Sery: Sery podpuszczkowe niedojrzewające i dojrzewające

Uważa się, że ser jest jednym z najstarszych pokarmów ludzkości. Wzmianki o nim pojawiają się już w Starym Testamencie, a szacuje się, że jego wytwarzaniem zajmowały się ludy koczownicze zamieszkujące Bliski Wschód około 10 000 lat temu, kiedy ludzkość po raz pierwszy udomowiła owce. Podobnie jak mleczne napoje fermentowane, ser zawdzięcza swoje powstanie prawdopodobnie przypadkowi i sposobowi przechowywania mleka w workach ze skóry zwierzęcej. Wydzielenie skrzepu białkowego z mleka i zakonserwowanie go poprzez fermentację, solenie i wysuszenie stało się metodą otrzymywania produktu cechującego się niezwykle długą trwałością i wytrzymałością w wędrówkach.

Z biegiem lat sztuka otrzymywania sera, przekazywana z pokolenia na pokolenie, ewoluowała, stwarzając możliwość produkcji serów o różnych walorach smakowych i zapachowych czy wyglądzie i wartości żywieniowej. Ponadto była umiejętnością stale wzbogacaną o osiągnięcia naukowe i wiedzę technologiczną. W rezultacie obecnie w skali całego świata jest wytwarzanych około 4 tys. różnych gatunków sera, chociaż Międzynarodowa Federacja Mleczarska uznaje formalny podział na ok. 500 różnych odmian, klasyfikowanych według kryteriów takich jak metody wytwarzania, długość dojrzewania, zawartość tłuszczu, tekstura, zwierzę dające mleko, kraj lub region pochodzenia sera itp.

Najpowszechniej i tradycyjnie stosowana metoda klasyfikacji serów opiera się na zawartości wody, dodatkowo rozróżnia się sery poprzez zawartość tłuszczu oraz metody koagulacji białek i dojrzewania produktu.

Generalnie zależnie od sposobu wytworzenia/uzyskania skrzepu uzyskuje się sery:

• podpuszczkowe (w ich przypadku skrzep powstaje w wyniku działania enzymu podpuszczki przy częściowej hydrolizie kompleksów białkowych),
• kwasowe (inaczej twarogowe, otrzymane z kazeiny wytrąconej pod wpływem obniżenia pH po ukwaszeniu mleka kulturami bakterii mlekowych),
• kwasowo–podpuszczkowe (do powstawania skrzepu stosuje się zarówno podpuszczkę, jak i bakterie kwasu mlekowego).

Otrzymany świeży skrzep ma konsystencję stałą lub półstałą, która może być poddawana działaniu różnego rodzaju mikroorganizmów świadomie dodawanych i aktywizujących się w procesie obróbki skrzepu i/lub na etapie dojrzewania otrzymanego świeżego sera.

Pod względem zawartości tłuszczu sery podpuszczkowe można dzielić na następujące kategorie:

• śmietankowe (50% tłuszczu w suchej masie),
• pełnotłuste (45% tłuszczu w suchej masie),
• tłuste (40% tłuszczu w suchej masie),
• półtłuste (20% tłuszczu w suchej masie),
• odtłuszczone (10-20% tłuszczu w suchej masie),
• chude (<10% tłuszczu w suchej masie).

Uzupełniając tę klasyfikację o kryterium zawartości wody (tj. miękkości sera), można wyróżnić następujące grupy serów podpuszczkowych:

• sery miękkie niedojrzewające (o stosunkowo wysokiej wilgotności, zwykle powyżej 60%, i tym samym krótkiej trwałości, zwykle spożywane w przeciągu kilku dni od chwili otrzymania),
• sery miękkie dojrzewające (o zawartości wody na poziomie 50-60%, stosunkowo krótkim czasie dojrzewania wynoszącym od 10 dni do 1 miesiąca),
• sery półtwarde i twarde dojrzewające (o zawartości wody na poziomie 35-50% i okresie dojrzewania wynoszącym od 2 do 12 miesięcy),
• sery twarde i bardzo twarde dojrzewające (wilgotność wynosi 26-34%, zaś okres dojrzewania 1-2 lata, a nawet więcej).

Biorąc pod uwagę technologię, mikroflorę użytą w produkcji, a także sposób dojrzewania, sery podpuszczkowe dojrzewające i niedojrzewające można pogrupować następująco:

• sery dojrzewające w całej masie (sery bardzo twarde, do tarcia, sery twarde z oczkami, sery twarde bez oczek, sery półtwarde z oczkami – sery typu szwajcarskiego, typu holenderskiego, typu szwajcarsko-holenderskiego, typu włoskiego, typu angielskiego, parzone),
• sery dojrzewające powierzchniowo głównie z udziałem bakterii, ale też z udziałem innych mikroorganizmów (sery miękkie i półmiękkie pomazankowe lub pielęgnowane na maź),
• sery miękkie dojrzewające powierzchniowo z udziałem pleśni (sery miękkie pleśniowe),
• sery miękkie dojrzewające wewnątrz z udziałem pleśni (sery miękkie z przerostem pleśni),
• sery miękkie niedojrzewające (w tym sery solankowe i serwatkowe).

Ponieważ sery podpuszczkowe wymagają skomplikowanej i wieloetapowej produkcji, powyższe przykłady klasyfikacji nie odzwierciedlają wszystkich możliwych kryteriów, w tym różnic technologicznych i wynikających z tego odmiennych walorów organoleptycznych i wartości żywieniowej serów podpuszczkowych dojrzewających i niedojrzewających.

W przypadku większości rodzajów serów podpuszczkowych dojrzewających i niedojrzewających pierwsze etapy obejmują: dobór surowca, standaryzację i pasteryzację mleka, podgrzewanie i zaprawianie mleka, krzepnięcie mleka, obróbkę powstałego skrzepu, formowanie i prasowanie, solenie. Surowcem jest mleko pochodzące od zdrowych zwierząt (najbardziej powszechne to mleko krowie, kozie i owcze), o normalnym składzie chemicznym (szczególnie odpowiedniej zawartości kazeiny, wapnia i cytrynianów), wysokiej czystości mikrobiologicznej, prawidłowych cechach organoleptycznych, bez pozostałości substancji hamujących. Mleko jest normalizowane (standaryzowane) pod względem zawartości tłuszczu i białka, niekiedy homogenizowane, a następnie poddawane łagodnej pasteryzacji, jeśli technologia uwzględnia takie zabiegi.

Następnie mleko jest doprawiane poprzez zastosowanie takich dodatków jak:

• preparat koagulujący,
• kultury starterowe bakterii mlekowych, ewentualnie hodowle pleśni (w przypadku serów pleśniowych) lub innych mikroorganizmów (np. w przypadku serów pielęgnowanych na maź),
• chlorek wapnia w ilości maksymalnie 0,2% (co przyspiesza zjawisko krzepnięcia),
• azotany (w ilości zgodnej z przepisami prawa żywnościowego i tylko do wybranych gatunków serów) lub lizozym (co ma zapobiegać późnym wzdęciom serów),
• barwniki (tylko w wybranych gatunkach serów i zgodnie w przepisami prawa żywnościowego: annato, biksyna, norbiksyna, ekstrakt z papryki, chlorofile, chlorofiliny, karoteny, antocyjany, węgiel roślinny, koszenila, kwas karminowy, karminy).

Zaprawianie mleka preparatem koagulującym ma na celu wytrącenie skrzepu złożonego głównie z białek mleka. Najdłużej stosowanym w historii serowarstwa preparatem koagulującym jest podpuszczka. Jest to nazwa handlowa mieszaniny enzymów, której główny składnik stanowi chymozyna, zwana również renniną (por. M. Ziarno, D. Zaręba, Sery długodojrzewające – wybór kultur i enzymów, „Forum Mleczarskie Biznes” 2021, nr 2, s. 18-23). Niegdyś do produkcji podpuszczki wykorzystywano żołądki z uboju młodych cieląt, bowiem chymozyna w dużych ilościach znajduje się w śluzówce żołądka cielęcego (enzym ekstrahowano z wewnętrznej błony śluzowej czwartej komory żołądka młodych cieląt). Światowy wzrost produkcji i konsumpcji serów podpuszczkowych pobudziły badania nad enzymami krzepnięcia mleka pochodzącymi z alternatywnych źródeł, które mogłyby być stosowane jako substytuty podpuszczki cielęcej (por. M. Ziarno, D. Zaręba, Preparaty enzymatyczne wspierające mleczarstwo, „Forum Mleczarskie Biznes” 2011, nr 2, s. 22-25). We współczesnym serowarstwie jest wykorzystywana nie tylko podpuszczka naturalna, ale również jej różnego pochodzenia zamienniki. Zamienniki tradycyjnej podpuszczki cielęcej mogą pochodzić z wielu źródeł: zwierzęcych (np. pepsyna wieprzowa, pepsyna bydlęca i pepsyna drobiowa), drobnoustrojów (np. Rhizomucor mucor, R. miehei, Rhizomucor pusillus, Cryphonectria endothia, C. parasitica) lub roślinnych (np. Cynara cardunculus).

Wśród stosowanych kultur starterowych bakterii mlekowych wyróżnić można: Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris (wchodzące w skład podstawowej typowej mezofilnej kultury serowarskiej), Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis (wchodzące w skład kultury serowarskiej przeznaczonej do produkcji serów z oczkami), a także dodatkową mikroflorę mlekową: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticus, L. delbrueckii, L. bulgaricus, L. lactis, L. casei, Enterococcus faecium. W przypadku wybranych gatunków serów stosuje się również bakterie Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii (sery typu szwajcarskiego) lub Brevibacterium linens (sery pielęgnowane na maź), a także pleśnie Penicillium candidum, P. camemberti, P. caseicolum, P. nalgiovensis, Geotrichum candidum (sery z porostem pleśni) lub Penicillium roqueforti, P. glaucum (sery z przerostem pleśni).

Aktywność tych mikroorganizmów w odpowiednim czasie i tempie są kluczowe dla uzyskania sera o dobrej jakości i trwałości (por. M. Ziarno, D. Zaręba, Sery długodojrzewające – wybór kultur i enzymów, „Forum Mleczarskie Biznes” 2021, nr 2, s. 18-23).

Większość kultur jest używana w przemyśle mleczarskim pojedynczo, w parach lub w mieszankach, co daje możliwość wytwarzania różnych odmian serów. Współczesna technologia wytwarzania serów podpuszczkowych wymaga zastosowania przemysłowych kultur starterowych przeznaczonych do bezpośredniej inokulacji mleka serowarskiego. Od 15-20 lat oferowane są do tego celu koncentraty komórek bakterii starterowych, oznaczane jako kultury starterowe Direct Vat Set (DVS) lub Direct Vat Inoculation (DVI).

Wytrącony skrzep serowy jest poddawany obróbce termiczno-mechanicznej. Celem tego jest wydzielenie serwatki ze skrzepu i zapewnienie odpowiedniej wilgotności końcowego produktu. Ponadto stosowane zabiegi (cięcie i dogrzewanie skrzepu, wydzielanie serwatki, osuszanie i mieszanie skrzepu, ociekanie i formowanie bloku serowego, prasowanie sera) mają nadać właściwy kształt i strukturę masie serowej. Zabiegom tym towarzyszy solenie.

Solenie jest zabiegiem prowadzonym nie tylko dla nadania właściwego smaku końcowego produktu, ale również dla zahamowania rozwoju niepożądanych mikroorganizmów oraz przyspieszenia tworzenia skórki na powierzchni serów dojrzewających.

Sól kuchenna (NaCl) jest składnikiem praktycznie każdego sera. Obecność soli oraz sposób jej podawania mają istotny wpływ na dalszy przebieg fermentacji oraz na ostateczne właściwości sera w momencie jego spożycia. Istnieją trzy główne techniki solenia serów:

• mieszanie suchej soli z rozdrobnionym skrzepem serowym przed etapem formowania/prasowania (tzw. solenie „w ziarnie” lub „w masie serowej”),
• zanurzanie uformowanego bloku sera w roztworze solanki (stężenie solanki wynosi zazwyczaj od 15% do 25% (w/w) NaCl w wodzie, a temperatura może się wahać od ok. 8°C do 20°C),
• posypywanie suchą solą powierzchni uformowanego sera (tzw. solenie „na sucho”).

W wielu odmianach serów stosuje się połączenie tych technik. Czas solenia zależy przede wszystkim od pożądanej końcowej zawartości soli w serze, a dodatkowo wpływ na niego mają: temperatura solanki (szybkość dyfuzji rośnie wraz z temperaturą), stężenie soli w solance (wyższe stężenie powoduje szybsze chłonięcie soli), wymiary sera (sery o małych wymiarach i płaskie chłoną sól szybciej niż duże bloki serów; kuliste formy serów chłoną sól bardziej równomiernie), wilgotność i pH sera (wyższa wilgotność i pH prowadzą do szybszego chłonięcia soli).

Otrzymane bloki świeżego sera mogą być przeznaczone bezpośrednio do spożycia (sery podpuszczkowe niedojrzewające) lub kierowane do procesu dojrzewania (sery podpuszczkowe dojrzewające). Dojrzewanie polega głównie na enzymatycznych przemianach białek, tłuszczu mlecznego i węglowodanów, a także właściwej pielęgnacji bloków serów. W przypadku serów z bardzo bogatym składem mikroflory starterowej dojrzewanie jest złożonym etapem obejmującym wielokrotne zmiany biotycznych i abiotycznych czynników mikrośrodowiska, liczebności i aktywności drobnoustrojów oraz składu biochemicznego (por. M. Ziarno, D. Zaręba, Produkcja serów pleśniowych, „Forum Mleczarskie Biznes” 2022, nr 1, s. 38-41). Dojrzewanie trwa od kilku dni (niektóre sery miękkie) do kilkunastu miesięcy (większość serów twardych), a nawet lat (sery bardzo twarde). Generalnie im dłuższe dojrzewanie sera, tym wyraźniejszy i szlachetniejszy jest jego smak i aromat (por. M. Ziarno, D. Zaręba, Dojrzewanie serów podpuszczkowych – znaczenie starterów i dodatków do żywności, „Forum Mleczarskie Biznes” 2019, nr 2, s. 34-38). Dojrzewaniu mogą być poddawane sery zapakowane lub powlekane (woski lub folia spożywcza), ale także niezapakowane i niepowlekane, które pielęgnuje się w kierunku powstania naturalnej skórki na ich powierzchni. Nowością, coraz częściej stosowaną w produkcji serów podpuszczkowych dojrzewających, jest przyspieszone dojrzewanie sera. Znanych jest wiele metod przyspieszania dojrzewania serów: podwyższenie temperatury dojrzewania, specjalna obróbka gęstwy serowej, zwiększenie liczby żywych komórek kultur starterowych, dodatek preparatów enzymatycznych lub egzogennych enzymów proteolitycznych, lipolitycznych i glikolitycznych podczas wyrobu serów, regulowanie aktywnością komórek bakterii starterowych, stosowanie szczepów modyfikowanych lub dodatek mikrokapsułkowanych enzymów proteolitycznych, lipolitycznych i glikolitycznych.

Na zakończenie warto jeszcze wspomnieć o serach podpuszczkowych dojrzewających wędzonych, wykazujących specyficzne walory smakowo-zapachowe. W ich przypadku stosuje się dodatkowe zabiegi i dodatki technologiczne. Sery podpuszczkowe wędzone lub podwędzane są poddawane działaniu ciepła i związków chemicznych zawartych w dymie wędzarniczym (wędzenie na ciepło) lub preparatach dymu wędzarniczego (wędzenie na zimno).