În ultimii ani, cererea de îmbunătățire, diversificare și adaptare a calității brânzeturilor a crescut.

Conștientizarea consumatorului cu privire la alegerile dietetice sănătoase a declanșat o tendință către brânzeturi cu conținut scăzut de grăsimi și sărați.

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

Acestea au făcut obiectul unei cercetări rezumată în studiul cu titlul ”Fast screening for accelerated product development”, realizat de Dr. Wim Engels, Dr. Lucie Hazelwood și Dr. Eva-Maria Dusterhoft de la Divisions of Flavour & Texture and Health-NIZO food research-The Netherlands, și finanțat printr-o bursă de cercetare de Uniunea Europeană, pe care vi-l prezentăm mai jos.

Optimizarea procesării

Aceste evoluții ating o varietate de aspecte ale fabricării brânzeturilor, în special cele care se concentrează pe îmbunătățirea aromei și texturii brânzei, dar și pe asigurarea conservării optime a produsului fermentat. Printre aceste aspecte se numără selecția culturii, cheia pentru acceptarea brânzei de către consumator este calitatea aromei și texturii.

Tendințele actuale către brânzeturi cu conținut scăzut de grăsimi și sare necesită modele de analiză eficiente în timp și costuri pentru menținerea calității optime. Astfel de modele de screening pentru brânzeturi sunt disponibile la NIZO Food Research pentru a înțelege mai bine, a îmbunătăți și a adapta mai multe aspecte ale producerii și maturării brânzei.

Această optimizare a procesării determină și utilizarea de ingrediente noi, care pot reprezenta cheia pentru acceptarea consumatorului și, prin urmare, pentru succesul produsului final.

Cu toate acestea, sortimentele de brânză cu conținut scăzut de sare și grăsimi pot avea afectată calitatea aromei. Pentru optimizarea calității brânzei, cunoașterea detaliată a atributelor aromei este esențială, precum și înțelegerea fiziologiei culturilor starter și a biochimiei formării compușilor aromatici.

Totodată, îmbunătățirea eficientă și direcționată a aromei și texturii necesită, pe lângă cercetarea de bază, o examinare sistematică extinsă a culturilor și a condițiilor de procesare în timpul realizării brânzeturilor. Acesta este, în general, un proces lung și costisitor.

Două modele

Pentru a reduce costurile de screening și pentru a permite producția și testarea multor variabile în paralel, au fost dezvoltate modele pentru a reduce dimensiunea procesului de fabricare a brânzei. Sistemele de sortare dedicate și eficiente, adevărate brânzeturi, au fost de mult timp, însă nu au fost disponibile în acest scop.

Cercetarea alimentară NIZO a dezvoltat modelele MicroCheese și ScreenCheese disponibile pentru adaptarea aromei și formării texturii. Aceste modele oferă posibilități extraordinare de a studia multe aspecte ale producției de brânzeturi, de exemplu, ”g.screening”-ul colecțiilor de culturi microbiene pentru capacități fermentative dorite, screening-ul bibliotecilor de mutanți bacterieni, variația condițiilor de procesare și evaluarea aspectelor legate de sănătate sau siguranță.

Pe brânzeturile model pot fi aplicate metode rapide enzimatice, microbiene, compoziționale și, pentru ScreenCheese, de analiză senzorială. Modelele reale de selecție a brânzeturilor oferă noi posibilități de a studia multe aspecte ale producției de brânzeturi și formării aromei prin culturi și combinații de culturi în diferite condiții de procesare.

O astfel de verificare 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 brânzei.

Modele la diferite scări

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

În acest sens au fost dezvoltate protocoale pentru producerea brânzeturilor miniaturizate Gouda, Cheddar și de tip elvețian, iar brânzeturile rezultate seamănă foarte mult cu brânza produsă convențional în ceea ce privește profilurile de acidificare, conținutul de umiditate și sare, proteoliză, profiluri de aromă și microstructură.

Platforma MicroCheese poate fi utilizată pentru screening-ul rapid a culturilor, adjuvanților sau chiar enzimelor din mediul brânzeturilor. Toate analizele necesare pot fi efectuate, cum ar fi numărul de celule viabile, profilurile de arome, activitățile enzimatice, microstructura și compoziția.

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

MicroCheese este un model potrivit pentru a evalua supraviețuirea și posibila dezvoltare a microorganismelor patogene și/sau deteriorate în diferite condiții de procesare sau în prezența conservanților.

Procesul de fabricație

Ulterior, a fost dezvoltat un aparat automatizat. Tăierea cașului se realizează prin deplasarea controlată de computer a unui dispozitiv de agitare prin caș. Centrifugarea microplăcilor este un element cheie pentru efectuarea spălării și presarii MicroBrânzeturilor.

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

Testarea culturilor adjuvante

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

Se știe că tulpina B1157 exprimă niveluri ridicate ale enzimei alfa-cetoacid decarboxilază (BcKAD), despre care se știe că este implicată în formarea anumitor aldehide importante pentru aroma în brânzeturi, cum ar fi 3-metil-butanal. În plus, în modelele MicroCheeses au fost fabricate mostre care conțineau 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 brânzei, MicroCheeses produse cu tulpinile B1157 și, respectiv, NZ9000+, au conținut niveluri crescute de 3-metilbutanal de 7,6 și respectiv 5,3 ori în comparație cu MicroCheeses martor, în timp ce tulpina B2083 a produs niveluri scăzute.

Aceste descoperiri demonstrează că modelul MicroCheese permite predicția precisă a impactului profilului de aromă al modulării unei singure enzime în cultura starter (adjuvantă). În plus, avantajul modelului MicroCheese, în comparație cu screeningul culturii lichide, este dată de 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 alterare în timpul maturării brânzei. În cadrul proiectului, laptele de brânză a fost contaminat în mod deliberat cu Clostridium tyrobutyricum, o bacterie de alterare relevantă pentru brânză și o potențială amenințare atunci când, de ex. sarea în brânză este scăzută.

C. tyrobutyricum determină formarea excesivă de gaze (efectul de suflu târziu) și defecte de aromă în brânză. Creșterea C. tyrobutyricum a fost monitorizată în timpul maturării brânzeturilor în brânzeturi cu conținut diferit de sare prin PCR cantitativă (qPCR) a unei secvențe unice de ADN din microorganism.

Rezultatele obținute au confirmat că reducerea sărurilor poate duce la o creștere mai mare a C. tyrobutyricum. Nivelurile crescute de acid butiric din diferitele MicroBrânzeturi cu conținut scăzut de sare au fost în acord cu creșterea C. tyrobutyricum.

Modelul MicroCheese este astfel un instrument potrivit pentru evaluarea riscurilor la reducerea sării. Modelul ScreenCheese Un al doilea sistem versatil și rentabil de modele de brânză la scară mică, dezvoltat și aplicat cu succes de cercetarea alimentară NIZO este ScreenCheese.

ScreenCheese permite testarea a până la 30 de variabile pe zi, unde o fabrică pilot normală de brânză poate gestiona doar 4-5 cuve. Sistemul de screening este perfect potrivit pentru a evalua efectul diferiților inițiatori, culturi adjuvante/tulpini microbiene, enzime, alte ingrediente și, de asemenea, influența parametrilor de compoziție, de ex. conținuturi diferite de sare sau grăsimi, în primul rând pe aroma de brânză și pe textură.

Pe variantă, mai multe brânzeturi mici de cca. 300 g la 1 kg. Această dimensiune permite evaluarea prin clasificare senzorială, precum și analiza instrumentală, cum ar fi formarea de compuși de aromă și proprietăți texturale în timpul perioadei de coacere.

Procesul de producție în ScreenCheese

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 porții de 2-3 kg. Ingredientele și/sau culturile care urmează să fie testate sunt amestecate în cașul pre-drenat și ulterior au loc turnarea, presarea, saramurarea (alternativ sărare uscată) și maturarea foliei în condiții adecvate.

Sunt disponibile protocoale pentru brânzeturile de tip Gouda, Cheddar și Elveția. Conținutul de grăsime și sare poate fi adaptat după dorință. Performanța modelului ScreenCheese la produsele fabricate in micro seamănă cu cele ale produselor fabricată la scară mare din toate punctele de vedere: culturile inițiale cresc la un număr tipic, compoziție, textură și profilurile de aromă caracteristice se dezvoltă în perioade de maturare comparabile, până la 16 săptămâni.

O mostră ScreenCheese produsă cu o cultură adjuvantă termofilă (LH-B01), a fost distinctă clar de ScreenCheeses de control printr-un panou intern, datorită profilului său de aromă care a fost caracterizat printr-o aromă de mai mare intensitate, mai multă dulceață și absența oricărei amărăciuni.

Reproductibilitate excelentă

Protocoalele bine standardizate și adaptate special de fabricare a brânzei garantează o reproductibilitate excelentă și variații reduse ale conținutului de umiditate, comparabil cu producția industrială de brânzeturi. Translabilitatea superioară a modelului ScreenCheese la brânzeturile fabricate la scară largă a fost dovedită în multe proiecte pentru producătorii de brânză 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 în plină dezvoltare.

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

Biodiversitatea naturală care există în microorganismele inițiale, de exemplu, Lactococcus lactis, oferă posibilități interesante atunci când este explorată și aplicată în practică. Diverse sisteme de modele de brânză reală pentru screening-ul direcționat pentru organisme producătoare de aromă (starter), sunt acum disponibile, permițând selecția cu succes a tulpinilor.

Aceste instrumente vor face posibilă proiectarea rațională a culturilor industriale îmbunătățite 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 screening-ul pentru condițiile de procesare și/sau ingrediente, de ex. g. cheag sau alte enzime, care îmbunătățesc și accelerează formarea aromei sau a texturii.

De asemenea, posibilitățile de prevenire sau control al creșterii microorganismelor nedorite în brânză pot fi evaluate mult mai eficient folosind modele de screening pentru brânză. În cele din urmă, aceasta înseamnă accelerarea dezvoltării produselor și reducerea costurilor. (Notă: Proiectul DREAM-Proiectare și dezvoltare de modele alimentare realiste cu micro- și macro-structură și compoziție bine caracterizate, contract 222654-2” a fost finanțat de UE).