejich objem se meziročně snížil o 5,1%. Celkový tuzemský prodej přírodních sýrů na vnitřním trhu v 1. pololetí stagnoval na úrovni minulého roku a dosáhl tun (-0,4%). Sortiment sýrů a tvarohů vykazuje v zahraničním obchodě velmi nepříznivý trend. V prvním pololetí letošního roku meziročně zvýšil dovoz o 32,2%. Objem vývozu naopak stagnoval a snížil se o 1,3%. Narůstající dynamika dovozu negativně ovlivňuje tuzemskou výrobu sýrů (KŘIVÁNEK, 2007). V tabulce č. 2 je uveden přehled výroby přírodních sýrů podle tradičního sortimentního členění. Tab.2 Přehled výroby přírodních sýrů podle tradičního sortimentního členění Skupina sýrů Výroba v tunách Rozdíl tuny Index 2007/ Čerstvé nezrající ,1 Měkké zrající x x x x Bílé v solném nálevu ,8 Plísňové ,6 Vybrané polotvrdé ,9 Tvrdé a extra tvrdé x x x Ostatní x x x x 5

11 3.2 Mléko jako surovina pro výrobu sýrů Mléko je sekret mléčné žlázy určený k výživě novorozenců. V prvním období po porodu je složení sekretu produkovaného mléčnou žlázou bližší složení krve. V dalším období pak složení tohoto sekretu přechází na zralé mléko, které je druhově odlišné (SIMEONOVOVÁ et al., 2003). Podle vyhlášky 287/1999 Sb. je mléko sekret mléčné žlázy neobsahující kolostrum. Podle typických rozdílů ve složení a vlastnostech mléka v průběhu laktace rozlišujeme: mléka nezralá mlezivo, vylučované několik dnů po porodu mléka zralá, tj. druhově odlišná mléka, tvořená v průběhu dalších fází laktace. Toto mléko je již běžně využíváno jako potravina a zpracováno na mlékárenské výrobky. Z hlediska zpracovatelského je ještě odlišováno mléko starodojné, produkované vysokobřezími kravami před zaprahnutím, které se již svým složením i vlastnostmi přibližuje mlezivu a není vhodné k mlékárenskému zpracování (SIMEONOVOVÁ et al., 2003) 3.3 Složení mléka Mléko je složeno z vody, sušiny a plynů. Základní složení kravského mléka dle SIMEONOVOVÉ (2003) je uvedeno v tabulce č. 3. Tab. 3 Základní složení kravského mléka Složka Průměrný obsah (%) Odchylky Voda 87,50 82,70 90,70 Sušina 12,50 9,30 17,30 Tuk 3,80 2,70 7,00 Bílkoviny 3,20 2,00 5,00 Laktóza 4,70 4,00 5,30 Minerální látky 0,70 0,50 1,00 Základní složkou mléka je voda, jejíž obsah se podle druhu mléka pohybuje v poměrně širokých mezích. V kravském mléce bývá 87 91% vody. Mléko je velmi komplikovaný disperzní systém, ve kterém kaseinové molekuly tvoří micelární 6

12 disperze, globulární bílkoviny syrovátky tvoří koloidní disperze, tuk přítomný ve formě tukových kapek (mléčných mikrotomů) tvoří emulzi, částice lipoproteinů koloidní suspenzi, nízkomolekulární látky (laktóza aj. sacharidy, volné aminokyseliny, minerální látky, ve vodě rozpustné vitaminy) tvoří pravý roztok. Typické zabarvení souvisí s rozptylem a absorpcí světla na tukových částicích a miscelách kaseinů, nažloutlé zbarvení mléka způsobují karotenoidní látky přítomné v tukové fázi, nazelenalé zbarvení syrovátky přítomný riboflavin (VELÍŠEK, 2002) Dusíkaté látky mléka Dusíkaté látky mléka tvoří nejkomplexnější složku mléka a vzhledem k významu je těmto látkám věnována také největší pozornost. Dusíkaté látky mléka určují základní fyzikální a chemické vlastnosti mléka, některé z nich kromě nutriční hodnoty mají významné biologické funkce. Na obrázku č. 1 je znázorněno schéma složení bílkovin mléka. Obr. 1 Schéma složení bílkovin mléka 7

13 Z veškerého dusíku v mléce je v bílkovinách obsaženo v ideálním případě pouze 93 až 95%, zbývajících 5 až 7% je obsaženo v nebílkovinných dusíkatých látkách. Proto se tato hodnota označuje jako hrubá bílkovina. Obsah skutečných - čistých bílkovin je tedy nejméně o těchto 5 až 7% nižší (GAJDŮŠEK, 2003). Mléčné bílkoviny tvoří podstatu života. Jsou základní součástí buněčných struktur, mezibuněčných tkání, hormonů a enzymů (KŘIVÁNEK, 2005). Podle vzájemného zastoupení hlavních druhů bílkovin se mléka rozdělují na: mléka kaseinová, která produkují přežvýkavci a ve kterých kasein představuje nejméně 75% z celkových bílkovin mléka albuminová, produkovaná masožravci, všežravci a býložravci s jednoduchým žaludkem, které obsahuje méně než 75% kaseinu. I když jsou mléka albuminová rozšířenější, mají kaseinová mléka větší význam z hlediska zpracování na mlékárenské výrobky (SIMEONOVOVÁ et al., 2003). Bílkoviny se běžně stanovují po spálení celého vzorku mléka podle Kjeldahla a zjištěný obsah dusíku se pak přepočte na bílkoviny násobením faktorem 6,38. Podle vyhlášky 203/2003 Sb. o veterinárních požadavcích na mléko a mléčné výrobky musí být obsah bílkovin nejméně 28 g/l (syrové kravské mléko). Základní rozdělení dusíkatých látek mléka podle GAJDŮŠKA (2003): Kasein komplex fosfoproteinů, které jsou syntetizovány mléčnou žlázou a tvoří v mléce přežvýkavců převážnou část bílkovin. Z mléka je možno kaseiny vysrážet okyselením při ph 4,6 a teplotě 20 C. Syrovátkové bílkoviny (resp. bílkoviny mléčného séra) globulární bílkoviny, rozpustné při ph 4,6. Některé z nich jsou syntetizovány mléčnou žlázou. Tvoří asi 1/5 z obsahu čistých bílkovin. Proteoso-peptony tepelně stabilní fosfoproteiny, rozpustné při ph 4,6. Tvoří asi 2 až 6% z čistých bílkovin. Ostatní bílkoviny mléka jedná se o řadu minoritních látek bílkovinné povahy (enzymů, lipoproteinů apod.). Nebílkovinné dusíkaté látky jedná se o velký počet látek, obsahujících dusík, které odpovídají 250 až 350 mg N v litru mléka. 8

14 Kasein Asi čtyři pětiny mléčných bílkovin tvoří kasein, který představuje směs přibližně deseti různých bílkovin. Jedná se o čtyři základní druhy fosfoproteinů. Z technologického hlediska je významná jejich rozpustnost v roztoku vápenatých iontů (KADLEC, 2002). Základními frakcemi kaseinu jsou α s, β a κ-kasein, ostatní frakce kaseinu se považují za deriváty. Všechny frakce kaseinu mimo κ-kaseinu jsou vysoce citlivé na přítomnost vápníku v mléce. Proti vysrážení je chrání přítomnost κ-kaseinu (GAJDŮŠEK, 2003). V mléce jsou kaseiny přítomny ve formě koloidní disperze, vlivem hydrofobních sil se seskupuje přibližně 20 molekul do tzv. submicel (12 15 nm), které pak dále reagují za účasti fosforečnanů a citrátů vápenatých do micel o velikosti nm. V povrchové vrstvě micely je κ-kasein, který není citlivý na vápenaté ionty a zabraňuje spojování kaseinových micel vápníkovými můstky (KADLEC, 2002). Kromě kaseinových frakcí byly v těchto micelách zjištěny i vápník, hořčík, citráty a fosfáty. Díky svému náboji jsou na povrchu těchto micel elektrostaticky vázány soli koloidního kalcium fosfátu a molekuly vody. α s -kaseiny jsou hlavní složkou kaseinové frakce. Mléčnou žlázou jsou syntetizovány α s1 -kaseiny a α s2 -kaseiny (ve čtyřech resp. pěti genetických variantách lišících se primární strukturou). V přítomnosti vápenatých iontů tvoří α s1 -kaseiny nerozpustnou vápenatou sůl. Kaseiny α s2 mají podobnou strukturu, nejsou však citlivé k přítomnosti vápenatých iontů jako α s1 -kaseiny. β-kaseiny se vyskytují v sedmi genetických variantách, s vápenatými ionty poskytují sůl rozpustnou při teplotách 1 C a nižších, při vyšších teplotách nerozpustnou. κ-kaseiny se vyskytují v sedmi genetických variantách, s vápenatými ionty tvoří rozpustné soli stabilizující α s a β-kaseiny v přítomnosti iontů vápníku. Při elektroforéze jsou na elektroforeogramu zjišťovány i další frakce. Frakce, označované jako λ-kasein jsou fragmenty α s1 -kaseinu. Frakce, označované jako γ-kaseiny, jsou produkty degradace β-kaseinů (GAJDŮŠEK, 2003). 9

15 V tabulce č. 4 jsou uvedeny hlavní frakce kaseinů (KADLEC, 2002) Tab. 4 Hlavní frakce kaseinů Frakce Obsah (g/l) Mol.hmotnost Poznámka α s1 -kasein Nerozpustný v přítomnosti Ca 2+ α s2 -kasein Nerozpustný v přítomnosti Ca 2+ β-kasein Pod 10 C částečně rozpustný κ-kasein Není citlivý na přítomnost Ca 2+ Pro zpracování mléka je důležitá koloidní stabilita kaseinu, která je ovlivňována celou řadou faktorů, včetně procesů při zpracování mléka: Aktivní kyselost v kyselejším prostředí klesá disociace karboxylových skupin aminokyselin, tedy snižuje se celkový negativní náboj kaseinových micel a tím i odpudivé síly. Současně dochází k přeměně koloidního fosforečnanu vápenatého na rozpustný a jeho uvolnění z kaseinových micel. Výsledkem je pokles koloidní stability např. při tepelném ošetření mléka. Po dosažení izoelektrického bodu kaseinu (ph 4,6) kaseinové micely agregují a dochází ke srážení mléka. Toto tzv. kyselé srážení je hlavním procesem při výrobě některých sýrů (kyselé tvarohy) a fermentovaných mléčných výrobků. Teplota při teplotě pod 10 C přechází část β-kaseinu do mléčného séra a dochází ke zmenšení kaseinových micel, což je nežádoucí především při výrobě sýrů. Naopak při tepelném ošetření se kaseinové micely zvětšují, zmenšuje se jejich hydratační obal, takže při zhoršené koloidní stabilitě může dojít k vysrážení mléka. Proteolýza hydrolýza κ-kaseinu způsobuje ztrátu jeho ochranné funkce a za přítomnosti Ca 2+ iontů dochází ke spojování kaseinových micel vápníkovými můstky a tvorbě gelu tzv. sladké srážení mléka. Využití specifické proteolýzy κ-kaseinu pomocí syřidlových enzymů (chymozinu) je základem výroby sladkých sýrů. Naopak nežádoucí je i velmi nízká nespecifická hydrolýza kaseinu nativními nebo mikrobiálními proteázami, která zhoršuje koloidní stabilitu. Aktivita Ca 2+ - vysoká aktivita Ca 2+ usnadňuje srážení kaseinu, je požadována u mléka pro výrobu sladkých sýrů, ale není pozitivní u mléka, které bude sterilováno (KADLEC, 2002). 10

16 Syrovátkové bílkoviny Jako syrovátkové nebo sérové bílkoviny se označuje ta část bílkovin, které zůstávají v roztoku (syrovátce) po vysrážení kaseinu při ph 4,6. Mají vyšší nutriční hodnotu než kasein. Ze syrovátky je lze vysrážet např. po záhřevu v kyselém prostředí. Z těchto frakcí tvoří největší podíl β-laktoglobulin, který je stejně jako α-laktalbumin syntetizován mléčnou žlázou. Dvě další bílkovinné frakce jsou totožné s bílkovinami krve sérum albumin a imunoglobuliny. Poslední skupinou látek jsou tzv. proteosopeptony, které tvoří jen malý podíl z bílkovinných složek mléka a v podstatě se již nejedná o bílkoviny, ale kratší peptidy. Kromě těchto majoritních bílkovin jsou v mléce přítomny v malých množstvích i další složky, obsahující bílkovinnou část a to především bílkoviny vázané na enzymy, bílkoviny membrán tukových kuliček apod. (GAJDŮŠEK, 2003). Z technologického hlediska je významná především jejich termolabilita. Při tepelném ošetření mléka nad C, na rozdíl od kaseinu, denaturují. V mléce nedochází k jejich vysrážení, ale převážně disulfidickým můstkem se spojují s κ-kaseinem a mění tak vlastnosti kaseinových micel: Zvětšují jejich objem, a protože váží velké množství vody, zvětšují jejich hydratační obal. Při srážení kaseinu se vytvoří měkčí sraženina s menším sklonem k synerezi a uvolňování syrovátky. To je pozitivně hodnoceno při výrobě fermentovaných mléčných výrobků, naopak nežádoucí při výrobě řady sýrů, kde nízká tuhost sýřeniny a zhoršená schopnost synereze způsobuje technologické problémy. Zhoršují přístup proteolytických enzymů ke kaseinu zpomalují sladké srážení mléka a zrání sýrů (KADLEC, 2002) Nebílkovinné dusíkaté látky Tyto látky zůstávají v roztoku po vysrážení veškerých bílkovin mléka 12% kyselinou trichloroctovou. Mají rozdílnou strukturu i význam. Koncentrace nebílkovinných dusíkatých látek v mléce od zdravých a dobře krmených zvířat se pohybuje v rozmezí od 250 do 350 mg v 1 litru mléka. V převážné části se jedná o produkty metabolismu. Největší podíl z těchto látek tvoří močovina. Její obsah se pohybuje v průměru kolem 50%. Z dalších nebílkovinných dusíkatých látek jsou v mléce přítomny volné aminokyseliny, resp. jednoduché peptidy, kyselina močová, kreatin, kreatinin, kyselina orotová, nukleotidy, vitaminy skupiny B, amoniak apod., 11

17 tj. jedná se o všechny složky, obsahující ve své molekule dusík, které mají molekulovou hmotnost pod 500 (GAJDŮŠEK, 2003) Mléčný tuk Mléčný tuk má velmi komplikované složení a strukturu. Základními složkami jsou: tri-, di- a monoacylglyceroly, volné mastné kyseliny, fosfolipidy, steroly, estery sterolů, uhlovodíky a v tucích rozpustné vitaminy. Z celkových lipidů tvoří 98% triacylglyceroly (GAJDŮŠEK, 2003). Podle vyhlášky 203/2003 Sb. má být obsah tuku v kravském mléce 33 g/l. V mléčném tuku bylo identifikováno více než 400 mastných kyselin, které se dělí podle délky uhlíkového řetězce a počtu dvojných vazeb. Mléčný tuk obsahuje 60 70% nasycených, 30 40% nenasycených mastných kyselin, které působí na cévní systém velmi blahodárně (KŘIVÁNEK, 2005). Tuk je v mléce dispergován ve formě tukových kuliček. Nepolární triacylglyceroly jsou obklopeny vrstvou povrchově aktivních látek, především fosfolipidů a membránových lipoproteinů (KADLEC, 2002). Účelem této jemné disperze je udržet tuk v systému složek mléka, a dále jeho snadná přístupnost enzymům v trávicím traktu sajícího mláděte, ale i mikrobiálním enzymům, které mohou při silné kontaminaci mléka způsobovat rychlý rozklad tuku. Počet tukových kuliček v 1 ml mléka se pohybuje kolem hodnoty 1,5 až (při tučnosti 3,7 až 4,1%). Jejich průměr se může pohybovat v intervalu od 0,1 do 22 µm, převážná část však má průměr v intervalu od 2 do 3,5 µm. Tukové kuličky v mléce nejsou volné, tj. nejde o pouhou emulzi tuku v mléce, ale jsou obaleny membránou skládající se z komplexu fosfolipidy bílkoviny. Membrány tukových kuliček chrání tuk před splynutím ve velké útvary (GAJDŮŠEK, 2003) Sacharidy Hlavním zástupcem sacharidů v mléce je laktóza, nacházející se v různém množství v mléce všech savců. Laktóza se vyskytuje specificky jen v mléce, proto je také nazývaná mléčný cukr, a nebyla nalezena v žádných dalších tělních tekutinách ani orgánech živočišného organismu (pouze ve vysokém stupni gravidity byla zjištěna ve stopách v krvi, příp. moči (GAJDŮŠEK, 2003). Disacharid laktóza (glukóza a galaktóza) je tvořen v mléčné žláze z krevní glukózy, galaktóza je tvořena až v mléčné žláze biochemickými procesy také z glukózy. 12

18 Mléčná žláza může u přežvýkavců částečně (asi 20%) syntetizovat laktózu také z těkavých mastných kyselin. Laktóza je rozpuštěna v přítomné vodě, dodává mléku nasládlou chuť a s ostatními rozpustnými složkami působí osmotický tlak v mléce. Vedle laktózy jsou v mléce v malých množstvích přítomny i další cukry (GAJDŮŠEK, 2003). Laktóza podporuje rozvoj a vyváženost střevní mikroflóry, omezuje množství škodlivých bakterií a podporuje vývoj bakterií příznivě působících na střevní flóru (KŘIVÁNEK, 2005). Laktóza je substrátem pro rozvoj řady bakterií, kterému je zapotřebí na jedné straně zabránit, v případě fermentovaných mléčných výrobků a sýrů je ovšem využití laktózy bakteriemi mléčného kvašení základním technologickým procesem (KADLEC, 2002). Hlavní význam laktózy z hlediska fyziologie výživy spočívá v podpoře zvýšení resorpce vápníku (LUKÁŠOVÁ, 1999). Efekt není způsoben laktózou, ale jejím metabolitem kyselinou mléčnou, která je vytvořena v intestinálním traktu, proto konzumace kyselých mléčných produktů také zvyšuje absorpci kalcia. Kyselé prostředí produkované v intestinu zlepšuje rozpustnost solí kalcia a tím jeho větší přístupnost pro absorpci. Částečný efekt může být také způsoben schopností laktózy k tvorbě rozpustných komplexů s kalciem, konečně laktóza může usnadnit transport vápníku působením na střevní sliznici (GAJDŮŠEK, 2003) Minerální látky Minerální látky jsou v mléce přítomny v různé formě. Jednak jsou v mléčném séru v roztoku nebo koloidní formě, a jednak jsou vázány na některé organické součásti mléka (GAJDŮŠEK, 2003). Hodnota minerálních látek v mléce spočívá v jejich vzájemném vhodném poměru (LUKÁŠOVÁ, 1999). Zejména vápník a fosfor obsažené v mléce ve vhodném vzájemném poměru jsou z hlediska výživy mimořádně důležité. Hrají nezaměnitelnou roli pro stabilitu kostry. Podle výsledků výzkumných prací dochází při nedostatku vápníku v dietě k jeho uvolňování z kostní tkáně. Tímto složitým fyziologickým mechanismem se zvyšuje obsah vápníku v buněčném prostředí nad žádoucí úroveň. Zvýšený obsah intracelulárního vápníku vyvolává celou kaskádu nežádoucích metabolických změn, podílejících se na vzniku tzv. metabolického syndromu, který například zvyšuje tonus 13

19 v krvi hladkého svalstva cévního systému (krevní tlak), zvyšuje srážlivost krevních destiček, vyvolává inzulinovou rezistenci a další nepříznivé důsledky. Skutečnost, že nedostatečný obsah vápníku v dietě vyvolává zvýšení hladiny v buněčném prostředí, se nazývá vápníkovým paradoxem a lze mu čelit konzumací dostatečného množství vápníku obsaženého v mléčných výrobcích (KŘIVÁNEK, 2005). Minerální látky jsou do mléka přenášeny z krve. Nejedná se však o pouhý přenos všech solí z krve. Při porovnání v krevní plasmě převládá sodík, zatímco vápník, draslík a kyselina citronová jsou v nepatrném množství. Naopak v mléce převládá draslík, vápník a kyselina fosforečná, zatímco sodíku je v mléce relativně méně. Epitelové buňky mléčné žlázy mají schopnost shromažďovat minerální látky, i když rozpustné soli, kupř. chloridy, přechází pravděpodobně přímo z krve (GAJDŮŠEK, 2003) Vitaminy V mléce jako prvotním a prakticky jediném zdroji potravy sajícího mláděte po narození jsou přítomny veškeré vitaminy, i když koncentrace některých je pouze minimální. Všeobecně však jsou u většiny vitaminů zvýšené hladiny v mlezivu (GAJDŮŠEK, 2003). Hodnota vitaminů v mléce je co do počtu i obsahu významná. Mléko je důležitým zdrojem vitaminů B 2 a B 12 a poměrně dobrým zdrojem vitaminů B 1 a B 6 a biotinu. Obsahuje menší množství vitaminů D, K a E (LUKÁŠOVÁ, 1999). Významný vliv na obsah vitaminů má roční doba v souvislosti s výživou dojnic. V letním období v době zeleného krmení a pastvy obsahuje mléko více karotenů a vitaminů A, D a E. Pouze malé diference mezi letním a zimním období pak byly pozorovány v obsahu vitaminů skupiny B a vitaminu C (GAJDŮŠEK, 2003). 14

20 3.4 Sýry Požadavky na mléko na výrobu sýrů K produkci jakostních mléčných výrobků je třeba, aby mléko jako základní surovina pro jejich výrobu bylo co nejkvalitnější. Mléko musí vyhovovat senzorickými vlastnostmi a zároveň musí splňovat chemické a mikrobiologické požadavky. O kvalitě finálních výrobků spolurozhodují i technologické vlastnosti mléka (ČEJNA et al., 2007). Jedná se především o syřitelnost mléka, jeho kysací schopnost a dále mikrobiologickou čistotu. Syřitelnost mléka je schopnost srážet se syřidlem a tvořit sýřeninu požadovaných vlastností (GAJDŮŠEK, 2003). Syřitelnost mléka závisí na jeho neporušeném složení, na obsahu kaseinových bílkovin, jejich složení a genetickém typu, na obsahu minerálních látek a jejich rovnováze s bílkovinami a na přirozeném ph mléka (ZADRAŽIL, 2002). Vlivem změn složení mléka, zejména při zánětech mléčné žlázy, nevhodné výživě, případně metabolických poruchách se výrazně zhoršuje syřitelnost, tvoří se málo kompaktní křehká sraženina, takže značné množství sýřeniny i tuku odchází do syrovátky a vytvořené sýry mají nízkou sušinu. Pro výrobu sýrů je nevhodné i mléko získané na počátku a na konci laktace (GAJDŮŠEK, 2003). Kysací schopností mléka rozumíme souhrn vlastností, na kterých závisí kysací aktivita bakterií mléčného kvašení. Mléko je zdrojem substrátů pro výživu bakterií čistých mlékařských kultur, jejichž růstová aktivita je do jisté míry ovlivňována přístupností živin (ZADRAŽIL, 2002). Mléko musí obsahovat všechny potřebné složky pro rozvoj těchto kultur a nesmí obsahovat žádné látky, které tento rozvoj potlačují (inhibiční látky). Mikrobiologická čistota mléka pro výrobu sýrů by také měla být co nejlepší (GAJDŮŠEK, 2003). Pro výrobu sýrů je zvláště důležité, aby syrové mléko a mléko k výrobě sýrů obsahovalo co nejmenší celkový počet mikroorganismů, koliformních, termorezistentních, proteolytických a lipolytických bakterií náležejících převážně do skupiny psychrotrofních mikroorganismů, dále musí obsahovat co nejnižší počet sporulujících mikroorganismů, z nichž nejnebezpečnější pro sýry s dobou zrání nad jeden měsíc a při teplotách C jsou spory Clostridium tyrobutyricum původci pozdního duření sýrů. Clostridium tyrobutyricum má schopnost využívat laktáty 15

21 v sýrech za tvorby CO 2 a H 2. Původcem této kontaminace mléka jsou nekvalitní siláže a příměs zeminy a krmení (FORMAN, 1996). Podle vyhlášky č.203/2003 Sb. mléko: musí pocházet od krav prostých nákaz (zejména brucelóza, tuberkulóza) musí pocházet od krav, které nevykazují nemoci přenosné na člověka nesmí mít změněno smyslové vlastností musí pocházet od krav, které dojí minimálně dva litry denně musí pocházet od krav, které nebyly ošetřeny látkami nebezpečnými pro lidi, jež se uvolňují do mléka a pro něž byla stanovena ochranná lhůta celkový počet mikroorganismů musí být do v 1 ml (stanovuje se geometrickým průměrem za dva měsíce) počet somatických buněk musí být do v 1 ml (geometrický průměr za 3 měsíce) nesmí být přítomna rezidua inhibičních látek Definice sýrů Podle standartu FAO/WHO z roku 1963 je sýr čerstvý nebo zrající výrobek vyrobený odpovídajícím odvodněním sraženiny mléka, smetany, odtučněného mléka, nebo směsi některých, popř. všech surovin. Podle vyhlášky č.77/2003 Sb. se rozumí: Sýrem mléčný výrobek vyrobený vysrážením mléčné bílkoviny z mléka působením syřidla nebo jiných vhodných koagulačních činidel, prokysáním a oddělením podílu syrovátky. Čerstvým sýrem nezrající sýr tepelně neošetřený po prokysání. Tvarohem nezrající sýr získaný kyselým srážením, které převládá nad srážením pomocí syřidla. Zrajícím sýrem sýr, u kterého po prokysání došlo k dalším biochemickým a fyziologickým procesům. Taveným sýrem sýr, který byl tepelně upraven za přídavku tavících solí. Syrovátkou mléčný výrobek vznikající jako vedlejší produkt, včetně tvarohů a kaseinů. Syrovátkovým sýrem mléčný výrobek získaný vysrážením syrovátky nebo směsi syrovátky s mlékem. 16

22 3.4.3 Rozdělení sýrů Podle PEŠKA (2000) rozdělujeme sýry následovně: Sýr Přírodní Tavený Syrovátkový Nezrající Termizovaný Zrající Zrající pod mazem Zrající v celé hmotě S plísní na povrchu S plísní uvnitř hmoty Dvouplísňový V solném nálevu, bílý Extra tvrdý (ke strouhání) Tvrdý Polotvrdý Měkký Nízkotučný Vysokotučný Charakteristika sýrů eidamského typu Eidamské sýry patří v rámci skupiny přírodních sýrů podle obsahu sušiny mezi sýry tvrdé (obsah vody pod 45%) a podle hlavních technologických znaků do skupiny sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou. Hlavním technologickým znakem sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou je přihřívání a dosoušení sýrového zrna při nízkých teplotách (34 42 C) podle obsahu tuku v sušině a u eidamských sýrů za současného přidání teplé prací vody (20 40% z množství odpuštěné syrovátky podle obsahu tuku v sušině sýra) (OLŠANSKÝ et al., 1971) Původ eidamských sýrů Tento sýr získal svůj název od přístavního městečka Edam am IJseelmeer v severním Holandsku, kde se vyráběl již ve 14. století. Výroba byla rozvinuta zejména v provincii Nord Holland (25 km severně od Amsterdamu). Ale brzy se rozšířila po celém Holandsku a Edam (nebo Edammer kaas = edamský sýr) se stal vedle Goudy druhým původním sýrem. Již od roku 1570 se v městě Edam pořádají až do dnešní doby tradiční týdenní sýrové trhy, i když je pravdou, že dnes jsou již spíše atrakcí pro turisty z celého světa (LIKLER et al., 2007). 17

23 Odtud se rozšířila jejich výroba po celé Evropě, kde získaly vlastní charakteristické znaky a jakostní varianty, které nakonec vedly k vlastním národním druhům sýrů eidamského typu. V tomto směru dosáhli velkého úspěchu Dánové, kteří vylepšenou technologií, obsahem tuku a tvarovými variacemi, vytvořili vlastní druhy jakostních sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou (OLŠANSKÝ et al., 1971). Sýr najdeme v sortimentu nejen všech evropských zemí, zdomácněl také v Americe, Austrálii, na Novém Zélandu, dokonce i v exotických zemích, např. v jižní Africe, kde výrobu zavedli přistěhovalci z Holandska. Ve všech zemích se používal a používá název EDAM nebo jeho odvozeniny, v Německu např. Edamer, ve Švédsku Edamerost, v Srbsku Edamac, v Maďarsku Edámi. V Čechách a na Slovensku se vžil název Eidam, Eidamský sýr nebo podle oblíbeného průmyslového tvaru také Eidamská cihla. Na území Čech a Moravy se Edam vyráběl mezi prvními druhy sýrů a výrobu zaváděli podle historických pramenů právě sýrařští mistři z Nizozemí. Podle historických etiket se název Edam ještě dlouho neobjevil, sýry byly označovány jako Holandský salám nebo Holandská cihla. První název Edam se objevil v roce 1914 v knize profesora Laxy Sýrařství. Mlékařské listy z roku 1931 uvádějí v ceníku Svazu mlékárenských družstev sýr Edam v ceně Kč. Ale v tomtéž roce týdeník MLÉKO (který se od roku 1932 s Mlékařskými listy sloučil) v cenících sýrů již uvádí salámový eidam nebo cihlový eidam. V roce 1938 expedovala Česká akciová mlékárna v Praze tento sýr rovněž pod názvem eidamský sýr. Mohli bychom tedy usuzovat, že název sýra Edam se z našeho mlékárenství nadobro vytratil. Po válce se už objevuje pouze název EIDAM. Dokonce ani Ústav pro jazyk český nám nebyl schopen vysvětlit, proč a jak ke změně názvu z Edam na Eidam vlastně došlo. Z hlediska názvu máme tedy u nás určitou raritu alespoň podle známých skutečností. České slovo Eidam je již natolik vžité, že jistě nepůjde změnit (LIKLER et al., 2007). 18

24 3.4.6 Výroba sýrů Výroba sladkých sýrů je založena na tvorbě sýřeniny z mléka vysrážením syřidly a jejím dalším zpracování. Podle druhu vyráběného sýra jsou jednotlivé technologické úkony specifické. Všeobecně se však jedná o tepelné ošetření mléka, jeho úpravu před zpracováním, vlastní sýření, zpracování sýřeniny, formování sýrů, solení a zrání (GAJDŮŠEK, 2003) Ošetření a úprava mléka před zpracováním Základní ošetření mléka představuje filtraci, chlazení a pasteraci. S ohledem pro rozvoj mikroorganismů v mléce je nutno, aby mléko nebylo skladováno delší dobu v syrovém stavu. Pokud po příjmu nenásleduje pasterace, je nutno syrové mléko ihned filtrovat a chladit na teplotu nejvýše 5 C. Pasterační záhřev mléka splňuje zákonné předpisy, neboť při teplotě 72 C s výdrží 15 sekund je zaručeno zničení patogenní mikroflóry. Zároveň se redukuje technologicky škodlivá mikroflóra ve vegetativní formě (FORMAN, 1996). Podle vyhlášky č.77/2003 Sb. se rozumí tepelným ošetřením technologický proces podle zvláštního právního předpisu, při kterém se použitím rozdílných kombinací teploty a doby působení tepelného záhřevu, jež vykazují rovnocenný účinek, omezuje počet nežádoucích mikroorganismů a zajišťuje zdravotní nezávadnost a prodloužení trvanlivosti mléka a konečného mléčného výrobku. Pasterací se pak rozumí tepelné ošetření mléka a mléčných výrobků zahřátím mléka na teplotu nejméně 71,7 C po dobu nejméně 15 sekund nebo jinou kombinací času a teploty za účelem dosažení rovnocenného účinku. Pasterace pro výrobu tvrdých sýrů je šetrná, pro sýry s nízkodohřívanou sýřeninou je optimální teplota C po dobu 16 sekund (FORMAN, 1996). Se zvyšující se pasterační teplotou dochází ke zvýšené denaturaci sérových bílkovin, které jsou zadrženy v sýřenině. Zvyšuje se sice výtěžnost, ale i vazba vody a může dojít ke snižování sušiny sýrů i ke zhoršení jejich jakosti. Každý druh sýra má předepsaný obsah sušiny, tuku, resp. tuku v sušině. Z toho důvodu se musí standardizovat obsah tuku v mléce v závislosti na obsahu kaseinu, aby bylo dosaženo požadovaného obsahu tuku v sušině (GAJDŮŠEK, 2003). S vyšším obsahem kaseinu je nutno zvyšovat obsah tuku ve standardizovaném mléce. V praxi to znamená, že nejvyššího obsahu bílkovin a výtěžnosti sýrů se dosahuje v podzimním období, sýřené mléko musí mít v tomto období nejvyšší tučnost. 19

25 Například při výrobě sýrů eidamského typu s obsahem 45% tuku v sušině je průměrná tučnost mléka 2,9%, u tržních druhů s obsahem 30% tuku v sušině je 1,55% (FORMAN, 1996). Mléko je pro výrobu sýrů pasterováno převážně šetrně (pro co nejmenší narušení původních vlastností), pasterací však přesto dochází ke změnám v poměru koloidní a rozpustné formy vápníku a zhoršení syřitelnosti mléka. Proto je přidáván k obnovení syřitelnosti rozpustný vápník, nejčastěji ve formě chloridu vápenatého. Další chemickou přísadou, zejména u tvrdých sýrů, je dusičnan draselný (GAJDŮŠEK, 2003). Dusičnan draselný má zabránit předčasnému duření sýrů vyvolanému koliformními organismy. Přídavek chloridu vápenatého činí v průměru 200 g/1000 l pasterovaného mléka, přídavek dusičnanu draselného je hygienickými předpisy limitován hodnotou100 g/1000 l mléka (FORMAN, 1996). Před sýřením se také upravuje teplota mléka na požadovanou hodnotu (u většiny sýrů v rozmezí 30 až 35 C). Přídavek čistých kultur do mléka před sýřením je nutnou podmínkou zdárného průběhu celého technologického procesu. Jako primární kultury, které zajišťují prokysání mléka i sýrů a uvolňují enzymy, které se budou podílet na tvorbě chuti a vůně v průběhu zrání sýrů, se uplatňují především bakterie rodů Lactococcus, Streptococcus a Lactobacillus. Jako sekundární kultury se u tvrdých sýrů uplatňují zejména Lbc. helveticus a Lbc. casei (GAJDŮŠEK, 2003). Úprava mikroflóry před sýřením má významný vliv na průběh sýření a zrání sýrů. Kyselost mléka před sýřením ovlivňuje charakter sýřeniny, druh a počet mikroorganismů rozhoduje o průběhu kysání sýrů během výrobního procesu (FORMAN, 1996). Čisté mlékařské kultury Použití startovacích kultur (často zvané jednoduše startéry), které zahrnují bakterie mléčného kvašení, je nezbytným požadavkem ve výrobě mnoha sýrů. Tyto kultury iniciují nebo startují produkci kyseliny mléčné, což je jejich smyslem ve výrobě sýrů (FOX, 1991). Startovací kultura je mikrobiální přídavek úmyslně přidaný během výroby produktu k vyvolání žádoucích změn (MARTH et al., 2001). Použití startovacích kultur k produkci kyseliny mléčné během výroby sýrů bylo praktikováno dávno předtím, než bylo uznáno, že jsou bakterie obsaženy. Mléko bylo 20

26 ponecháno při pokojové teplotě po několik hodin, kdy se původní bakterie mléčného kvašení množí a produkují kyselinu mléčnou. Sražené (koagulované) mléko bylo používáno k naočkování mléka na výrobu sýrů. Jestliže sýr byl dobré kvality, očkovací látka byla přenesena do čerstvého mléka pro další použití. Varianta tohoto procesu je stále používána ve Švýcarsku, Itálii a Francii, kde existují malá tradiční výrobní zařízení. Syrovátka z jednoho dne je inkubována na vhodnou teplotu pro užití následující den. Všechny startovací kultury používané dnes pravděpodobně vznikly touto cestou a kolovaly mezi výrobci sýrů z jedné generace na další (FOX, 1991). Přídavek zákysových kultur bakterií mléčného kvašení je nezbytným předpokladem výroby všech sýrů. Funkce zákysových kultur při výrobě sýrů lze shrnout následovně: Úprava kyselosti mléka před sýřením. Fermentace laktózy a tvorba kyseliny mléčné během koagulace a zpracování sraženiny. Snížení ph má do jisté míry i konzervační účinek a brání rozvoji hnilobných bakterií, podílí se na koagulaci, a podporuje odkapání sýřeniny. Uplatnění proteolytické a lipolytické aktivity v průběhu zrání. Utváření senzorických vlastností (tvorba kyseliny mléčné a dalších organických kyselin, aromatických sloučenin, např. diacetylu, produktů proteolýzy a lipolýzy). Vliv na texturu a konzistenci (především tvorba ok a proteolytické změny bílkovin). Zákysové kultury jsou čisté kultury nebo směsi vybraných definovaných a živých mikroorganismů, které se používají jako inokulum v množství nejméně 10 6 buněk g -1 potraviny s cílem zahájení procesu fermentace, která má zlepšit vzhled, chuť, vůni a trvanlivost produktu. Zákysové kultury používané v mlékárenských technologiích se rozdělují podle různých kritérií např: Podle obsažených skupin mikroorganismů se kultury rozdělují na: - bakteriální dále se dělí podle optimální teploty růstu na mezofilní (20 30%) a termofilní (40 45%) - kvasinkové - plísňové - smíšené (obsahují bakterie a kvasinky) (KADLEC, 2002). 21

27 Mezofilní kultury mají optimální teplotu růstu okolo 30 C, pro termofilní je optimální teplota okolo 45 C (FOX, 1991). Podle druhové a kmenové skladby se kultury dělí na: - jednokmenové (Single Strain Starters) obsahující jeden kmen určitého druhu - vícekmenové (Multiple Strain Starters) obsahující různé známé kmeny jednoho druhu - tradiční kultury (Traditional Starters or Row Mixed Strain Starters) obsahující druhy a kmeny částečně nebo zcela neznámé. Zákysové kultury jsou do mlékáren dodávány v různých komerčních formách specializovanými výrobci, kteří ve svých laboratořích zaměstnávají týmy pracovníků, kteří se zabývají výzkumem vedoucím k sestavování optimálních kombinací kmenů majících specifické vlastnosti takové, aby při jejich použití bylo dosaženo požadovaných parametrů produktů. Mlékárny si mohou zakoupit různé formy komerčních kultur např: Tekuté kultury pro zaočkování matečné kultury. Lyofilizované kultury pro zaočkování matečné kultury. Koncentrované hluboko zmrazené nebo lyofilizované kultury pro zaočkování provozního zákysu. Koncentrované hlubokozmrazené nebo lyofilizované kultury pro přímé zaočkování produktu ve výrobníku (KADLEC, 2002). Hlavní výhodou kultur ve formě koncentrátů s počtem mikroorganismů 10 9 až g -1 proti tekutým kulturám s 10 8 mikroorganismů v 1 g je vyšší a standartní aktivita, zaručená hygienická jakost, rovnováha jednotlivých druhů i kmenů s deklarovanou biochemickou a technologickou aktivitou (ZADRAŽIL, 2002). Základní druhy směsné smetanové kultury tvoří bakteriální druhy Lactococcus lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris a subsp. dextranicum. 22

28 Podle složení jsou směsné smetanové kultury klasifikovány do těchto tříd (FORMAN, 1996): 0 kultury: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris L kultury: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris D kultury: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetilactis LD kultury: Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris Základní kulturou pro prakticky všechny druhy sýrů je mezofilní (smetanová) kultura, která je podle typu sýra doplněna dalšími kulturami. Při skladování pasterovaného mléka se osvědčilo předezrání s ochrannou dávkou mezofilní kultury, zpravidla stejná kultura se použije pro vlastní výrobu. Mléko po pasteraci se ochladí na teplotu 5 12 C a očkuje přídavkem 0,01 0,05 % mezofilní kultury, promíchá a ponechá zrát do druhého dne. Předezráním se obnoví fyzikálně chemické a mikrobiologické vlastnosti mléka po tepelném ošetření a skladování, zlepší se také syřitelnost (KADLEC, 2002). Vlastní přídavek kultur pro výrobu následuje po ohřátí skladovaného mléka na teplotu sýření (obvykle C) průtokem přes deskový výměník. Mezofilní kultura se dávkuje min před sýřením v množství 0,5 2 %. Důležité je důkladné rozmíchání inokula (KADLEC, 2002). 23

29 Bakterie mléčného kvašení Všechny mléčné fermentace využívají bakterie mléčného kvašení pro kysání (okyselení) a produkci aroma. Ačkoli bakterie mléčného kvašení jsou geneticky odlišné, společné pro tuto skupinu jsou tyto charakteristiky: gram-pozitivní, netvoří spóry, nepigmentované, nejsou schopné produkovat železoobsahující porfyrinové složky (kataláza cytochrom), rostou anaerobně, jsou aerotolerantní, obligátně fermentují cukr, hlavním produktem je kyselina mléčná. Bakterie mléčného kvašení často vyžadují specifické aminokyseliny, vitaminy skupiny B a další růstové faktory, zatímco jsou neschopné využít složité sacharidy. V současné době existuje 11 rodů bakterií mléčného kvašení, z nichž čtyři Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus a Leuconostoc se nachází hlavně v mléčných startovacích kulturách. Pátý rod Enterococcus, se příležitostně nacházel ve smíšených druzích (nedefinovaných) startovacích kultur. Důležitá genotypická taxonomická kriteria zahrnují morfologický vzhled (tyčinky nebo koky), konečné produkty fermentace (homofermentativní a heterofermentativní), fermentace sacharidů, rozsah růstové teploty, optická konfigurace produkované kyseliny mléčné a toleranci k soli. Bakterie mléčného kvašení jsou zpravidla sdruženy s nutričně bohatými stanovišti obsahujícími jednoduché cukry. To zahrnuje syrové mléko, maso, ovoce a zeleninu. Rostou s kvasinkami ve víně a pivu. Některé druhy kolonizují živočišné orgány. Bakterie mléčného kvašení izolované z přírodních zdrojů jsou často fyziologicky odlišné od variant startovacích kultur. Například laktokoci izolovaní z rostlin fermentují laktózu pozvolna, pokud vůbec (MARTH et al., 2001). Sýrařská mikrobiologie vykonala velmi záslužný kus práce tím, že prostudovala z hlediska morfologického a fyziologického mikroorganismy nacházející se v sýrech, průběh jednotlivých zracích procesů při výrobě a zrání a vliv vnějších podmínek. Všech těchto poznatků bylo prakticky využito ve směru mikrobiologické standardizace jakosti mléka zavedením pasterace a používání čistých bakteriálních kultur a zajištěním požadovaných klimatických podmínek při zrání a skladování. Tím bylo dosaženo základních předpokladů zajišťujících standartní jakost sýrů (OLŠANSKÝ et al., 1971). 24

30 Sýření mléka Ke srážení mléka může dojít působením kyseliny mléčné (při ph mléka 4,2 až 4,6 odpovídajícím izoelektrickému bodu kaseinu) nebo působením syřidlového enzymu s vhodným spolupůsobením čistých kultur produkujících kyselinu mléčnou (ph 6,2 6,5). Podle způsobu srážení a kyselosti sýřeného mléka se liší obsah vápníku v sýřenině. U eidamských sýrů je to 1,9 2,3% vápníku. Účinek syřidla spočívá v působení proteolytických enzymů na kasein. Nejprve v primární fázi destabilizace se hydrolyzuje κ-kasein na para-κ-kasein, přičemž kaseinové micely ztrácejí svou soudržnost. Poklesem náboje se micely spojují. Koagulaci destabilizovaného kaseinu označujeme jako fázi sekundární. Podmínkou koagulace jsou volné ionty vápníku (nutnost přídavku CaCl 2 ) a vhodná teplota. Terciární fáze působení syřidlového enzymu se uplatňuje při proteolytickém zrání sýrů. Tuto fázi však zásadně musí ovlivňovat enzymy čistých mlékařských kultur odpovídající druhu sýra (FORMAN, 1996). Množství syřidla D (ml), potřebného k zasýření požadovaného množství mléka M (ml), v čase T (min.) můžeme vypočítat ze známé sýřící aktivity S použitého syřidla v Soxhletových jednotkách (SU), definovaných srážením mléka při 35 C za 40 minut. Vypočtené množství syřidla však odpovídá době do vytvoření prvních vloček sýřeniny. K dosažení požadované pevnosti sýřeniny k dalšímu zpracování je však třeba mnohem delší doby než do okamžiku prvého srážení. Při nutnosti dodržení požadované doby srážení je proto třeba přidat vyšší množství syřidla. Při použití chymozinového syřidla je poměr těchto časů je 1:1, tj. pro dosažení požadované tuhosti sýřeniny je třeba přidat dvojnásobné množství syřidla. Tento poměr platí při zpracování čerstvého mléka. Pokud je mléko před zpracováním skladováno při nízké teplotě, zhoršuje tento poměr na 1:1,5. Rychlost ztužování je závislá i na druhu syřidla. Při použití mikrobiálních syřidel z Mucor miehei se sýřenina v počátcích vytužuje pomaleji i když výsledná tuhost je srovnatelná s chymozinovými syřidly (GAJDŮŠEK, 2003). 25

31 Na průběh sýření má rozhodující vliv: Teplota rychlost primárního působení syřidla se zvýší 1,4 2x při zvýšení teploty o 10 C. Rychlost koagulace v sekundární fázi se zvyšuje 1,1 1,5x při zvýšení teploty o 1 C. Optimální teploty jsou závislé na typu syřidla, avšak technologické rozmezí u sýrů je C. Koncentrace syřidlových enzymů pouze rámcově platí, že zkrácení času sýření dosáhneme zvýšením dávky syřidla, avšak při určování dávek se vychází z tohoto stavu. Nízké dávky syřidla tvoří sraženinu měkkou, příliš vysoké dávky tuhou a obě chyby vedou ke ztrátám tuku a bílkovin do syrovátky. Vysoká dávka syřidla způsobuje rovněž nadměrnou proteolýzu sýra. Kyselost mléka v okamžiku sýření je optimální rozsah ph 6,2 6,5 (7,2 8,2 SH) podle druhu sýra a systému mechanizace výroby. V daném rozsahu zvýšením kyselosti podpoříme synerezi a tím žádoucí zvýšení sušiny sýra. Pro vepřový pepsin je nezbytné zvyšování kyselosti (7,8 8,5 SH), jinak je srážení nevhodně zpomaleno (FORMAN, 1996). Syřidla a syřidlové preparáty Všechny syřidlové enzymy mají charakter proteolytických enzymů s optimem proteolýzy v kyselé oblasti ph. Hlavním požadavkem je, aby jejich substrátová specifita byla velmi úzká vyznačující se vysokou schopností koagulovat sladké mléko. Hlavním substrátem je během koagulace κ-kasein, β-kaseiny nejsou v počáteční fázi sýření štěpeny v měřitelném rozsahu. Ačkoli mléko lze koagulovat téměř všemi proteinázami, pouze omezený počet jich může vyhovovat výše uvedeným požadavkům (FORMAN, 1996). Klasické syřidlo je extrakt ze slezů sajících telat (případně jehňat, kůzlat, apod.), jehož účinnou složkou je enzym chymozin. Optimum působení chymozinu je při ph 6,0 až 6,5 (GAJDŮŠEK, 2003). Chymozinová syřidla v důsledku nedostatku výchozí suroviny byla stále ve větší míře nahrazována jinými typy proteináz především živočišného a mikrobiálního původu (FORMAN, 1996). Ze syřidel živočišného původu jsou to např. vepřový, hovězí nebo kuřecí pepsin. V současné době je již také na základě genetické manipulace mikroorganismy 26