Aroma og krystaldannelse i gule oste Thomas Bæk Pedersen Institut for fødevarevidenskab Dias 1
Disposition Smagsdannelse i ost Nedbrydning af laktose og citronsyre Kasein nedbrydning Fedt nedbrydning Brug af modningskulturer Dannelse af krystaller i ost Calcium-laktat krystaller Aminosyre krystaller Eksempel fra Nørup mejeri Dias 2
Smagsdannelse i gul ost Dannelsen af smag i ost er en kompliceret affære! Smagsdannelsen kommer af nedbrydning af mælkens hovedbestanddele: protein, fedt, laktose og citronsyre Vand og fedt fungerer som opløsningsmiddel for aromakomponenter, frie aminosyrer, små peptider og frie fedtsyrer laktose/citrate (100 %) Fedt (1 %) vand Kasein (25-30 %) Dias 3
Citrate Lactose Fedt Kasein Glukose og galactose Frie fedtsyrer Peptider Pyruvat Aminosyrer Diacetyl, ethanol, mælkesyre eddikesyre, acetaldehyd, acetoin Methyl ketoner, sekundære alkoholer, estre, frie fedtsyrer og lactoner Aminosyre katabolisme Dias 4 Aldehyder, alkoholer, organiske syrer og aromatiske forbindelser
Syrningsprocessen Laktose forgæring sænker ph Giver anledning til en vækst af starteren Hæmmer vækst af uønsket bakterier Enzymer fra starteren vigtige i den videre modningsproces DL-startere mest udbredt i dansk osteproduktion Dias 5
Oste lavet med DL-starter Ostetype VFFT (%) Andre kulturer Land Danablu 61-69 Blå skimmel Danmark Danbo 60-62 Overflade Danmark modning Samsø 58-60 - Danmark Norvegia 58-59 - Norge Gouda 53-60 - Holland Herrgård 53-57 - Sverige Greve 54-57 PAB Sverige Jarlsberg 54-55 PAB Norge Dias 6
Citrate Laktose og citronsyre DL-Laktat Pyruvate Acetate NAD + NADH + H + Oxalacetate dehydrogenase complex CO2 decarboxylases CO2 CO 2 Carboxy Aldehydes Hydroxy acids dehydrogenases Pyruvate Alcohols TPP CO2 Acetolactate CO2 Institut for Fødevarevidenskab Carboxylic acids Acetaldehyde-TPP dehydrogenase complex decarboxylases CO2 CO 2 Diacetyl Aldehydes dehydrogenases Acetoin Acetyl-CoA CoASH + TPP NAD(P)H Alcohols NAD(P) + NAD(P)H NAD(P) + Laktose Dias 7 dehydrogenases dehydrogenases 2,3-Butanediol Hydroxy acids
Nedbrydning af kasein Giver osten struktur Forsyne bakterierne med aminosyrer til aminosyre katabolisme Peptider og aminosyrer giver en smagsbaggrund Aminosyrer bidrager direkte til smagen Nedbrydnings produkter fra aminosyre katabolisme er meget vigtige aroma komponenter i ost Dias 8
Aminosyre transaminase NAD(P)H NAD(P) + -keto-glu amino syre -keto syre carboxylsyre Glu NAD(P) + 1 NAD(P)H NAD(P) + 2 CO 2 3 5 4 aldehyd NAD(P)H NAD(P)H NAD(P) + hydroxysyre alkohol 1. Aminotransferase 2. Decarboxylase 3. Dehydrogenase 4. Dehydrogenase 5. Dehydrogenase Dias 9
Aroma komponenter fra aminosyre katabolisme Der skal være balance i tingene Institut for Fødevarevidenskab Forgrenede aminosyrer malt smag Aromatiske aminosyrer floral Svovlholdige aminosyrer kogt kål/hvidløg Aspartat smør Dias 10
Proteolyse og ostens tekstur Hård og sej frisk ost Rennet hydrolyser s1 - to s1 -I-kasein Plasmin hydrolyserer b- to g-casein Starter proteaser hydrolyser peptider Blød og smidig ost Bakterielle proteaser hydrolyserer peptider Aminopeptidaser frigør aminosyrer Vandaktivitet falder Sprød modnet ost Dias 11
Aroma fra fedtnedbrydning Frie fedtsyrer påvirker smagen direkte Maskering af bitre peptider β-oxidering af fedtsyrer til methylketoner og sekundære alkoholer Thioestre, ester dannet imellem en thiol gruppe og en fedtsyre Esterdannelse Dias 12
Modnings kulturer Øge mængden af frie aminosyrer Specifik aromadannelse Aminotransferase aktivitet Esterase aktivitet Decarboxylase aktivitet Kan bruge til at modvirker negative effekter ved produktion af lav fedt og salt oste Accelerering af ostemodning Dias 13
Lactobacillus som modningskulturer Gruppe 1 Lb. helveticus Lb. delbrueckii Lb. acidophilus Homofermentativ Høj aktivitet på kasein Høj aminopeptidase aktivitet Nøddeagtig smag Thermofil Gruppe 2 Lb. paracasei / casei Lb. curvatus Lb. plantarum Lb. rhamnosus Fakultativ heterofermentativ Lav/ingen aktivitet på kasein Aminopeptidase aktivitet pepx, pepp Oste smag Mesofile varme tålende Gruppe 3 Lb. brevis Lb. buchneri/parabuchneri Lb. fermentum Lb. reuteri Lb. danicus Obligat heterofermentativ Decarboxylases Gas dannelse Biogene aminer Specifikke aroma komponenter Uren smag Mesofile bakterier Dias 14
Modificerede Lb. helveticus kulturer 160 Varmebehandlet Lb. helveticus 140 mmol/kg cheese 120 100 80 60 Lb. helveticus 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ripening time (weeks) Danbo 20+ Danbo 20+htLH Samsø30+ Samsø30+LH Dias 15
Frigørelse af aminosyrer 140 Lb. helveticus 120 mmol/kg Cheese 100 80 60 Lb. paracasei Control 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ripening time (weeks) Control Lb. helv Lb. casei Lb. paracasei øger generelt ikke mængden af frie amino syrer Kan ændre sammensætning af aminosyrer Lb. helveticus øger mængden af aminosyrer stamme variation Dias 16
Dannelse af modnings krystaller Aminosyrekrystaller Calciumlaktat krystaller Dias 17
Calcium laktat pentahydrate krystaller Dannes ofte på ostens overflade og/eller ved hullerne Kan opfattes som fremmed legemer af forbrugerne Omdannelse af L-laktat til en racemix af L og D-laktat lavere opløselighed Vandindhold og ph Ikke et udbredt problem i danske ostetyper? Dias 18
Styring af calcium laktat krystaller Kontrol med mikrofloraen! ph Vandaktivitet Dias 19
Aminosyrekrystaller Jævnt fordelt i ostemassen Indhold af frie aminosyrer (koncentration i vandfasen) Vandaktivitet ph Tyrosin Dias 20
Hvordan får man krystaller i sin ost Gøre sig klart at det bliver en anden ost! Tilsætte en modnings kultur der er god til at frigøre aminosyrer Muligvis justere sin osteteknologi mindre vand i osten Dias 21
Eksempel på udvikling af ost med modnings krystaller fra Nørup mejeri Dias 22
Diamant ost fra Nørup mejeri Overflade modnet fast ostetype Lavet med DL-starter Tilsat to specifikke modningskulturer Dias 23
Synlige krystaller Dias 24
Størrelse og antal af krystaller Salgsklar Ekstra lagret 0,06 gram/100 g ost 0,24 gram/100 g ost Flere og større krystaller i de mere modnede oste Farven varierede på krystallerne Dias 25
Ændringer i osteteknologien Diamant DL-starter Modningskulturer - Fontina DL-starter 39,5 grader eftervarme 38,5 grader eftervarme 1 time 30 min efterrørring 1 time efterrørring Lagret 35 uger (minimum) 39-40 % vand (modnet ost) Lagret 20 uger 42-45 % vand (modnet ost) Synlige krystaller Ingen krystaller Dias 26
Sammensætning af krystallerne foreløbige resultater Krystallerne blev opløst i vand Der blevet fundet laktat i krystalopløsningen Aminosyre sammensætning ikke kendt (endnu!) Absorbans set ved 280 nm (aromatiske aminosyrer) ost D-mælkesyre L-mælkesyre Amino syrer Ekstra lagret 0.1 % 0.2 % - lagret 0.4 % 0.4 % - Dias 27
Aminosyrer i krystallerne bestemt ved HPLC Dias 28
Opløselighed i vand Diamant Opløselighed i vand Grana padano 1 Tyrosin 0,04 Tyrosin Glutaminsyre 0,9 phenylalanine Lysin Glutaminsyre phenylalanine 2,9 Leucin AABA - lysin Leucin 2,4 Valin 8,8 1:Bianchi et al (1974). Amino acid Composistion of granules and spots in grana padano cheeses Dias 29
Krystal fingeraftryk (powder x-ray diffractometer) Paul Kindstedt, cheese symposium, Cork, 2014 Dias 30
Tak til! Professor Ylva Ardö Professor Fergal Rattray Peter Beirholm Poulsen Dias 31