Чем заменить пепсин при изготовлении сыра
Чем заменить сычужный фермент?
В рецептах основной части сыров присутствует такой ингредиент как сычужный фермент, который представляет собой органическое вещество для быстрого створаживания молока.
Получаемый в результате этого процесса творожный сгусток является основой для дальнейшего процесса сыроварения.
В наши дни основным источником природного сычужного фермента являются желудки молочных телят, козлят или ягнят не старше 10 дней от роду. В более позднем возрасте наряду с ренином начинает вырабатываться значительное количество пепсина, который ухудшает качество сыра.
Во всем мире ощущается недостаток сычужного фермента, что связано с увеличением объема производства и ростом потребления натуральных сыров, в том числе тех видов, которые требуют использования повышенных доз сычужного фермента.
Производство сычужного фермента отстает от спроса, находясь в прямой зависимости от производства мясопродуктов. В связи с этим встал вопрос о замене сычужного фермента другими молокосвертывающими ферментными препаратами.
Заменители сычужного фермента должны обладать рядом физико-химических и технологических свойств, удовлетворяющих требованиям сыроделия и обеспечивающих получение готового продукта высокого качества.
В качестве заменителей сычужного фермента наиболее широкое распространение получили препараты животного происхождения, в частности свиной и говяжий пепсин.
Свиной пепсин получают из желудков свиней, он имеет более выраженный кислый характер, чем сычужный фермент. Говяжий пепсин по своим свойствам близок к сычужному ферменту. Его активность в меньшей степени зависит от pH среды, чем активность свиного пепсина.
Заменители сычужного фермента неживотного происхождения сегодня широко используются в производстве вегетарианских сыров, особенно импортных. Для их приготовления сычужный фермент заменяют на следующие:
Отдельно перечислим ферменты, полученные с помощью генной инженерии. В этом случае бактериям вводят ген, который отвечает за синтез химозина. При этом полученное вещество не содержит ДНК микроорганизмов, которые его произвели:
Кроме всего прочего, существуют растительные заменители сычужного фермента – например, сок инжира, заквасочная трава, цветки подмаренник, растительный фермент из крапивы. Однако растительные ферменты используются редко, — в основном, для приготовления домашнего сыра.
Что такое сычужный фермент для сыра? Как его получают и какие есть заменители?
В современном производстве сыра применяются сычужные ферменты животного, растительного и искусственного происхождения. Их отличия, полезные свойства, особенности применения представляют интерес как для производителей, так и для любителей сыра.
Сычужный фермент: что это?
Образуется в желудках (сычугах) овец и коров. Он представляет собой тонкий светлый слой слизи на внутренних стенках. По биохимическому составу это белки, жиры, углеводы и коагулянты (энзимы), которые участвуют в процессе пищеварения, помогая животным переваривать еду.
Лучший сычужный фермент получают из желудков телят, которые питаются только молочной пищей.
Сычужный фермент используется при производстве сыров высокого качества. Он вводится в молоко для свёртывания, формирования творожного сгустка и отделения сырной массы от сыворотки.
Зачем использовать сычужный фермент:
Сычужный фермент можно купить в аптеках, в специализированных торговых предприятиях для сыроварения, в интернет-магазинах.
Основные характеристики
Существует большое разнообразие сычужных ферментов. Они бывают различного происхождения:
Каждый вид фермента отличается по составу, свойствам, влиянию на здоровье человека.
Состав
В сычужный фермент входят энзимы:
Они вызывают коагуляцию (свёртывание) молочного белка, формирование молочного сгустка и отделение его от сыворотки. Сырный сгусток, полученный при ферментации, отличается плотностью и стабильностью. В нём содержится мало влаги и кислоты, в дальнейшем он созревает и превращается в сыр.
Оптимальное соотношение ферментов — химозина 96 %, пепсина 4 %. Увеличение доли пепсина придаёт сыру горький привкус, поскольку этот энзим не участвует в созревании продукта.
Добавление энзима липаза ускоряет ферментацию продукта, придаёт сыру мягкую консистенцию, пикантный привкус.
Полезные свойства
Применение сычужного фермента обусловлено благотворным влиянием на организм человека:
Вреден или нет
Натуральные сычужные ферменты как животного, так и искусственного происхождения оказывают положительное влияние на здоровье.
Воздействие искусственных генетически модифицированных сычужных ферментов на организм человека ещё мало изучено. Нет пока оснований заявлять однозначно об их пользе или вреде.
Свойства сычужного фермента: ускоряют обмен веществ, насыщают организм витаминами и кальцием, используются при различных диетах даже при высокой калорийности сыра.
Какие сыры производят с сычужным ферментом?
Сычужный фермент применяют при производстве таких сортов сыра:
Как получают фермент?
Натуральный фермент животного происхождения получают из свежих желудков телят, овец, свиней, кур. Для этого:
В аптеках фермент реализуется упакованным в контейнеры или непрозрачные банки, блистеры. Бывает также упаковка из небольших запаянных пакетов (саше).
Жидкая вытяжка
Чтобы внести коагулянт в молоко, из порошкообразного фермента делают жидкую вытяжку. Для этого:
Качество и состав воды могут существенно повлиять на конечный результат. Примеси солей хлора и тяжёлых металлов замедляют процесс створаживания молока, ухудшают вкус сыра.
Применение сыворотки, нагретой до температуры 45 °C, вместо воды даёт закваску повышенной активности. После смешивания порошкообразного фермента и жидкости, раствор настаивают при температуре 30 °C в течение суток, хранят в холодильнике. Закваску нужно использовать в течение 7 дней.
Генные технологии в производстве сыра
Получение натурального сычужного фермента предполагает забой телят и ягнят в десятидневном возрасте. Это негуманный способ, к тому же затратный по времени и средствам.
Для ускоренного получения коагулянтов применяют генные технологии. В геном бактериальных культур внедряют ген химозина. Бактериальная колония в процессе роста сама начинает производить нужный фермент.
Основа для производства фермента — колонии бактерий:
В качестве основной культуры используются также плесневые бактерии mucor, rhizomucor, endothia parasitica.
Вещество лабораторного микробиального происхождения получило название ренин. Такой фермент считается растительным продуктом и рекомендуется для употребления в пищу вегетарианцам.
Широко применяются в современном производстве сыра препараты «Мейто» (Meito Microbial Rennet) от одноимённого японского производителя.
Существуют ещё аспергиллопепсин, эндофиапепсин, но их редко можно встретить в продаже.
В составе продукции российских производителей подобные ферменты указывают как:
Какие есть растительные заменители?
Помимо ферментов животного происхождения для производства сыров применяют растительное сырьё. Этот вид створаживателей доступен и прост в применении.
Артишок семейства астровых
Этот растительный заменитель в сыроделии применялся ещё индейцами Северной Америки:
Сок листьев инжира
Сок листьев инжира употреблялся для получения сыра народами Ближнего Востока:
В дальнейшем полученный фермент добавляется в молоко для получения закваски. Можно хранить в холодильнике до 7 дней.
Крапива
Для створаживающей смеси пригодны молодые сочные стебли и листья растений:
Используют средство на протяжении 7 дней. После этого срока активность вещества пропадает.
Заквасочная трава
Получают в лабораторных условиях из смеси трав путём экстракции. Основное действующее вещество — фермент папаин.
Выпускается промышленным способом в стеклянных тёмных бутылках. Приобрести можно в специализированных торговых точках.
Сыр на основе заквасочной травы отличается нежной консистенцией и сливочным вкусом. Такой продукт широко распространён в Индонезии.
Расторопша/чертополох
Чтобы получить нужный фермент:
Такой метод используется для производства сыра «Азейтау» в Испании.
Виноград
Редко применяется в сыроделии. Используют свежевыжатый сок ягод винограда, содержащий бродильные ферменты. Добавляют в горячее молоко по аналогии с вытяжкой из корней расторопши.
Иногда из винограда вырабатывают закваску для сыра сулугуни. Способ распространён на Кавказе.
Мальва
Этот метод относится к редко используемым. Для ферментации молока берут экстракт мальвы, который можно приобрести в аптеках. С вытяжкой листьев и цветов мальвы делают козий душистый сыр белого цвета.
Штаммы грибов для сыроделия
Источником особого вида растительных коагулянтов являются штаммы плесневых видов грибов. Они вырабатывают вещества, близкие к натуральным ферментам животного происхождения, являются аналогом животных энзимов.
Фромаза (Fromase)
Представляет собой прозрачное жидкое вещество, содержащее смесь штаммов. В основе бактерия Rhizomucor miehei. Не содержит генномодифицированных продуктов. Производитель фирма «DSM» из Франции.
При добавлении в молоко с жирностью ниже 3,5 % на выходе получают повышенное количество сыра за счёт более интенсивной коагуляции молочного белка и отделения сгустка.
Милаза (Milase)
Выведенный в лабораторных условиях подвид бактерии Rhizomucor miehei. Состав идентичен натуральному ферменту телят. Производится группой компаний CSK food enrichment.
Активность милазы при нагревании до 75 °C понижается на 1 %, то есть практически полностью сохраняется. При этом теряется активность примесных энзимов.
Супарен (Suparen)
Препарат, полученный при ферментации грибной культуры Cryphonectria parasitic. С его помощью получают твёрдые сорта сыра. Ускоряет созревание и выход продукции из свежего молока, сохраняет его нежный сливочный вкус.
Широко применяется на многих производствах, начиная от крупных молочных комбинатов до небольших фермерских хозяйств.
Максилакт (Maxilact)
Фермент-пробиотик, вырабатывается из штаммов молочного гриба Saccharomyces. Способен увеличивать выработку и прирост молочного сахара лактозы. При добавлении в молоко получают сладковатые белые сыры с плотной творожной структурой. Встречается в сыроварении редко.
Сорта сыра без сычужного фермента
Из молока производят большое количество сыров, в составе которых нет ферментов животного происхождения. Их можно употреблять в пищу вегетарианцам нестрогого направления, допускающего в рацион яйца и молочные продукты.
Сорта сыра, в которых не используется сычужный фермент:
Для вегетарианцев подобный сыр является единственным источником кальция, необходимого для укрепления костей, зубов, суставов, улучшения состава крови.
Лучшие сорта сыра делают с применением сычужного фермента натурального происхождения. Это дорогая продукция. Можно найти и более демократичные виды сыра, содержащие растительные заменители, ферменты на основе штаммов грибных культур, генетически модифицированных бактерий.
Это особое органическое вещество, которое вырабатывается в желудке новорожденного теленка. Оно способствует стабильной естественной ферментации молочных продуктов при производстве кисломолочных продуктов. Сычужный фермент для сыра придает продукции особый нежный вкус, плотную консистенцию. Свертывание и расщепление молочных продуктов натуральным компонентом происходит в специальных плотно закрывающихся чанах, где внешняя среда не сможет нарушить технологический процесс. Широкое распространение сычужный фермент получил при производстве сортов сыра:
Способы получения и использования
Фабричное производство сычужного фермента в больших количествах невозможно в связи с особенностями технологического процесса. Для изготовления этого вещества извлеченный из тела забитого теленка свежий сычуг (желудок) надувают воздухом, закрывают с обоих концов и подвергают процессу сушки. Полученный на конечном этапе продукт – твердый порошок белого цвета, который можно приобрести для домашнего использования в некоторых аптеках с расширенным ассортиментом. Из-за низкого выхода продукта изготовление натурального сычуга является дорогим процессом.
Искусственное получение микробиальной массы для ферментации возможно при использовании в технологическом процессе плесневых бактерий и грибов видов mucor, rhizomucor, endothia parasitica. Замена природного продукта веществом неживотного происхождения делает употребление получаемых с его использованием сортов сыра допустимым для вегетарианцев. Биотехнология изготовления активного вещества, запускающего и ускоряющего ферментацию, вышла намного дешевле естественного метода получения, что уменьшило себестоимость сычужных сыров без потери их качества.
Сычужные сыры
При выборе кисломолочной продукции, которая не содержит в своем составе химозин, обращайте внимание на маркировки. Вещество естественного происхождения успешно заменяется на реннин во время производства сырков, творога, сыра. Оно оказывает влияние на белок в молоке по тому же принципу, что натуральный сычуг, но получается более гуманным способом. Природный фермент для приготовления сыра среди вегетарианцев считается недопустимым к употреблению. Многие производители отечественной и импортной продукции не заменяют сычуг реннином, о чем пишут на этикетках:
Как производят сыры
Фабричное и домашнее приготовление настоящего сычужного сыра отличается только объемами производства, возможным добавлением искусственных консервантов, красителей, ароматизаторов на разных стадиях технологического процесса. Ознакомьтесь с подробным описанием способа приготовления качественного сырного продукта с использованием сычуга:
Как распознать присутствие сычужного фермента
По разным причинам для некоторых людей употребление сычужного сыра нежелательно. Примером могут служить строгие вегетарианцы, полностью отказавшиеся от животной пищи по идеологическим соображениям. Распознать присутствие натурального сычуга в кисломолочном продукте по внешним признака не представляется возможным, так как он не оказывает влияния на вкус, запах, цвет продукции. Для распознавания вегетарианской и стандартной еды используется обозначение, которое производитель наносит на этикетку. Наличие следующих пометок говорит о присутствии химозина в продукте:
Сыр без сычужного фермента
По идеологическим убеждениям вегетарианцам нельзя употреблять в пищу кисломолочные продукты с содержанием натурального сычуга, для получения которого забивают новорожденных телят, ягнят – у них этот фермент отвечает за переваривание молока матери. Генная инженерия на текущем этапе развития не располагает средствами к воспроизведению растительных копий активного вещества. Полностью безопасной альтернативой является химозин, получаемый из особых плесневых грибов и микробиальный реннин. Ознакомьтесь со списком сортов сыра, чьи производители не пользуются сычугом:
Где взять фермент
Натуральный сычужный фермент – это вещество, которое воспроизводит четвертый отдел желудка новорожденных телят и ягнят, для эффективной и быстрой переработки молока, которое разделяется на составляющие. Владельцы собственных ферм способны самостоятельно при забое отделить сычуг, наполнить воздухом и перевязать для получения сухого концентрата. В ином случае активное вещество можно найти на прилавках некоторых аптек, имеющих расширенный ассортимент. Продукция следующих производителей отвечает нужным стандартам качества и имеется в свободной продаже:
Сычужный фермент в домашних условиях
Изготовление правильного сычужного сыра не представляется возможным без качественной основы для закваски. В домашних условиях можно самостоятельно получить нужное активное вещество, называемое сычугом. Для этого понадобится тушка или желудок животного, забитого не позже двенадцати часов назад. Следуйте определенному порядку действий, чтобы получить качественный сычуг, пригодный для ферментации:
Чем заменить в домашних условиях
Для изготовления кисломолочных продуктов дома путем ферментации допускается применение веществ растительного происхождения, помогающих формировать полноценную закваску. Ягоды, используемые для активизации процесса брожения в домашних винах, тоже отлично подойдут для ферментации молочных продуктов. Следующие варианты замены считаются самыми удачными:
Вреден ли химозин
Большинство натуральных продуктов намного полезней своих искусственных аналогов, которыми их постепенно пытаются заменить с целью уменьшения себестоимости производства. Такая же тенденция прослеживается в сфере сыроварения. Натуральный сычужный фермент сложно достать, а технологические процессы с его участием автоматически становятся очень дорогими. Но имеет ли смысл заменять натуральный сычуг фабричными аналогами с точки зрения воздействия на организм потребителя? Рассмотрите особенности такой замены:
Чем заменить пепсин при изготовлении сыра
Каждый начинающий сыровар задавался вопросами: Чем же отличаются ферменты для сыра? Какой лучше? Из чего делают ферменты? Какой фермент натуральный? А также какой фермент выбрать для творога?
В этой статье представлена сравнительная характеристика основных молокосвертывающих ферментов, используемых в молочной промышленности и домашнем сыроделии. Рассмотрены преимущества и недостатки молокосвертывающих ферментов различного происхождения (сычужные, микробиальные, растительные, рекомбинантные, иммобилизованные и т.д.).
Ключевые слова: молокосвертывающие ферменты, ренин, пепсин, закваска, микробиальные ферменты, растительные коагулянты молока, ферментативная коагуляция молока, иммобилизованные ферменты.
1. Молокосвертывающие препараты животного происхождения
Наиболее известным ферментом, традиционно используемым для коагуляции (свертывания) молока, является сычужный фермент ренин или химозин (1). Фермент относится к классу аспартатных протеиназ, находится в соке четвертого отдела желудка телят (сычуга). Как и пепсин (2), он образуется в главных клетках желудка из зимогена (прореннина) и активируется катионами водорода (рН 
Распространенными источниками ферментов микробного происхождения являются штаммы микроорганизмов Klueveromyces Lactis (Renifer), Rhizomucor miehei (Milasa), Aspergillus niger var. Awamori, Mucor miehei, Endothia parasitica.
Широко известны такие препараты как: Meito (Меито, Япония), Renifer ( Ренифер, Испания), Milase (Милаза, Нидерланды), Fromase (Фромаза, Франция), Reniplus (Рениплюс, Испания).
Протеазы, содержащиеся в составе данных препаратов, разрушают определенные пептидные связи: фен-вал, лей-тир, фен-фен или фен-тир. Разрушение казеина без образования горечи в сыре протекает при рН 5,5 – 7,0.
Преимущества: низкая себестоимость, высокая активность, неприхотливы – в температурном диапазоне +20…+40 °С и при рН от 6,0 до 9,0.
Недостатки: низкий выход продукта, более короткий срок хранения по сравнению с сычужными сырами и снижение качества производимых сыров.
3. Препараты растительного происхождения
Наряду с ферментными препаратами животного и микробного происхождения для сквашивания молока используются также препараты растительного происхождения.
Экстракты растений, которые традиционно считались ферментными коагулянтами молока, такими не являются, так как они имеют другой механизм действия или, возможно, они содержат микробы, обладающие способностью к свертыванию молока.
Одним из давно известных растительных коагулянтов является сок фигового дерева (Fісus саrіса), используемый в районах его произрастания. Многие экстракты растительного происхождения способны свертывать молоко, но некоторые из них имеют слишком высокую протеолитическую активность (например, папаин из азимины (Саrіса рарауа), бромелин из ананаса (Ananassatiа) и рицин из семян клещевины (Ricinus communis)). Примером использования растительного экстракта может служить выработка португальского сыра Sena da Estrela из овечьего молока с помощью водной вытяжки цветков кардона.
Преимущества: низкая себестоимость, высокая активность, менее чувствительны к изменениям в составе молочного сырья
Недостатки: низкий выход продукта, более короткий срок хранения по сравнению с сычужными сырами и снижение качества производимых сыров.
Установлено так же, что экстракты некоторых растений ядовиты, например, гемлок (Conium maculatum) и рицин семян клещевины (Ricinus communis) вызывают комбинированное свертывание с помощью кислоты и фермента, используемое, в основном, для выработки сыров с мягким тестом.
4. Препараты рекомбинантные (биотехнологические)
Широкое применение в промышленности нашли молокосвертывающие ферментные препараты на основе рекомбинантного химозина, например CHY-MAX M (Чи – макс М, Дания). Структура рекомбинантного химозина почти идентична структуре традиционного телячьего.
Бактериям вводят ген, который отвечает за синтез химозина — основного составляющего сычужного фермента. Таким образом, получают чистый химозин, который вроде бы и не является ГМО, а только продуктом жизнедеятельности ГМО и не содержит бактериальную ДНК.
На основе данной разработки получен ферментный препарат CHY-Max, однако, исследования, проведенные М.В. Полковниковой и Л.Н. Азолкиной, показали, что в сгустках, полученных с использованием препаратов животного происхождения, сыворотка отделяется равномернее, чем из сгустка, полученного с применением рекомбинированного препарата.
Микробиальные и рекомбинированные препараты образуют более мягкий сгусток по сравнению с ферментными препаратами животного происхождения.
Известно, что использование ферментов, как сычужного, так и микробиального происхождения, производится однократно. Натуральным сычугом можно свернуть молоко повторно, но не более одного раза, а стоит он не дешево. В связи с этим, является актуальным использование и разработка приемов позволяющих многократно использовать ферменты. Одним из таких приемов является иммобилизация, т.е. включение молекул фермента в какую-либо изолированную фазу, которая отделена от фазы свободного раствора, но способна обмениваться с находящимися в ней молекулами субстрата, эффектора или ингибитора.
5. Иммобилизованные ферменты
Данные ферменты имеют ряд преимуществ. Прежде всего, такие ферменты, представляя собой гетерогенные катализаторы, легко отделяются от реакционной среды, могут использоваться многократно и обеспечивают непрерывность каталитического процесса. Кроме того, иммобилизация ведет к изменению свойств фермента: субстратной специфичности, устойчивости, зависимости активности от параметров среды. Иммобилизованные ферменты долговечны и в тысячи и десятки тысяч раз стабильнее свободных энзимов. В настоящее время преимущества использования иммобилизованных ферментов очевидны, поэтому их применение ежегодно расширяется. Несмотря на широкий выбор носителей, и методов иммобилизации, проблема поиска, разработки и исследования новых способов и носителей для иммобилизации ферментов является одной из актуальных задач фундаментальной химической науки. При этом наиболее перспективны методы иммобилизации, позволяющие максимально сохранять каталитическую активность ферментов в процессе иммобилизации и повышающие стабильность иммобилизованных препаратов при последующем использовании.
К таким ферментам можно отнести и натуральные сушеные сычуги козлят, телят и ягнят. Отборные желудки сушат в специальной камере. Перед использованием сухие сычуги вымачивают в специальном растворе (в свежей сыворотке). Используют сычужную вытяжку.
Примечания
1. Ренин (химозин) – фермент из класса гидролаз, который вырабатывается в желудочных железах млекопитающих
2. Пепсин – протеолитический фермент класса гидролаз. Образуется из своего предшественника пепсиногена, вырабатываемого главными клетками слизистой оболочки желудка, и осуществляет расщепление белков пищи до пептидов.
3. Каогулянты (от лат. coagulo — вызываю свёртывание, сгущение) – вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую мелкие частицы какого-либо тела, вызывает коагуляцию, т. е. слипание этих частиц.
4. Закваска – микробиологический состав, вызывающий брожение. Используется для сквашивания молока с целью получения кисломолочных продуктов.
Список используемой литературы:
Цикуниб А.Д., Гончарова С.А.
Лаборатория нутрициологии и экологии НИИ комплексных проблем АГУ
МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩИЕ ФЕРМЕНТЫ: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА