Cheia acceptării brânzeturilor de către consumator este calitatea gustului și a texturii. Tendințele actuale, care duc spre producția de brânzeturi cu un conținut scăzut de grăsimi și săruri, necesită timp și modele de screening eficiente din punct de vedere al costurilor, pentru a menține o calitate optimă.

Astfel de modele de examinare a brânzeturilor sunt disponibile în cercetarea alimentară NIZO, pentru a înțelege, îmbunătăți și adapta mai multe aspecte ale fabricării și maturării brânzeturilor.

De la aceste premize a pornit studiul cu titlul ”Innovations in cheese Efficient and versatile model systems”, realizat de Dr. Wim Engels , Dr. Lucie Hazelwood, Dr. Eva-Maria Düsterhöft, de la Divisions of Flavour & Texture and Health-NIZO food research, Ede, The Netherlands, și pecare vi-l prezentăm în ediția de față a revistei Meat.Milk.

Cererea de brânzeturi de calitate a crescut

În ultimii ani, a crescut cererea de îmbunătățire, diversificare și adaptare a calității brânzeturilor. Conștientizarea consumatorului cu privire la alegerile alimentare sănătoase a declanșat o tendință către brânzeturi cu un conținut scăzut de grăsimi și niveluri de săruri scăzute.

Pentru producători, implementarea unor metode îmbunătățite pentru fabricarea de produse de înaltă calitate, cu conținut scăzut de grăsimi și săruri, dar și, de exemplu, accelerarea maturării, sunt aspecte importante.

Aceste evoluții se referă la o varietate de aspecte ale fabricării brânzeturilor, în special la cele care se concentrează pe îmbunătățirea aromei și texturii brânzei, dar și pe asigurarea conservării optime a produsului fermentat.

Aspectele includ selecția culturii, optimizarea procesării și maturării și utilizarea de ingrediente noi. Cheia acceptabilității consumatorului și, astfel, succesul soiurilor de brânză cu un conținut scăzut de sare și cu un conținut scăzut de grăsimi, totuși, sunt calitatea aromei.

Pentru optimizarea calității brânzeturilor, este esențială cunoașterea detaliată a atributelor aromelor, precum și înțelegerea fiziologiei culturilor inițiale și a (bio) chimiei formării compușilor aromatici.

Îmbunătățirea eficientă și țintită a aromei și a texturii necesită, pe lângă cercetarea de bază, o examinare sistematică extinsă a culturilor și a condițiilor de procesare în timpul brânzetării reale.

Acesta este, în general, un proces lung și costisitor. Pentru a reduce costurile de screening și pentru a permite producerea și testarea multor variabile, în paralel, au fost dezvoltate modele, pentru a reduce procesul de fabricație a brânzeturilor.

Noi modele de screening

Sistemele de screening au fost utilizate de o lungă perioadă de timp, însă nu au fost disponibile în acest scop. Ca urmare, cercetarea alimentară NIZO a dezvoltat modelele MicroCheese și ScreenCheese, disponibile pentru adaptarea formării aromelor și texturilor.

Aceste modele oferă posibilități extraordinare de a studia multe aspecte ale producției de brânză, efectuând screeningul seturilor de culturi microbiene pentru capacitățile fermentative dorite, screeningul culturilor mutante bacteriene, variația condițiilor de procesare și evaluarea aspectelor legate de sănătate sau siguranță.

Pe brânzeturile model, se pot aplica metode rapide de analiză enzimatică, microbiană, compozițională, la fel și pentru ScreenCheese. Modelele reale de screening al brânzeturilor oferă noi posibilități de a studia multe aspecte ale producției de brânză și a formării aromelor pe culturi și combinații de culturi în condiții de procesare variate.

Un astfel de screening, nu numai că accelerează dezvoltarea produsului, dar permite și o abordare mai sistematică, pentru a înțelege mai bine procesul complex de fabricare și maturare a brânzeturilor.

Modele de analiză la diferite scări

Modelul MicroCheese NIZO a dezvoltat un protocol pentru fabricarea brânzei prin utilizarea unei microplăci standard cu 96 de tije, ca o serie de cuve de brânză. În acest sistem, se pot fabrica până la 600 de brânzeturi individuale pe zi. Fiecare ”cuvă” poate conține 1,7 ml de lapte și poate fi tratată separat, cu substrat, ingrediente sau culturi care produc brânzeturi de 170 mg.

În acest scop, au fost dezvoltate protocoale pentru producția de brânzeturi miniaturizate Gouda, Cheddar și brânzeturi elvețiene, iar brânzeturile rezultate seamănă foarte mult cu brânza produsă în mod convențional, în ceea ce privește profilurile de acidifiere, conținutul de umiditate și sare, proteoliza, profilurile de aromă și micro-structura.

Platforma MicroCheese poate fi utilizată pentru screeningul rapid al culturilor, adjuvanților sau chiar al enzimelor din mediul de brânză. Toate analizele necesare pot fi efectuate, cum ar fi numărarea de celule viabile, profiluri de aromă, activități enzimatice, microstructură și compoziție.

MicroCheese este, de asemenea, potrivit pentru studii de siguranță, pentru a monitoriza supraviețuirea agenților patogeni sau a organismelor de deteriorare din brânzeturi. De exemplu, reducerea sării în brânză duce inevitabil la probleme de siguranță care trebuie luate în considerare în noile strategii pentru conservarea brânzeturilor.

MicroCheese este un model adecvat pentru a evalua supraviețuirea și posibila creștere a deteriorării și/sau a microorganismelor patogene în diferite condiții de prelucrare sau în prezența conservanților.

Procesul de fabricație

Ulterior, a fost dezvoltat un aparat automat, personalizat. Tăierea cașului se realizează prin mișcarea controlată de computer, a unui dispozitiv de agitare, prin caș. Centrifugarea microplăcilor este un element cheie pentru efectuarea spălării și presării eșantioanelor de brânză.

După finalizarea acidificării, se adaugă o soluție de saramură în fiecare godeu, ceea ce duce la procentul dorit de sare din brânză.  Pentru coacere, plăcile sunt sigilate într-o atmosferă de azot și plasate la temperatura dorită timp de până la 3 luni, înainte de analize suplimentare.

Testarea culturilor adjuvante pentru noi profiluri aromatice

Pentru a investiga potențialul de screening al culturii inițiale oferit de modelul MicroCheese, s-a evaluat impactul adăugării unor culturi inițiale adjuvante selectate în MicroCheese de tip Gouda. În acest scop, trei tulpini au fost aplicate ca și culturi adjuvante în MicroCheeses de tip Gouda.

Se știe că tulpina B1157 exprimă niveluri ridicate ale enzimei alfa-cetoacid decarboxilazei (BcKAD), despre care se știe că este implicată în formarea anumitor aldehide importante pentru aromă în brânză, cum ar fi 3-metil-butanal.

În plus, au fost fabricate eșantioane conținând cultura adjuvantă B2083, un derivat B1157, în care gena pentru BcKAD a fost inactivată și o tulpină NZ9000+, în care BcKAD este exprimat la un nivel ridicat.

După 41 de zile de maturare a brânzeturilor, eșantioanele produse cu tulpini B1157 și, respectiv, culturile NZ9000+, conțineau de 7,6 și 5,3 ori niveluri crescute de 3-metilbutanal,  comparativ cu eșantioanele de control, în timp ce tulpina B2083 produce niveluri scăzute.

Aceste descoperiri demonstrează că modelul MicroCheese permite predicția exactă a impactului profilului aromelor al modulației unei singure enzime în cultura de start (adjuvant). Avantajul modelului MicroCheese ,în comparație cu screeningul culturii lichide, este valoarea predictivă crescută.

Evaluarea riscului și a siguranței, la reducerea sării

În contextul unui proiect finanțat de UE, intitulat DREAM, modelul MicroCheese a fost dezvoltat în continuare, pentru a genera un model reprezentativ pentru monitorizarea creșterii bacteriilor de deteriorare în timpul maturării brânzei.

În cadrul proiectului, laptele pentru brânză a fost în mod deliberat contaminat cu Clostridium tyrobutyricum, o bacterie de deteriorare relevantă pentru brânză și o potențială amenințare, când este vorba. sarea din brânză este redusă. C. tyrobutyricum provoacă formarea excesivă de gaze (efectul de suflare târzie) și defecte de aromă în brânză.

Creșterea C. tyrobutyricum a fost monitorizată în timpul maturării brânzeturilor cu un conținut diferit de sare, prin PCR cantitativă (qPCR), a unei secvențe ADN unice din microorganism. Rezultatele obținute au confirmat că reducerea sării poate duce la o creștere mai mare a C. tyrobutyricum.

Nivelurile crescute de acid butiric în diferitele eșantioane cu sare scăzută au fost în acord cu creșterea C. tyrobutyricum. Modelul MicroCheese este astfel un instrument adecvat pentru evaluarea riscurilor la reducerea sării.

Modelul ScreenCheese

Un al doilea sistem de model de brânză la scară mică, versatil și eficient, dezvoltat și aplicat cu succes de cercetarea alimentară NIZO, este ScreenCheese. ScreenCheese permite testarea a până la 30 de variabile pe zi, în situația în care, o fabrică pilot normală de brânză poate manipula doar 4-5 cuve.

Sistemul de screening este perfect potrivit pentru a evalua efectul diferitelor startere, culturi adjuvante, tulpini microbiene, enzime, alte ingrediente și, de asemenea, influența parametrilor compoziționali, de exemplu, conținutul diferit de sare sau grăsimi, în primul rând pe aromă de brânză și pe textură.

Per variantă, se produc câteva brânzeturi mici de cca. 300 gr., până la 1 kg. Această dimensiune permite evaluarea prin gradarea senzorială, precum și analiza instrumentală, cum ar fi formarea compușilor aromatici și a proprietăților texturale în cursul perioadei de maturare.

Procesul de producție

Practic, protocolul ScreenCheese constă în producerea unui lot mare de caș (de exemplu, din 200 L de lapte de brânză), și împărțirea acestui caș în porțiuni de 2-3 kg. Ingredientele și/sau culturile care urmează să fie testate sunt amestecate în cașul predrenat și, ulterior, se realizează turnarea, presarea, saramurarea (alternativ uscarea) și maturarea foliei în condiții adecvate. Sunt disponibile protocoale pentru brânzeturile de tip Gouda, Cheddar și brânzeturi elvețiene. Conținutul de grăsime și sare poate fi adaptat după cum doriți.

Performanța ScreenCheese

Brânzeturile mici produse seamănă cu omologii lor pe scară largă din toate punctele de vedere: culturile inițiale cresc până la numerele tipice, compoziție, textură, iar profilurile aromatice caracteristice se dezvoltă în perioade de maturare comparabile, până la 16 săptămâni.

Un test ScreenCheese produs cu o cultură adjuvantă termofilă (LH-B01), a fost clar distinsă de ScreenCheese de control, de un panel intern, datorită profilului său de aromă care a fost caracterizat de o aromă de mai mare intensitate, mai multă dulceață și absența oricărei tente de gust amar.

Protocoalele de fabricare a brânzeturilor bine standardizate și adaptate specific garantează o reproductibilitate excelentă și variații scăzute ale conținutului de umiditate, comparabile cu producția industrială de brânză.

Traductibilitatea superioară a ScreenCheese la brânzeturi la scară largă a fost dovedită în multe proiecte, destinate producătorilor de brânzeturi și ingrediente. Noi posibilități de a studia multe aspecte ale proceselor de fabricare și maturare a brânzeturilor cu modele de screening eficiente și versatile sunt acum disponibile.

Procesele implicate în formarea aromei și texturii în brânză, în timpul maturării brânzeturilor, sunt complexe, dar cuprind în esență o serie de procese (bio) chimice, în care culturile inițiale furnizează enzimele.

Biodiversitatea naturală care există în microorganismele inițiale, de exemplu, Lactococcus lactis, oferă posibilități de succes, atunci când este explorată și aplicată în practică. Sunt disponibile acum diferite sisteme reale de brânză pentru screeningul dirijat al organismelor producătoare de aromă (starter), care permit selectarea cu succes a tulpinilor.

Proiectarea rațională a producției

Aceste instrumente vor face posibilă proiectarea rațională a culturilor industriale îmbunătățite și personalizate, pentru brânzeturi cu proprietăți atractive de aromă și textură. Utilizarea lor secvențială, combinată în cele din urmă cu evaluarea la scară pilot, creează o metodologie unică pentru selecția culturilor.

În plus, modelele de brânză facilitează screeningul pentru condițiile de prelucrare și/sau ingrediente, cheaguri sau alte enzime, care îmbunătățesc și accelerează formarea aromelor sau a texturii.

De asemenea, posibilitățile de prevenire sau control al creșterii microorganismelor nedorite din brânză pot fi evaluate mult mai eficient utilizând modele de screening pentru brânză. În cele din urmă, aceasta înseamnă accelerarea dezvoltării produsului și reducerea costurilor.