WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO

Transkrypt

1 YWNO. Nauka. Technologia. Jako,, (7), 59 - ARNOLD REPS, MARIA WACHOWSKA, KRYSTYNA WINIEWSKA WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO S t r e s z c z e n i e Sery edamskie bezporednio po soleniu oraz po,, tygodniach dojrzewania poddawano działaniu cinienia 5 i 1 MPa / 3 min w temp. 1± o C. Sery cinieniowane oraz sery kontrolne analizowano bezporednio po soleniu oraz po,, tygodniach dojrzewania. Wyniki analizy chemicznej tych serów wykazały prawidłowy przebieg procesu dojrzewania. Cinieniowanie wpłynło na przyspieszenie procesu dojrzewania serów, o czym wiadczył wzrost zawartoci azotu rozpuszczalnego (w rodowisku o ph,) i azotu niebiałkowego, w porównaniu z serem kontrolnym. Cinienie nie wpłynło na intensywno zmian zawartoci azotu aminokwasowego w serze. W porównaniu z serem kontrolnym, cinieniowanie wyrobu (po soleniu) w 5 MPa zwikszało aktywno enzymów proteolitycznych w miar przedłuania czasu dojrzewania sera, natomiast proces przeprowadzony w 1 MPa wpływał na obnienie aktywnoci enzymów proteolitycznych. W ocenie sensorycznej potwierdzono wysok jako serów cinieniowanych. Odznaczały si one przede wszystkim bardziej elastyczn konsystencj od serów kontrolnych. Słowa kluczowe: wysokie cinienie, proteoliza, ser edamski, dojrzewanie serów Wprowadzenie HP (High Pressure) technologia wysokocinieniowa jest nietermiczn metod utrwalania i przetwarzania ywnoci, stosujc w temp. pokojowej cinienie rzdu 1-1 MPa. W 199 r. Yokoyama [1] zaproponował wykorzystanie tej metody do skracania czasu dojrzewania serów. Stwierdził, e poddanie sera cheddar trzydniowemu cinieniu o wartoci 5 MPa w temp. 5 o C pozwoliło, bez zmiany cech sensorycznych, skróci czas dojrzewania sera z miesicy do 3 dni. Moliwo zastosowania tej metody w technologii serowarstwa wzbudziło due zainteresowanie, albowiem stosujc odpowiednie cinienia, mona wpływa na liczb mikroorganizmów oraz szybko reakcji enzymatycznych w serze. Saldo i wsp.[11], działajc na ser cinieniem MPa, zaobserwowali przyspieszenie procesu dojrzewania sera, co najprawdopodobniej było wynikiem zwikszenia iloci i aktywnoci enzymów bakterii mlekowych. Prof. dr hab. A. Reps, dr in. M. Wachowska, dr in. K. Winiewska, Katedra Biotechnologii ywnoci, Wydział Nauki o ywnoci, Uniwersytet Warmisko-Mazurski w Olsztynie, ul. Heweliusza 1, 1-71 Olsztyn

2 Arnold Reps, Maria Wachowska, Krystyna Winiewska Kolejnym powodem badania wpływu wysokiego cinienia na sery jest moliwo otrzymania produktów o korzystniejszych cechach smakowo-zapachowych i konsystencji. Messens i wsp. [] po cinieniowaniu sera gouda, w zakresie 1 MPa przez,5 h, stwierdzili, e cinienie powyej 3 MPa moe powodowa rozerwanie sieci para-kazeiny, powodujc przyspieszenie procesu proteolizy w serze. Kołakowski i wsp. [3] nie stwierdzili wpływu czterogodzinnego cinienia do 5 MPa na przebieg proteolizy w serze gouda. Natomiast Johnston i Darcy [] cinieniujc ser mozzarella, tylko w pocztkowym okresie dojrzewania zauwayli rónice w przebiegu procesu proteolizy midzy serem poddanym obróbce wysokocinieniowej a kontrolnym. Podobnie Sendra i wsp. [1] intensywniejsz proteoliz, w porównaniu z serem kontrolnym, zaobserwowali w serze z cinieniowanego (5 MPa/ h) mleka koziego. Produkcja serów z wykorzystaniem wysokich cinie stwarza nowe perspektywy w ulepszaniu technologii, jednak opracowanie optymalnych parametrów wymaga dalszych bada. Dlatego te celem podjtych bada było okrelenie wpływu cinienia 5 i 1 MPa na sery typu holenderskiego (edamskie), o rónym stopniu dojrzałoci. Materiał i metody bada Ser edamski bezporednio po soleniu oraz o zrónicowanym stopniu dojrzałoci, tj. po, i tygodniach dojrzewania, powlekano warstw polioctanu winylu, parafinowano, pakowano w osłonki barierowe, a nastpnie poddawano, w temp. 1± o C, obróbce wysokocinieniowej w 5 i 1 MPa/3 min generator cinienia firmy UNIPRESS EQUIPMENT Warszawa. Kompresj i dekompresj uzyskiwano w czasie odpowiednio i s. Sery po cinieniowaniu oraz niepoddany działaniu cinienia, dojrzewały w zakładzie mleczarskim, w którym zostały wyprodukowane. Sery dowiadczalne i kontrolne bezporednio po soleniu oraz po, i tygodniach dojrzewania poddawano analizie chemicznej i ocenie sensorycznej. Analiza chemiczna obejmowała oznaczanie zawartoci: wody [9], azotu ogólnego [9], azotu rozpuszczalnego w wodnym ekstrakcie sera, azotu rozpuszczalnego w ph, [15], azotu niebiałkowego [13] oraz azotu aminokwasowego [1]. Oznaczano równie kwasowo czynn [9] oraz aktywno proteolityczn enzymów w wodnym ekstrakcie sera wg zmodyfikowanej metody Anson [1] i Westhoff [17]. Wyniki i dyskusja Na podstawie przeprowadzonych analiz (tab. 1) stwierdzono, e stopie dojrzałoci sera poddanego cinieniowaniu oraz wysoko stosowanego cinienia nie miały znaczcego wpływu na zawarto wody w serach. We wszystkich serach dowiadczalnych, jak i kontrolnych, zawarto wody była zgodna z norm jakociow [19].

3 WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO 1 Kwasowo czynna (ph) serów poddanych obróbce wysokocinieniowej po soleniu obniyła si nieznacznie. Jednak po tygodniach dojrzewania w serach poddanych cinieniowaniu zaobserwowano szybszy wzrost ph ni w serze kontrolnym. Natomiast po tygodniach dojrzewania wartoci ph wszystkich serów były na zblionym poziomie. Cinieniowanie serów o zrónicowanym stopniu dojrzałoci równie powodowało nieznaczny wzrost ich ph (tab. 1). Podobnie Messens i wsp. [, ] oraz Saldo i wsp. [11], badajc wpływ cinienia na sery dojrzewajce, zaobserwowali nisz ni w serach kontrolnych kwasowo serów cinieniowanych (a tym samym wysze ph), co ma wpływ na intensywno degradacji białek sera. Zawarto azotu ogólnego we wszystkich badanych serach była porównywalna i wynosiła,1-,3% (tab.1). W trakcie dojrzewania obserwowano wzrost zawartoci badanych form zwizków azotowych tj. azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph,, azotu niebiałkowego i aminokwasowego, zarówno w serach kontrolnych, jak i poddanych wysokocinieniowej obróbce, co wiadczyło o prawidłowym przebiegu procesu ich dojrzewania. W serach kontrolnych oraz cinieniowanych bezporednio po soleniu zawarto zwizków azotowych rozpuszczalnych w rodowisku o ph, utrzymywała si na zblionym poziomie, lecz w miar dojrzewania w serach poddanych obróbce wysokocinieniowej obserwowano wikszy przyrost ich zawartoci (rys. 1). Przykładowo zawarto azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph, w serze cinieniowanym w 5 MPa, bezporednio po soleniu wynosiła,% N og, w serze cinieniowanym w 1 MPa 3,7% N og, a w serze kontrolnym,11% N og, natomiast po tygodniach dojrzewania zawarto tego parametru w wymienionych serach wynosiła odpowiednio: 1,1; 1,3 i 9,5% N og. Cinieniowanie serów po tygodniach dojrzewania, w porównaniu z serami kontrolnymi, spowodowało niewielki wzrost zawartoci zwizków rozpuszczalnych w rodowisku o ph,. Natomiast znaczce rónice zawartoci zwizków azotowych rozpuszczalnych w ph, stwierdzono w serach poddanych obróbce wysokocinieniowej po i tygodniach dojrzewania rónica zawartoci wymienionej formy azotu po tygodniach dojrzewania była o 3,5% N og wysza ni w serze kontrolnym. Podobne tendencje stwierdzili Messens i wsp. [], badajc wpływ cinienia 5 MPa/ h na ser paillardin. Zawarto azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph, w pocztkowym okresie dojrzewania w serze cinieniowanym i serze kontrolnym była zbliona, jednak po 3 dniach dojrzewania w serze cinieniowanym zawarto azotu rozpuszczalnego w ph, była znacznie wiksza. Kołakowski i wsp. [3] take uzyskali wzrost zawartoci azotu rozpuszczalnego w ph, w cinieniowanym (5 MPa/ h) serze camembert. Natomiast wysokocinieniowa obróbka sera gouda w 5 MPa i 5 MPa/ h, w przeciwiestwie do cinieniowania w MPa, nie spowodowała wzrostu zawartoci omawianej formy azotu []. O Reilly i wsp. [1] dowiedli, Analiza chemiczna sera. T a b e l a 1

4 Arnold Reps, Maria Wachowska, Krystyna Winiewska Chemical analysis of cheese. Ser The cheese kontrolny control cinieniowany w 5 MPa pressurized at 5 MPa Czas dojrzewania [tygodnie] Time of ripening [weeks] po soleniu after salting po soleniu after salting Kwasowo czynna [ph] Acidity [ph] 5,3 5,9 5,53 Zawarto wody [%] Water content [%] 1,5,93 39,5,1 Ser cinieniowany po soleniu Cheese pressurized after salting 5,31,1 5,53 5,5 39,3 39, 39,15 Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Cheese pressurized after weeks ripening 5,9, 39, 5,57 39, Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Zawarto N og [%] N Total content [%],1,,17,9,31,3,3,15,35,,1 cinieniowany w 1 MPa pressurized at 1 MPa Cheese pressurized after weeks ripening 5,5 5,55,5,1,1,3 Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Cheese pressurized after weeks ripening 5,5,9,19 Ser cinieniowany po soleniu Cheese pressurized after salting po soleniu after salting 5,3 5,53 39,95 39,7 39,5, Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Cheese pressurized after weeks ripening 5,,3,5,37 Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Cheese pressurized after weeks ripening 5,5 39,9 5,5,79 Ser cinieniowany po tygodniach dojrzewania Cheese pressurized after weeks ripening,33,3,9,3,,,,3,33 5,57 39,97,1

5 WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO 3 5 MPa Zaw. azotu rozpuszczalnego w ph, [%Nog] Content of ph-, soluble nitrogen [%Ntotal] Czas dojrzewania sera [tygodnie] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks 1 MPa Zaw. azotu rozpuszczalnego w ph, [%Nog] Content of ph-, soluble nitrogen [%Ntotal] Czas dojrzewania sera [tygodnie] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks Rys. 1. Wpływ wysokiego cinienia na zawarto azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph, w serach edamskich. Fig. 1. Effect of high pressure on the content of ph.-soluble nitrogen in Edam cheese samples.

6 Arnold Reps, Maria Wachowska, Krystyna Winiewska 5 MPa Zawarto azotu niebiałkowego [%Nog] Content of non-protein nitrogen [%Ntotal] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks Czas dojrzewania sera [tygodnie] 1 MPa Zawarto azotu niebiałkowego [%Nog] Content of non-protein nitrogen [%Ntotal] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks Czas dojrzewania ser [tygodnie] Rys.. Wpływ wysokiego cinienia na zawarto azotu niebiałkowego w serach edamskich. Fig.. Effect of high pressure on the content of non-protein nitrogen in Edam cheese samples.

7 WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO 5 5 MPa Zawarto azotu aminokwasowego [%Nog] Content of amino acid nitrogen [%Ntotal] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks Czas dojrzewania sera [tygodnie] 1M Pa Zawarto azotu aminokwasowego [%Nog] Content of amino acid nitrogen [%Ntotal] ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks ser cinieniowany po tyg. cheese pressurized after weeks Czas dojrzewania sera [tygodnie] Rys. 3. Wpływ wysokiego cinienia na zawarto azotu aminokwasowego w serach edamskich. Fig. 3. Effect of high pressure on the content of amino acid nitrogen in Edam cheese samples. e po cinieniowaniu sera cheddar w 5 MPa/7 h/5 o C zawarto w nim azotu rozpuszczalnego w ph, była wiksza ni w serze kontrolnym, jednak w miar procesu dojrzewania rónice te ulegały zmniejszeniu.

8 Arnold Reps, Maria Wachowska, Krystyna Winiewska Zawarto azotu niebiałkowego w serach po soleniu poddanych cinieniu 5 MPa i 1 MPa zmniejszyła si, jednak w miar dojrzewania sera wzrosła (rys. ). Obserwowane zmniejszenie zawartoci azotu niebiałkowego w serach moe by wynikiem wzmoonego przenikania do wntrza komórek bakteryjnych krótkołacuchowych peptydów i aminokwasów, co równie stwierdzili inni badacze [11]. W serach cinieniowanych w trakcie dojrzewania, po tygodniach składowania, zawarto azotu niebiałkowego była znacznie wiksza ni w serze kontrolnym. Przykładowo zawarto azotu niebiałkowego w serze cinieniowanym w 5 MPa wynosiła,7% N og, w 1 MPa -,% N og, a w serze kontrolnym 5,5% N og. Równie Kołakowski i wsp. [3] wykazali wzrost zawartoci azotu niebiałkowego w serze camembert poddanym cinieniu 5 MPa/ h. Podobnie, jak w badaniach Saldo i wsp. [1], nie stwierdzono wpływu cinienia 5 MPa i 1 MPa na zawarto azotu aminokwasowego w serach, bez wzgldu na okres dojrzewania, w którym sery były poddane cinieniowaniu (rys. 3). Analizujc wpływ cinienia na aktywno enzymów proteolitycznych zaobserwowano, e cinieniowanie sera po soleniu w 5 MPa zwikszało aktywno enzymów w miar przedłuania czasu dojrzewania sera. Wysokocinieniowa obróbka sera o rónym stopniu dojrzałoci, w porównaniu z serem kontrolnym, obniała aktywno enzymów. W serach poddanych działaniu 1 MPa aktywno proteolityczna enzymów była nisza od aktywnoci enzymów w produkcie kontrolnym (tab. ). Wysoka aktywno proteolityczna ekstraktu z sera po soleniu wyraona w jednostkach aktywnoci wg Westhoff jest najprawdopodobniej wynikiem aktywnoci proteolitycznej preparatu koagulujcego i aktywnoci enzymów rodzimych bakterii mlekowych, których najwiksza liczba jest w pocztkowym okresie dojrzewania. Na podstawie przeprowadzonej oceny sensorycznej stwierdzono, e sery cinieniowane w 5 MPa i 1 MPa, bez wzgldu na okres dojrzewania, w którym poddano je obróbce wysokocinieniowej, miały smak i zapach łagodny, typowy dla sera edamskiego, a ich konsystencja była bardziej elastyczna ni serów kontrolnych, co potwierdzaj badania innych autorów [7, 11]. Oceniajcy podkrelili, e smak i zapach serów cinieniowanych po i tygodniach dojrzewania był bardziej intensywny. Wnioski 1. We wszystkich badanych serach zawarto wody odpowiadała wartociom normatywnym.. Wysokocinieniowa obróbka sera nieznacznie wpłynła na kwasowo czynn serów (ph). 3. Zmiany zawartoci badanych form zwizków azotowych tj. azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph,, niebiałkowego i aminokwasowego w serach poddanych obróbce wysokocinieniowej oraz kontrolnych wiadczyły o prawidłowym przebiegu procesu ich dojrzewania.. Okocinieniowa obróbka sera w 5 MPa i 1 MPa spowodowała, w porównaniu z serem kontrolnym, wzrost zawartoci azotu rozpuszczalnego w rodowisku o ph

9 WPŁYW WYSOKICH CINIE NA PROCES DOJRZEWANIA SERA TYPU HOLENDERSKIEGO 7, i niebiałkowego, co wiadczy o przyspieszeniu procesu dojrzewania, jednak nie miała wpływu na zawarto azotu aminokwasowego. 5. Okocinieniowa obróbka sera w 5 MPa zwikszała aktywno enzymów proteolitycznych w serze.. Na intensywno proteolizy w serach miał wpływ stopie dojrzałoci sera poddanego obróbce wysokocinieniowej. 7. Ocena sensoryczna potwierdziła wysz jako serów poddanych obróbce wysokocinieniowej, w porównaniu z serami kontrolnymi, a cech szczególnie wyróniajc była bardziej elastyczna konsystencja.. Potwierdzono, e obróbka wysokocinieniowa sera moe mie praktyczne znaczenie w technologii serowarstwa. Praca naukowa finansowana ze rodków Komitetu Bada Naukowych w latach 3- jako projekt badawczy. Literatura [1] Anson M.L.: The estimation of pepsin, trypsin, papain and cathepsin with hemoglobin J. Gen. Physiol., 193,, [] Johnston D.E., Darcy P.C.: The effect of high pressure treatment on immature mozzarella cheese. Milchwissenschaft,, 55, 17-. [3] Kołakowski P., Reps A., Babuchowski A.: Characteristics of pressurized ripened cheeses. Pol. J. Food Nutr. Sci., 199, 3, 73-. [] Messens W., Dewettinck K., van Camp J., Huyghebaert A.: High pressure brining of gouda cheese and its effect on the cheese serum. Lebensm.-Wiss. u.-technol., 199, 31, [5] Messens W., Estepar-Garcia J., Dewettinck K., Huyghebaert A.: Proteolysis of high pressure-treated gouda cheese. Int. Dairy J., 1999, 9, [] Messens W., Foubert I., Dewettinck K., Huyghebaert A.: Proteolysis of high-pressure-treated smearripened cheese. Milchwissenschaft,, 55, [7] Messens W., van de Walle D., Arevalo J., Dewettinck K., Huyghebaert A.: Rheological properties of high-pressure-treated gouda cheese. Int. Dairy J.,, 1, [] Messens W., Foubert I., Dewettinck K., Huyghebaert A.: Proteolysis of a high-pressure-treated mould-ripened cheese. Milchwissenschaft, 1, 5, 1-3. [9] Official methods of analysis AOAC 15th edition [1] O Reilly C.E., O Connor P.M., Murphy P.M., Kelly A.L., Beresford T.P.: The effect of exposure to pressure of 5 MPa on cheddar cheese ripening. Innov. Food Sci. Emerg. Technol.,, 1, [11] Saldo J., Sendra E., Guamis B.: High hydrostatic pressure for accelerating ripening of goat s milk cheese: proteolysis and texture. J. Food Sci.,,, [1] Saldo J., McSweeney P.L.H., Sendra A.L., Guamis B.: Proteolysis in caprine milk cheese treated by high pressure to accelerate cheese ripening. Int. Dairy J.,, 1, 35-. [13] Schober R., Niclaus W., Christ W.: Anwendung der Finger-Abdruck-Methode auf die kennzeichnung von käsesorten durch ihre proteolytischen inhaltsstoffe. Milchwissenschaft, 191, 1, 1-1. [1] Sendra E., Saldo J., Capellas M., Guamis B.: Decrease of free amino acids in high-pressure treated cheese. High Pressure Res.,, 19, 33-3.

10 Arnold Reps, Maria Wachowska, Krystyna Winiewska [15] Sode-Mogensen T.: Determination of the degree of proteolytic decomposiotion in cheese with specjal reference to the formal titration. Meddelande. 1, Fran. Stans Majesiforsh.Alnarp- Akarp,19. [1] Stadhouders I.: De eiwthydrolyse tijdens de kaasrijping. De enzymen die hat eiwit in kaas hydrolyseren. Ned. Melk. Zuiveltijdschr., 19, 1,. [17] Westhoff D.C., Cowman R.A., Speck M.L.: Isolation and partial characterization of a particulate proteinase from a slow acid producing mutant of Streptococcus lactis. J. Dairy Sci., 1971, 5, [1] Yokoyama H., Sawamura N., Motobaya-shi N., USA Patent US A,1993. [19] Zbiór norm zakładowych mleko i przetwory mleczarskie: Oficyna wydawnicza Hoa Warszawa, EFFECT OF HIGH PRESSURES ON THE PROCESS OF HOLLAND TYPE CHEESE RIPENING S u m m a r y Samples of Edam cheese directly after salting and Edam cheese after,, weeks of ripening were subjected to pressurization at a pressure of 5 MPa and 1 MPa for 3 min at temp 1± oc. Both the pressurized and the samples were analysed directly after salting and after,, weeks of ripening. Based on a chemical analysis, the ripening process was regular in pressurized and control cheeses. The pressurization had a effect on the acceleration of the cheese ripening process, which was exhibited by a increase in the content of the ph.-soluble and non-protein nitrogen in comparison to the. The pressurization did not influence the amino acid nitrogen content. In comparison to the the process of pressurization of cheese at 5 MPa after salting caused an increase in the activity of proteolytic enzymes during the ripening period, while pressurization at 1 MPa decreased the activity of these enzymes. Based on a sensory analysis, the quality of pressurized cheese was highly evaluated. The pressurized cheeses had more flexible consistency than the s. Key words: high pressure, Edam cheese, proteolysis, cheese ripening