Effect of culture of accumulation white mold volatile aromatic compounds in cheese Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 637.353.7

Жукова Я., Малова В., Король Ц., Козлова Л., Федш Ф. ©

([email protected]) Технолог1чнии incmumym молока та м ' яса НААН, Kuïe

ВПЛИВ КУЛЬТУР BLTOÏ ПЛ1СЕН1 НА НАКОПИЧЕННЯ ЛЕТКИХ АРОМАТИЧНИХ СПОЛУК У СИРАХ

Дослгджено вплыв р1зних культур быог micern Pénicillium caseicolum та Geotrichum candidum на eMicm ароматичных сполук у м'якому cupi, розроблено методичш nidxodu щодо визначення ароматичных сполук за допомогою катлярноï газовог хроматографа, 1дентифжовано та визначено ряд характеристичнихлетких сполук, що надаютъ сирам специф1чного аромату.

Ключое1 слова, кулътури Pénicillium caseicolum, Geotrichum candidum, летю ароматичт сполуки, сир м'якии.

Ароматичш сполуки у сирах утворюються в результат! розщеплення основних компонешгв молока - бшюв, лшвдв, лактози. Сирне зерно одразу теля пресування практично не мае аромату. Набування сиром смако-ароматичних властивостей залежить великою м1рою вщ мжробюлопчних та 6ioxiMÎ4HHx процеЫв, яю вщбуваються у сирному tîctî [1]. Тому тдб1р бактер1альних препарат1в молочнокислих бактерш та культур бшо1 плюеш е одним i3 заход1в оброблення молочно! сировини, що дозволяе розробляти hobî види сир1в i3 заданими органолептичними показниками. Технолопя виготовлення бших плкнявих сир1в типу Камамбер передбачае використання двох тишв мжробюлопчних препарата, до складу яких входять молочнокисл!, переважно мезофшьш бактерп, та культур бшо1 плкеш [2]. Саме культури плкняви надають таким сирам специф1чного аромату та текстури, завдяки яким щ продукти вщносять до ел1тних продукпв, що набули останшм часом значно! популярное^ в нашш KpaÏHi.

Метою даноУ роботи було вивчення впливу р1зних культур 6inoï плкеш та ïx сумшей на bmîct летких ароматичних сполук у cnpi типу Камамбер.

Матер1али та методи. Об'ектами дослщжень були м'яи сири з бшою плкенню, виготовлеш за класичною технолопею i3 застосуванням заквашувального препарату "Alba MIIP-01" (виробник - ДДПБЗ TIMM НААН), до складу якого входили Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Lactococcus lactis ssp. diacetilactis. Контролем були сири, виготовлеш i3 застосуванням культури Penicillium caseicolum V5 "SACCO", 1тал1я. Дослщними були вар!анти сир1в, виготовлеш i3 застосуванням культур Geotrichum candidum С, Geotrichum candidum А та ïx сумшей з Penicillium caseicolum V5 у сшввщношенш 50,50.

© Жукова Я., Малова В., Король Ц., Козлова Л., Федш Ф., 2012

218

Для вивчення впливу бших плкеней на bmîct ароматичних сполук у сирах були проведен! дослщження щодо загального вмюту летких жирних кислот, загального вмюту еф1р1в, альдегдав, кетошв методом капшярно1 газово! хроматографа [3].

Результати та обговорення. 3 отриманих даних видно, що число дистиляци, яке стввщносять з загальним bmîctom летких жирних кислот, було найбшьшим у BapiaHTi з культурою Penicillium caseicolum V5 (табл. 1).

Табл. 1.

Bmîct основних летких сполук у зрших сирах з бшою плкенню

Показник Сири з р1зними культурами бшо! плюеш

1 2 3 4 5

Число дистиляци, мл 0,1 н NaOH/100 г 21,44 15,08 11,92 19,97 16,83

Bmîct еф1р1в, мг/100 г 0,379 0,316 0,263 0,327 0,255

Bmîct альдегвдв, мг% 2,94 1,92 2,14 2,37 2,81

Bmîct кетошв, мг% 0,960 0,586 0,746 0,947 1,201

Примака: № 1 - Penicillium caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum A; № 3 - Geotrichum candidum C; № 4 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 -Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

Культури Geotrichum candidum продукували меншу кшьккть летких жирних кислот - Geotrichum candidum С на 44,4%, a Geotrichum candidum А -на 29,7%, пор1вняно з культурою Penicillium caseicolum. Застосування сумшей культур усереднювало цей показник, що вщбивалось на органолептичних властивостях модельних сир1в, зокрема, на зменшенш pi3KOCTi смаку та аромату.

Анал1з сумарного вмкту еф1р1в у зрших сирах виявив також бшьшу актившсть Penicillium caseicolum. Концентращя цих сполук була найнижчою у сирах i3 застосуванням G. candidum С. Застосування сумшей культур P. candidum та G.candidum знижувало сумарний bmîct еф1р1в пор1вняно з вар!антом P.candidum - у BapiaHTi ¿з застосуванням культури G.candidum С на 32,7 %, у BapiaHTi з G. candidum А - 13,7 %.

При дослщженш загального вмкту альдегвдв було показано, що найбшьше накопичення цих сполук спостер1гали у cnpi за учасп культур Penicillium caseicolum. Найменший piBeHb альдегвдв було виявлено у сирах з культурою G.candidum А. При застосуванш cyMimi культур G. candidum С з P. caseicolum цей показник був менший вщ вар1анту з P. caseicolum лише на 4,4 %, а у BapiaHTi з сумшшю культур G. candidum А з P. caseicolum - на 19,3 %. Таким чином, додавання культур G. candidum знижувало загальний bmîct альдегадв у дослщжуваних сирах (див. табл. 1).

Ал1фатичш кетони вщ С3 до С15 розглядають як найбшьш важлив1 компоненти аромату у плкнявих сир1в, яким притаманний кв1тковий, шжний аромат, хоча ïx пороги чутливост1 та концентраци у продуктах майже однаковг Дослщження ïx загального вмкту показало, що у сирах з культурами

219

G.candidum А та С цей показник був нижний вщ контрольного вар1анту на 38,9 та 22,2 %, вщповщно. Однак, при застосуванш сумш1 культур G. candidum А з P. candidum р1вень цих сполук майже не змшювався, а при застосуванш G.candidum С з P. caseicolum збшьшувався на 25,0 % (див. табл. 1).

Вшьш жирш кислоти е важливими складовими ароматичного букету молочних продукт1в. Адже вщомо, що в раз1 застосування знежиреного молока для вироблення сиру вш буде позбавлений будь-якого аромату. Слщ вщзначити, що м'яким та нашвм'яким сирам притаманний р1зний як яюсний, так I кшькюний вмкт вшьних жирних кислот, що пояснюеться вщмшностями технолопчних режим1в 1х виготовлення [4]. У табл. 2 представлено вмют летких жирних кислот у зрших модельних сирах з р1зними культурами плкеней.

Табл. 2

Склад вшьних жирних кислот у зрших сирах ¡з р1зними культурами бшоУ

плкеш

Кислота Сири з р1зними культурами бшо! плюеш, % в1д заг. Вм1сту

1 2 3 4 5

Оцтова 75,74 75,07 73,41 75,77 72,72

Прошонова 0,37 0,33 0,22 0,25 0,43

1зомасляна 0,43 0,07 0,09 0,19 0,24

Масляна 2,02 1,29 0,49 0,48 1,22

1зовале-р1анова 4,01 14,05 16,53 7,89 11,22

Капронова 8,28 2,30 2,88 12,39 4,28

Октанова 9,13 6,90 6,39 3,05 9,91

Сума 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

1рим1тка: № 1 - РетсШтт caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum А; № 3 -

Geotrichum candidum C; № 4 - PeniciШum caseicolum К5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 - PeniciШum caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

Сумарний вмкт вшьних жирних кислот був найвищим у модельних сирах ¿з сумшшю культур PeniciШum caseicolum V5 та Geotrichum candidum C 1 становив близько 41,44 мг%, найнижчим - з культурою Geotrichum candidum C - 25,11 мг%. Слщ вщзначити, що в раз1 оброблення сиру культурами РепшШит caseicolum К5 серед кислот домшували оцтова, ¿зовалер1анова, капронова та октанова кислоти; у раз1 застосування культур Geotrichum candidum - оцтова, ¿зовалер1анова та октанова, але в шших кшькостях. Також варто звернути увагу на збшьшення у сирах вмюту оцтово!, октаново! та ¿зовалер1аново1 кислот у раз1 використання сумш1 культур PeniciШum caseicolum V5 та Geotrichum candidum С у пор1внянш з культурами Geotrichum candidum. Незважаючи на те, що сир, виготовлений ¿з застосуванням сум1шш1 культур РетсШтт caseicolum К5 та Geotrichum candidum С м1стив сумарно бшьше кислот, за органолептичними показниками вш був досить гострий на смак, однак в ньому не вщчувалось надм1рно! р1зкост1 аш за смаком, аш за ароматом. Це можна пояснити впливом шших компонешгв сиру, зокрема наявшстю октаново! та ¿зовалер1аново1

220

кислот, яю мають сирний солодкуватий аромат i ïx bmîct у дослщному cnpi i3 cyMimmi культур був вищим, шж у cnpi з культурою Pénicillium caseicolum.

За л1тературними даними [2, 5] процес накопичення метилкетошв у сирах з бшою плкенню е досить повшьним процесом, який е стабшьним упродовж ïx визр1вання. Вщзначимо, що методом газово! хроматограф!! у дослщжуваних сирах було щентиф ¿ковано 7 кетошв: 2-пентанон; 3-пентанон; 2-гептанон; 2-октанон; 2-нонанон; 2-деканон; 2-ундеканон.

Було показано, що 2-пентанон у зрших сирах був наявний лише за умови розвитку культур Geotrichum candidum (табл. 3).

Табл. 3.

Bmîct кетошв у зрших сирах ¡з рпннмн культурами б1ло-1 плкеш (мг/100 г)

Кетони Сири з р1зними культурами бшо! пл1сен1

1 2 3 4 5

2-пентанон 0 0,052 0,047 0,029 0,015

2-октанон 0,033 0 0,011 0,030 0,037

2-деканон 0,012 0,011 0 0,011 0,011

2-ундеканон 0,064 0,054 0,075 0,060 0,075

3-пентанон 0,097 0,078 0,087 0,100 0,121

Примтка: № 1 - Pénicillium caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum A; № 3 - Geotrichum candidum C; № 4 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 -Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

Однак спшьне застосування Penicillium caseicolum та Geotrichum candidum C шд час виготовлення сиру призводило до пщвищення р1вня u;ieï сполуки у пор1внянш з сиром, виготовленим i3 залученням лише культури Penicillium caseicolum V5.

Характерним кетоном для сир1в з б1лою пл1сенню можна вважати 2-нонанон (наявн1сть у сирах вщ 0,1220 - 0,2770 мг%) (рис. 1). Було показано, що його bmîct у сирах з культурами Geotrichum candidum С та А був вищим, шж з культурою Penicillium caseicolum V5 на 24,8% та 50,8%, вщповщно. Слщ вщзначити, що спшьне використання культур при виробленш сир1в призводило до зб1льшення р1вня 2-нонанону на (83-97) % (див. рис. 1). До групи метилкетошв, як1 мають м1н1мальну к1льк1сть у склад1 сир1в можна в1днести 2-октанон (наявн1сть у сирах в1д 0,0012 - 0,0365 мг%), 2-деканон (0,0011- 0,0023 мг%), 2-ундеканон (0,0543 - 0,0754 мг%) та 3-пентанон (0,0782 - 0,1214 мг%). Було заф1ксовано в1дсутн1сть 2-октанону та 2-деканону у сирах з Geotrichum candidum А та С, вщповщно (див. табл. 3).

Ще одним характеристичним кетоном можна вважати 2-гептанон, який був виявлений в ycix вар1антах модельних сирах (рис. 2).

Найб1льший bmîct серед кетошв посщав 2-гептанон (наявшсть у досл1джуваних сирах в1д 0,2165 - 0,7032 мг%), у сирах з Penicillium caseicolum його було бшьше у 2,97 та 1,7 раз1в, н1ж у сирах з культурами Geotrichum candidum A та Geotrichum candidum C, вщповщно (рис. 2).

221

Встановлено, що bmîct n;ieï ароматично! сполуки у сирах, вироблених ¿з культурами G. candidum був менший вщ вар1анту сиру з P. caseicolum: в pa3i використання G. candidum А на 66,3 % та для G. Candidum C на 41,7 %. Максимальний bmîct 2-гептанону був виявлений у Bapiami i3 сум1шшю культур Pénicillium caseicolum V5+Geotrichum candidum С i становив 0,70 мг/100 г продукту (див. рис. 2).

0,3'

0,25£

S 0,2-'я

!s 0,15 ^

H О

s 0,H-га

0,05-

2-нонанон

№ культури пл1сеней

5

Рис. 1. Bmîct 2-нонанону у модельних сирах з pÎ3hhmh культурами плкеней.

№ 1 - Pénicillium caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum A; № 3 - Geotrichum candidum C; № 4 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

№ культури плгсеней

Рис. 2. Bmîct 2-гептанону у модельних сирах з pÎ3hhmh культурами

плкеней.

№ 1 - Penicillium caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum A; № 3 - Geotrichum candidum C; № 4 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

222

У дослщжуваних зрших сирах встановлено наявшсть ряду альдегвдв: ацетальдегщу, масляного та ¿зомасляного альдегдав, бензальдегщу та фуральдегщу (табл. 4). Вважають, що альдегщи походять з вшьних амшокислот шляхом дезамшування з наступним декарбоксилуванням [4]. Кр1м того, у деяких випадках альдегщи швидко можуть перетворюватись у спирти.

Табл. 4

Вмкт альдегЫв у модельних зрших сирах ¡з р1зиими культурами бшоУ

илкеш (мг/г100 г)

Альдепди Сири з р1зними культурами бшо! плюеш

1 2 3 4 5

Ацетальдепд 1,763 1,205 1,289 1,587 1,655

1зомасляний 0,196 0,112 0,165 0,152 0,189

альдепд

Масляний 0,016 0,014 0,014 0,010 0,013

альдепд

Октаналь 0,402 0,259 0,158 0,237 0,359

Бензальдепд 0,274 0,136 0,248 0,165 0,298

Фуральдепд 0,029 0,020 0,027 0,022 0,030

Примака: № 1 - РетсШшт caseicolum ¥5; № 2 - ОеоМскит сап&ёит А; № 3 - ОеоМскит сапЛСит С; № 4 - РетсШтт са5е^о1ит ¥5 + ОеоМскит сапЛСит А (50:50); № 5 -РетсШшт caseicolum ¥5 + ОеоМскит сапЛСит С (50:50).

Ацетальдегщ може походити з треоншу за учасп треоншальдолази з у творениям глщину. Деяк1 молочш бактери продукують ацетальдегщ з глюкози. Накопичення бензальдегщу до юнця не вивчено. С теорп, за якими цей альдегщ утворюеться шляхом альфа-окислення фенилацетатальдегщу або бета-окислення [3, 4]. Тож вмют цих сполук можна розглядати як результат накопичення та утил1заци !х заквашувальною мшрофлорою на даний пром1жок часу.

Анал1з хроматограф1чних даних щодо вмкту щентифжованих альдегщ1в показав, що сири, вироблеш ¿з застосуванням куль тури ОеоМскит сапЛёит А, мали найнижчий р1вень цих сполук (див. табл. 4). Под1бними були вар1анти сир1в з культурами P.caseicolum ¥5 та P.caseicolum ¥5 + О.сапЛСит С. При цьому р1вень бензальдегщу та фуральдегщу був дещо вищим у сирах, вироблених ¿з застосуванням сум1шей культур, а вмют ацетальдегщу - меншим, пор1вняно ¿з сирами, виробленими ¿з P.caseicolum ¥5. Так1 тенденци свщчать про формування бшьш тонкого квптсового аромату сир1в ¿з застосуванням культури О. сап&Сит С.

Пщ час щентифжаци ароматичних сполук дослщжуваних сир1в було виявлено ряд спирт1в. Серед них вторинний спирт 1-октен-3-ол, що надае сирам з плкенню грибного аромату. Його концентращя у дослщжуваних продуктах варшвала вщ 1,35 мг/100 г до 1,51 мг/100 г. У значних для летких ароматичних сполук кшькостях також було виявлено феншетанол, який мае трояндовий запах (рис 3).

У дослщжуваних сирах серед спирт1в було щентифковано 1-октанол, 2-нонанол та 2-ундеканол.

223

Домшантним за вмктом цих сполук можна вважати 2-нонанол. Максимальный bmîct 2-нонанолу спостер1гали у cnpi з культурою Pénicillium caseicolum V5 (табл. 5), з культурами G. candidum С вш був менший на 26,8 %, а з G. candidum А - на 37,7 %. В pa3i використання сумшей P. caseicolum + G. candidum найбшьший bmîct було виявлено у bapiami № 5. Bîh був менший вщ контрольного вар1анту на 23,2 %.

Рис. 3. Bmîct сиирт1в у модельиих сирах з р1зиими культурами илкеией.

№ 1 - Pénicillium caseicolum V5; № 2 - Geotrichum candidum A; № 3 - Geotrichum candidum C; № 4 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum A (50:50); № 5 - Penicillium caseicolum V5 + Geotrichum candidum С (50:50).

Табл. 5

Bmîct спирт1в y модельиих зрших сирах ¡з р1зиими культурами бшоУ

илкем (мг/100 г)

Спирти Сири з р1зними культурами бшо! пл1сен1

1 2 3 4 5

1-октанол 0,044 0,066 0,074 0,042 0,057

2-нонанол 2,547 1,586 1,862 1,854 1,954

2-ундеканол 0,043 0,006 0,005 0,034 0,034

Примака: № 1 - РгтсШшш caseicolum ¥5; № 2 - ОеоМеИит сапсИёиш А; № 3 - ОеоМеИит сапЛёыт С; № 4 - РетсШтт са5е^о1ит ¥5 + ОеоМскит сапЛСит А (50:50); № 5 -РепшШит caseicolum ¥5 + ОеоМскит сапЛСит С (50:50).

У дослщжуваних сирах було виявлено кшька гамма- та дельта-лактошв, яким притаманний приемний фруктовий аромат: 5-декалактон, 5-додекалактон; у-декалактон; у-додекалактон; у-ноналактон (табл. 6, рис. 4). Слщ вщзначити, що лактони у сирах присутш у значних к1лькостях, винятком був у-декалактон.

Загальна сума виявлених 5-лактошв була меншою за суму у-лактошв у кожному з вар1ант1в сир1в. При цьому накопичення ¿дентиф1кованих окремих

224

лактошв вщбувалось штенсившше в раз1 використання сумшей, шж за присутносп культури Р. caseicolum V.5.

Табл. 6

Вмкт лактошв у зрших зрших сирах ¡з р1зиими культурами __бшо'1 ил1сеш (мг/100 г)_

Лактони Сири з р1зними культурами бшо! плсет

1 2 3 4 5

у-декалактон 0,022 0,001 0,010 0,012 0,044

у-ноналактон 0,160 0,210 0,190 0,250 0,347

у-додекалактон 0,524 0,323 0,255 0,526 0,533

Примака: № 1 - РепшШит caseicolum V5; № 2 - ОеоМсИит сапсИёит А; № 3 - ОеоМсИит сапЛСит С; № 4 - РепШШит caseicolum V5 + ОеоМ^ит candidum А (50:50); № 5 -Penicillium caseicolum ¥5 + ОеоМсИит сап^Сит С (50:50).

Рис. 4. Вмкт лактошв у зрших сирах з р1зиими культурами плкеней

№ 1 - РепШШит caseicolum ¥5; № 2 - ОeotricИum сап^Сит А; № 3 - ОeotricИum сап^Сит С; № 4 - РепШШит caseicolum ¥5 + ОeotricИum сапЛСит А (50:50); № 5 - РепШШит са5еШЫт ¥5 + ОeotricИum сапЛСит С (50:50).

Так, у сирах з сумшами бшьше, шж у вар1антах з окремими культурами, накопичувався 5-додекалактон, у-додекалактон та у-ноналактон (табл. 6). Загальна сума 5-лактошв у зрших сирах за використання культур сумшей плкеней була бшьшою у 3,0 та 2,5 раза (див. рис. 4). Слщ також вщзначити, що 5-лактони мають вищий пор1г чутливост1, шж у-лактони, однак за даними заруб1жних дослщниюв, внесок цих сполук в аромат сир ¿в е безиеречним [4].

Висновки.

1. Застосування у м'яких сирах р1зних культур плкеней впливало на загальний вмют в них альдегдав та кетошв. Максимальний р1вень альдегдав був у сир1 з культурою РепШШит caseicolum ¥5. Додавання культур Оeotrichum сап&Сит призводило до зниження р1вня цього показника: за застосування

225

cyMimi з Geotrichum candidum А - на 19,4 %, a i3 сумшшю з Geotrichum candidum С - на 4,4 %, пор1вняно з вар1антом сиру з Penicillium caseicolum. Водночас bmîct кетошв у сирах майже не змшювався у раз1 використання cyMimi з Geotrichum candidum A i збшьшувався на 25% у раз1 застосування Geotrichum candidum С.

2. Загальна сума дельта-лактошв у сирах за використання культур сумшей плкеней була бшьшою у 3,0 та 2,5 раза, шж за присутност1 лише Penicillium caseicolum V5.

3. Характеристичними для визначення якост1 сир1в з бшою плкенню можна вважати так1 сполуки, як: оцтова, прошонова, масляна, капронова, октанова кислоти. Для визначення штенсивност1 аромату сир1в слщ визначати bmîct феншетанолу, 2-фуральдег1ду, бензальдепду та 1-октен-3-олу.

Л1тература

1. Singh T.K., Drake M.A., Cadwallader K.R. Flavor of Cheddar cheese: a chemical and sensory perspective // Comprehensive reviews in food science and food safety // 2003. - Vol. 2, № 4 - P. 166-189.

2. McSweeney P.L. Biochemistry of cheese ripening// International Journal of Dairy Technology, - 2004. - Vol. 57.- № 2-3 - P. 127-144.

3. Curioni P.M.G, Bosset J.O. Key odorants in various cheese types as determined by gas chromatography-olfactometry // International Journal of Dairy Technology. - 2002. - Vol. 12.- № 12. - P. 959-984.

4. Грипен Ж.К., Ламберэ Ж., Ленуар Ж., Туркер К. Микробиологические и ферментативные явления и биохимия созревания сыра (в кн. "Производство сыра: технология и качество"), М., ВО "Агропромиздат" - 1989. - С. 62-76.

5. Molimard P., Spinnler H. Review: Compounds involved in the flavor of surface mold-ripened cheeses: origins and properties/Journal of dairy science. 1996. -Vol.79. - P.169-184.

Summary

Y. Zhukova, V. Malova, Ts. Korol, L. Kozlova, Ph. Phedin

Dairy and meat technological institute EFFECT OF CULTURE OF ACCUMULATION WHITE MOLD VOLATILE AROMATIC COMPOUNDS IN CHEESE

The influence of different cultures of white mold Penicillium caseicolum and Geotrichum candidum on the content of aromatic compounds in a soft cheese have been investigated, methodical approaches to the definition of aromatic compounds by capillary gas chromatography have been developed, a number of characteristic volatile compounds identified and defined that have a specific cheese flavor.

Key words: culture Penicillium caseicolum, Geotrichum candidum, volatile aromatic compounds, cheese soft.

Рецензент - д.с.-г.н., професор Щсарик О.Й.

226