RO133382B1 - Procedeu de obţinere a caşcavalului cu stabilitate microbiologică îmbunătăţită la maturare - Google Patents

Description

RO 133382 Β1

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui cașcaval cu stabilitate microbiologică îmbunătățită la maturare.

Cașcavalul este una dintre cele mai apreciate brânzeturi în România. Este o brânză semitare care face parte din categoria brânzeturilor cu pastă opărită [A. Y. Tamime, “Brined Cheeses”, Blackwell Publishing Ltd., UK: Oxford, 2006], Pe durata maturării sau depozitării cașcavalului pot să apară o serie de defecte. Acestea se pot datora multiplicării bacteriilor anaerobe formatoare de spori (cum este Clostridium tyrobutiricum) sau a mucegaiurilor (cum sunt Oidium crustacea sau Oidium sulfurea) [M. Carie, “Ripened Cheese VarietiesNative totheBalkan Countries”, In: Cheese, Chemistry, Physics and Microbiology: Volume 2 Major Cheese Groups, Second Edition (edited by P.F. Fox). Pp. 263-280. Aspen Publishers, Inc., USA: Gaithersburg, 1999], Clostridiumtyrobutiricum este adeseori responsabil pentru efectul de balonare târzie, caracterizat prin fisurarea și formarea unor fante în textura cașcavalului, precum și prin defecte de gust ce apar odată cu producerea de acid butiric. Mucegaiurile pot provoca degradarea oxidativă a acizilor grași cu formarea de cetone sau apariția unor defecte de culoare. Oidium crustacea este responsabil de apariția unor pete de culoare roșie pe coaja cașcavalului iar Oidium sulfurea a unor pete de culoare galbenă [M. Carie, “Ripened Cheese Varieties Native to the Balkan Countries”, In: Cheese, Chemistry, Physics and Microbiology: Volume 2 Major Cheese Groups, Second Edition (edited by P.F. Fox). Pp. 263-280. Aspen Publishers, Inc., USA: Gaithersburg, 1999], Pentru a inhiba dezvoltarea microorganismelor și prelungirea termenului de valabilitate, la obținerea brânzeturilor maturate se folosesc adesea nitrați sau enzime de bioprotecție (cum este lizozimul sau nizina). Cetățenii români sunt tot mai preocupați de sănătate și mai atenți la produsele pe care le consumă; un procent ridicat de consumatori aleg produse alimentare obținute fără aditivi sintetici. Așadar, producătorii din industria alimentară trebuie să găsească alternative la utilizarea acestora.

Studiul care stă la baza prezentei invenții constă în utilizarea unei emulsii de ulei esențial de cimbru în laptele materie primă folosit la obținerea cașcavalului pentru a reduce rata de dezvoltare a unor microorganisme responsabile de apariția unor defecte la maturarea acestuia și anume: Escherichia coli care poate provoca balonarea timpurie, Clostridium tyrobutiricum care poate provoca balonarea târzie, precum și asupra mucegaiurilor care pot determina apariția unor striuri de culoare roșie sau gălbuie pe crusta cașcavalului. Uleiul esențial de cimbru se numără printre primele 10 uleiuri esențiale datorită efectelor antimicrobiene, antimicotice și antioxidante demonstrate. Studiile arată că timolul și carvacrolul, principalii lui constituenți, sunt responsabili de aceste proprietăți [Μ. M. Sabetsarvestani și colab., “Total phenolic content, antioxidant activity and antifungal property in two parts of garden thyme shoot”, Int. J. Farm. & Alli. Sci., 2, 1017-1022, 2013], Uleiul esențial de cimbru se află pe lista uleiurilor esențiale general recunoscute ca fiind sigure pentru ingestie de către FDA iar Regulamentul (CE) nr. 1334/2008 privind aromele și anumite ingrediente alimentare cu proprietăți aromatizante destinate utilizării în și pe produsele alimentare nu raportează restricții de utilizare pentru timol și carvacrol. Studiul a investigat, de asemenea, efectul uleiului esențial de cimbru asupra stafilococilor coagulazo-pozitivi și a bacteriilor lactice.

Se cunoaște din [Jia Xue și Qixin Zhong, “Thyme oii nanoemulsions coemulsifiedbysodium caseinate andlecithin”, J. Agric. Food. Chem., 62,9900-9907, 2014] posibilitatea formării unei nano-emulsii de ulei de cimbru cu cazeinat de sodiu și lecitină, această emulsie putând fi realizată cu toate cele 3 ingrediente simultan sau luate individual. Lucrarea științifică [Jia Xue și colab., “Antimicrobial activity of thyme oii co2

RO 133382 Β1 emulsified with sodium caseinate andlecithin”, Int. J. Food Microbiol, 210,1 -8, 2015] 1 face referire la o emulsie formată din ulei de cimbru cu cazeinat de sodiu și lecitină cu scopul de a îmbunătății siguranța alimentară, această emulsie fiind mai eficientă în combaterea 3 bacteriilor față de uleiul de cimbru ca atare. în cartea colectivului de autori [T. Laurențiu și colab., “Tehnologii Generale în Industria Alimentară”, Editura Printech, România, 5 București, 2009] se prezintă etapele tehnologice generale de fabricare a branzeturilor, printre care și cașcavalul. Sunt prezentate toate etapele tehnologice, recepția laptelui, 7 pasteurizarea care se face la diferite temperaturi și pe perioade diferite de timp în funcție de produsul finit dorit, normalizarea și omogenizarea laptelui, pregătirea pentru coagulare a 9 laptelui, coagularea laptelui, prelucrarea coagulului, formarea brânzenturilor, presare, sărarea, maturarea și păstrarea. Parametrii acestor etape diferă în funcție de efectul dorit. 11 Brevetul [GR 1004042] se referă la o metodă de a îmbunătăți caracteristicile organoleptice ale brânzeturilor de tip feta prin acoperirea suprafeței acestora cu cimbru ca atare sau extract 13 de cimbru sau introducerea în compoziția brânzei în oricare etapă a fluxului tehnologic a cimbrului ca atare sau sub formă de extract. 15

Problema tehnică obiectivă pe care o rezolvă invenția, constă în obținerea unei stabilități microbiologice îmbunătățite a cașcavalului la maturare. 17

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unui cașcaval cu stabilitate microbiologică îmbunătățită la maturare prin pasteurizarea laptelui, inocularea cu bacterii, 19 adăugarea de clorură de calciu, maturare, coagulare, tăiere coagul, imersie în saramură și maturare în care, după etapa de maturare a laptelui, 1% din laptele maturat se adaugă 21 treptat în 0,01...2% emulsie constituită din 10...50% ulei esențial de cimbru, 20...70% apă și 1...5% lecitină și se omogenizează până la fluidizare, iar emulsia fluidizată se adaugă în 23 restul de lapte maturat, rezultând un cașcaval constituit din 0,01 ...2% emulsie de ulei esențial de cimbru și 98...99,9% lapte, sare, culturi starter și cheag, procentele fiind exprimate în 25 greutate.

Introducerea uleiului esențial de cimbru, sub formă de emulsie, în proporție de 0,02% 27 (v/v) în laptele materie primă folosit la obținerea cașcavalului a avut un efect inhibitor asupra dezvoltării mucegaiurilor. Numărul de mucegaiuri dezvoltate în cașcavalul aromatizat cu ulei 29 esențial de cimbru a fost cu 7% mai mic decât în cașcavalul martor(cu 10000 ufc/g mai puțin). Produsul inovativ obținut este unul aromatizat, cu miros, gust și gust remanent de 31 cimbru.

Prezenta invenție descrie: i) compoziția și metoda de obținere a unei emulsii de ulei 33 esențial de cimbru, caracterizată printr-un conținut de 10...50% ulei esențial, 20...70% apă și 1...5% lecitină, destinată utilizării în laptele folosit la obținerea de produse lactate; ii) 35 compoziția cașcavalului cu stabilitate îmbunătățită la maturare, caracterizat prin aceea că este constituit din 0,01...2% emulsie de ulei esențial de cimbru și 98...99,9% lapte, sare, 37 culturi starter și cheag, precum și; iii) procedeul de obținere a cașcavalului cu stabilitate îmbunătățită la maturare, ce include o etapă de omogenizare a emulsiei descrisă la i). 39

Uleiurile esențiale au fost folosite anterior în produsele lactate cu scopul de a îmbunătăți funcția de apărare a organismului uman [WO 2016083851 A1, Method for 41 Producing Dairy Products with the Addition of Essential Oils] sau cu efect antifungic la maturarea brânzeturilor [KR 20130009322 B1, Method for Producing Antifungal 43 Ripening Cheese Natural Spread Essential Oii and Antifungal Ripening Cheese Produced Thereby]. 45

Documentele descrise anterior cu referire la utilizarea uleiurilor esențiale la obținerea brânzeturilor sunt relevante pentru prezenta invenție însă nici unul dintre acestea nu este 47 opozabil prezentei invenții deoarece aceste studii nu fac referire la cașcaval, nu specifică utilizarea uleiului esențial de cimbru iar uleiurile esențiale s-au folosit ca atare, fie adăugate 49

RO 133382 Β1 în laptele materie primă, fie prin pulverizare pe suprafața cojii brânzeturilor; uleiurile esențiale nu au fost adăugate sub formă de emulsie precum în studiul care stă la baza prezentei invenții. Brânza obținută în brevetul cu numărul [WO 2016083851 A1] este una maturată în saramură și nu se specifică ce tipuri de uleiuri esențiale au fost folosite. La obținerea brânzei din brevetul [KR 20130009322 B1] s-a folosit ulei esențial de scorțișoară.

Principalul avantaj al acestei invenții constăîn introducerea uleiului esențial de cimbru sub formă de emulsie în laptele materie primă folosit la obținerea cașcavalului. Astfel, pierderile de ulei esențial (în zer sau în atmosfera camerei de maturare) sunt mai reduse decât dacă s-ar adăuga ca atare după cum este descris în brevetul [WO 2016083851 A1 ] sau pulverizat pe suprafața cojii brânzei după cum este descris în brevetul [KR 20130009322 B1 ].

Se prezintă în continuare un exemplu de realizare a invenției:

Prepararea emulsiei de ulei esențial de cimbru

Uleiul esențial de cimbru obținut prin hidrodistilare a fost folosit ca agent antimicrobian la obținerea cașcavalului cu stabilitate microbiologică îmbunătățită la maturare. Acesta a fost adăugat, sub forma unei emulsii, în laptele materie primă folosit pentru obținerea cașcavalului astfel încât să atingă o concentrație de 0,02% (v/v). Pentru obținerea unei concentrații de 0,02% ulei esențial de cimbru în cei 25 L folosiți la obținerea cașcavalului aromatizat, emulsia a fost preparată utilizând 5 mL ulei esențial după cum este descris mai jos.

1. S-a obținut uleiul esențial prin hidrodistilare, din frunze uscate de cimbru (Supremia), folosind un aparat tip Clevenger.

2. S-a cântărit 1 mL ulei esențial de cimbru pentru a-i determina densitatea; s-a obținut valoarea de 0,811 g/cm³.

3. S-au cântărit 5 mL ulei esențial de cimbru a căror masă a fost de 4,055 g; concentrația uleiului esențial de cimbru trebuie să fie 40% din totalul emulsiei (m/m).

4. S-au cântărit 5,778 g apă distilată; concentrația apei distilate trebuie să fie 57% din totalul emulsiei (m/m).

5. S-au cântărit 0,304 g lecitină lichidă tip A (Supremia); concentrația lecitinei trebuie să fie 3% din totalul emulsiei (m/m).

6. S-a adăugat treptat uleiul esențial de cimbru în lecitină cântărită și s-a omogenizat ușor cu o spatulă până la încorporarea acestuia.

7. S-a adăugat apoi treptat întreaga cantitate de apă cântărită și s-a omogenizat cu spatula până la încorporarea acesteia și obținerea emulsiei.

Prepararea cașcavalului aromatizatcu ulei esențial de cimbru și a cașcavalului martor Cașcavalul cu stabilitate îmbunătățită la maturare față de dezvoltarea mucegaiurilor, respectiv cașcavalul martor, au fost preparate după cum este descris mai jos.

1. S-au măsurat volumetric 50 L lapte integral (vezi tabelul 1 pentru compoziție).

2. Laptele a fost filtrat printr-un filtru textil.

3. S-a pasteurizat într-o vană de pasteurizare cu schimbător de căldură, la 65°C timp de 30 min.

4. S-a răcit la 36°C.

5. S-a însămânțat cu 100 mL cultură starter (FD-DVS R-704 pHage Control™, Chr. Hansen's) preparată după cum este descris la a). Este o cultură mezofilă heterofermentativă, tip O care conține Lactococcus lactis subsp. lactis și Lactococcus lactis subsp. cremoris.

a. Conținutul unui plic (5,57 g) a fost dizolvat într-un litru de lapte UHT cu 1,5% grăsime, la temperatura camerei.

6. S-a adăugat 50 mL soluție apoasă de clorură de calciu 15%.

7. S-a lăsat la maturare până ce laptele a ajuns la un pH de 6,38 (30 min).

RO 133382 Β1

8. Laptele maturat s-a divizat în volume egale: 25 L pentru prepararea probei martor 1 și 25 L pentru prepararea cașcavalului aromatizat cu ulei esențial de cimbru iar următorii pași au fost identici atât pentru cașcavalul martor cât și pentru cașcavalul aromatizat cu ulei 3 esențial de cimbru.

9. S-a adăugat emulsia de ulei esențial de cimbru în cei 25 L lapte maturat destinat 5 obținerii cașcavalului aromatizat după cum este descris la a) și b).

a. 250 mL din cei 25 L lapte maturat s-au adăugat treptat în emulsia de ulei esențial 7 de cimbru și s-a omogenizat ușor până la fluidizarea acesteia.

b. Emulsia fluidizată a fost adăugată în restul de lapte maturat și s-a omogenizat. 9

10. S-a adăugat soluția de cheag preparată după cum este descris la a) în cei 25 L lapte maturat și s-a omogenizat.11

a. S-a dizolvat complet o jumătate de tabletă de cheag microbian (Fromase 50, DSM Food Specialities) în 125 mL apă distilată proaspătă și s-a lăsat în repaus 20 min.13

11. După închegare (45 min), coagulul afosttăiatîn coloane prismatice, cu latura de 4-5 cm și mărunții cu harfa până la dimensiunea bobului de mazăre.15

12. S-a lăsat coagulul în repaus 5 min să sedimenteze, s-a pus o sedilă deasupra și s-a eliminat zerul eliberat cu ajutorul unor recipiente.17

13. S-a scos coagulul în sedilă pe crintă. S-a lăsat la autopresare până ce cașul maturat a avut un pH de 5,06 (18 h).19

14. S-a tăiat cașul în felii de 3-6 cm lungime și 3-5 mm lățime.

15. S-au cântărit 750 g caș care au fost introduse într-un coș special.21

16. Coșul a fost imersat timp de 60 s în 4 L de soluție apoasă 10% clorură de sodiu adusă la 78°C; în timpul opăririi feliile de caș au fost amestecate.23

17. S-a frământat apoi pasta pe o masă din inox în vederea eliminării apei și uniformizării ei.25

18. Pasta a fost împăturită pe masă și presată pentru a obține o formă sferică iar apoi a fost turnată într-o formă din plastic.27

19. Durata de formare-zvântare a fost de circa 24 h la temperatura camerei, cu 3-4 întoarceri în prima oră și înțepări cu ace din oțel inoxidabil pentru evitarea apariției de goluri 29 sau pungi de zer; în următoarele ore încă 2-3 întoarceri.

20. Cașcavalul a fost scos din forme și maturat la o temperatură de 15°C și o 31 umiditate relativă de 90% timp de 28 de zile cu întoarcere în fiecare zi; atât cașcavalul martor cât și cașcavalul aromatizat cu ulei esențial de cimbru a fost șters cu o soluție apoasă de 33 10% clorură de sodiu în ziua 10, 14, 17, 21 și 25 de maturare.

21. S-au prelevat probe pentru analiza senzorială și pentru analizele fizico-chimice 35 și microbiologice.

22. Restul bucăților de cașcaval au fost șterse cu o soluție apoasă de 10% clorură 37 de sodiu și zvântate.

23. S-au ambalat sub vid. 39

24. S-au depozitat la temperatura de refrigerare în frigider.

Compoziția chimică a cașcavalului obținut și a zerului rezultat de la obținerea 41 acestuia se poate vedea în tabelul 1.

Din punct de vedere fizico-chimic, cașcavalul s-a încadrat în clasa I de calitate 43 conform standardului național pentru brânzeturi cu pastă opărită (SR 1286+A1:1997).

RO 133382 Β1

Compoziția chimică a laptelui materie primă, a zerului rezultat de la obținerea cașcavalului și a cașcavalului maturat timp de 28 de zile

Tabelul 1

Parametru	Lapte	Cașcaval maturat	Standard cașcaval*	Zer
Grăsime, G/SU pentru cașcaval (%)	3,9 ±0,0	51,3 ±0,51	minimum 40	0,3 ±0,0
Proteine (%)	3,3 ±0,06	26,9 ±0,03	minimum 20	1,0 ±0,01
Lactoză (%)	4,5 ±0,03			5,0 ±0,02
SUT (%)	12,6 ±0,16	65,9 ±0,03	minimum 52	7,2 ±0,02
Cenușă (%)		4,7 ±0,20
Densitate (grade densimetrice)	28,8 ±0,64			28,5 ±0,0
Punct crioscopic (°C)	0,570 ±0,92
Clorură de sodiu (%)		1,9 ±0,07	maximum 3
pH	6,7 ±0,0	5,2 ±0,0		6,3 ±0,0
Producția (kg per 25 litri)		2,9 ±0,07
Randament (%)		11,4 ±0,28
Valoare energetică (kcal/100 g)		413,8

*SR1286+A1:1997

Stabilitatea microbiană a cașcavalului aromatizat cu ulei esențial de cimbru și a cașcavalului martor la maturare

Stabilitatea microbiologică la maturare a cașcavalului aromatizat cu ulei esențial de cimbru obținut după cum a fost descris mai sus a fost comparată cu cea a cașcavalului martor. Probele au fost recoltate în ziua 28 de maturare pentru determinarea Escherichia coli, Clostridiumtyrobutiricum, a stafilococilorcoagulazo-pozitivi, a numărului de mucegaiuri și a bacteriilor lactice (vezi tabelul 2). Absența lui E. coli, a sporilor de CI. tyrobutiricum și a stafilococilor coagulazo-pozitivi atât în proba de cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru cât și în proba martor demonstrează că tratamentul termic al laptelui a fost eficient. Rezultatele arată de asemenea că, în cașcavalul martor numărul de mucegaiuri a fost mult mai mare decât în proba de cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru. Prin urmare, uleiul esențial de cimbru a inhibat dezvoltarea mucegaiurilor pe suprafața cașcavalului aromatizat dar în același timp și a bacteriilor lactice având în vedere că numărul acestora este mai mare în cașcavalul martor.

Calitatea microbiologică a cașcavalului maturat timp de 28 de zile

Tabelul 2

Microorganism(e)	Cașcaval martor	Cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru	Brânzeturi maturate din lapte care a fost supus pasteurizării*
Plan de prelevare probe	Limite
n	c	m	M
Escherichia coli (ufc/g)	Absent	Absent	5	2	100	1000
Stafilococi coagulazo-pozitivi (ufc/g)	Absent	Absent	5	2	100	1000

RO 133382 Β1

Tabelul 2 (continuare) 1

Microorganism(e)	Cașcaval martor	Cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru	Brânzeturi maturate din lapte care a fost supus pasteurizării*
Plan de prelevare probe	Limite
n	c	m	M
Bacterii lactice (ufc/g)	3,3 x 106 ± 0,013	1,1 x106 ±0,032	-
Numărul de mucegaiuri (ufc/g)	1,5x105 ±0,450	1,4x105 ±0,643	-

*Regulamentul (CE) nr. 2073/2005 privind criteriile microbiologice pentru produsele alimentare după cum a fost modificat de Regulamentul (CE) nr. 1441/2007 13 n - numărul de unități care constituie proba c - numărul de unități de probă care dau valori între m și M 15

Limitele date se referă la fiecare unitate de probă testată.

Rezultatele testelor demonstrează calitatea microbiologică a procesului testat. 17

E. coli și stafilococi coagulazo-pozitivi: satisfăcătoare, în cazul în care toate valorile observate sunt < m 19

- acceptabile, în cazul în care un maximum al valorilor c/n se situează între m și M, iar restul valorilor observate sunt < m 21

- nesatisfăcătoare, în cazul în care una sau mai multe dintre valorile observate sunt > M sau mai mult de c/n valori sunt între m și M 23

Evaluarea senzorială a cașcavalului aromatizat cu ulei esențial de cimbru vs. 25 cașcavalul martor

Pentru evaluarea senzorială s-a utilizat o scală Hedonică în 9 puncte. Optzeci de 27 paneliști cu o medie de vârstă de 23 ani au evaluat pentru cașcavalul martor și cașcavalul aromatizat cu ulei esențial de cimbru următoarele caracteristici senzoriale: aspect, culoare, 29 miros, gust, gust remanent și apreciere generală. în tabelul 3 sunt prezentate scorurile hedonice ale caracteristicilor senzoriale pentru cașcavalul martor și cel aromatizat cu ulei 31 esențial de cimbru. Rezultatele arată că deviațiile standard sunt mai mari la proba de cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru în cazul unor caracteristici ca miros, gust, gust 33 remanent și apreciere generală. Cu toate acestea, diferențe semnificative au fost înregistrate între probe doar în ceea ce privește gustul, gustul remanent și aprecierea generală. 35

Scorurile hedonice ale caracteristicilor senzoriale pentru cașcavalul martor și cașcavalul aromatizat cu ulei esențial de cimbru

Tabelul 3

Caracteristică senzorială	Cașcaval martor	Cașcaval aromatizat cu ulei esențial de cimbru	Semnificație
Aspect	7,5 ± 1,16	7,6 ± 0,96	NS
Culoare	7,5 ±1,43	7,6 ± 1,01	NS
Miros	7,1 ±1,26	6,7 ±2,14	NS
Gust	7,5 ±1,33	5,7 ±2,35	***
Gust remanent	7,2 ±1,31	5,3 ±2,42	***
Apreciere generală	7,5 ±1,01	5,9 ±2,18	***

Valorile sunt exprimate ca medie. Literele diferite din aceeași linie denotă diferențe semnificative statistic (testul Tukey, p < 0,05) între probele de cașcaval; diferențele semnificative sunt indicate prin asteriscuri: ***p < 0,001; p > 0,05, nesemnificativ (NS)

RO 133382 Β1

Rata de acceptare de către consumatori a fost calculată cu următoarea ecuație:

RA = x x 100 (%) unde:

x - scorul general (valoarea medie a scorurilor hedonice pentru aspect, culoare, miros, gust, gust remanent și apreciere generală) n- scorul maxim dat cașcavalului de către paneliști

Rezultatele arată că deși unele caracteristici senzoriale ale cașcavalului aromatizat cu ulei esențial de cimbru au primit scoruri mai mici comparativ cu cașcavalul martor, rata 11 acestuia de acceptare a fost destul de mare 85,0% vs. 98,3% a cașcavalului martor.

Claims (1)

1. RO 133382 Β1

   Revendicare 1

   Procedeu de obținere a unui cașcaval cu stabilitate microbiologică îmbunătățită la 3 maturare prin pasteurizarea laptelui, inocularea cu bacterii, adăugarea de clorură de calciu, maturare, coagulare, tăiere coagul, imersie în saramură și maturare, caracterizat prin aceea 5 că, după etapa de maturare a laptelui, 1% din laptele maturat se adaugă treptat în 0,01...2% emulsie constituită din 10...50% ulei esențial de cimbru, 20...70% apă și 1...5% lecitină și 7 se omogenizează până la fluidizare, iar emulsia fluidizată se adaugă în restul de lapte maturat, rezultând un cașcaval constituit din 0,01 ...2% emulsie de ulei esențial de cimbru și 9 98...99,9% lapte, sare, culturi starter și cheag, procentele fiind exprimate în greutate.

   Editare și tehnoredactare computerizată - OSIM Tipărit la Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci sub comanda nr. 472/2022