Газовая хромато-масс-спектрометрическая характеристика аромата осетинских сыров

Целью исследования являлось качественное и количественное определение летучих ароматических соединений и путей их образования в рассольных осетинских сырах. Летучие компоненты сыров выделяли путем паровой дистилляции и экстракции дихлорметаном, с их последующим определением и квантификацией методом GC–MS. Результаты анализа представлены по структурным классам основных химических компонентов и соответствующим микробиологическим метаболическим процессам. Было установлено, что главный вклад в ароматообразование вносят четыре процесса: липолиз, протеолиз, гликолиз, а также ряд оксидативных ферментных превращений. Липолиз жирной фракции сыров является источником образования летучих карбоновых кислот и их эфиров. Протеолиз казеиновой фракции дает разветвленные спирты, альдегиды, а также ряд ароматических и гетероароматических соединений. Гликолиз углеводной фракции является источником образования этанола, главной причины доминирования этиловых эфиров в эфирной фракции. Окислительно-восстановительные ферментные превращения определяют главным образом биосинтез неразветвленных альдегидов и кетонов, а также лактонов. Отмечено четкое различие между розничными и домашними сырами, что связано с различными технологическими подходами к приготовлению сыров. Предварительно показана структурнохимическая и количественная эволюция летучего состава исследуемых образцов сыра в процессе созревания. С точки зрения авторов ароматический состав сорта сыра Тиб представляет собой наиболее соответствующий эталону осетинского сыра. Данное исследование представляет собой первое газхроматографическое исследование осетинских сыров и имеет целью создание объективных критериев для контроля технологических процессов и качества продукта при получении и хранении в пищевой промышленности.

1. Kochetkova, T.V., Grabarnik, I.P., Klyukina, A.A., Zayulina, K.S., Gavirova, L.A., Shcherbakova, P.A. et al. (2023). The Bacterial microbiota of artisanal cheeses from the Northern Caucasus. Fermentation, 9(8), Article 719. https://doi.org/10.3390/fermentation9080719

2. Poveda, J.M., Sánchez-Palomo, E., Pérez-Coello, M.S., Cabezas, L. (2008). Volatile composition, olfactometry profile and sensory evaluation of semi-hard Spanish goat cheeses. Dairy Science and Technology, 88, 355–367. https://doi.org/10.1051/dst:2007021

3. Alewijn, M., Sliwinski, E.L., Wouters, J.T.M. (2005). Production of fat-derived (flavour) compounds during the ripening of Gouda cheese. International Dairy Journal, 15(6), 733–740. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2004.09.009

4. Van Leuven, I., Van Caelenberg, T., Dirinck, P. (2008). Aroma characterisation of Gouda-type cheeses. International Dairy Journal, 18(8), 790–800. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.01.001

5. Wang, J., Yang, Y.J., Xu, L.Y., Wang, B., Zhang, J.H., Li, B.Z. et al. (2021). Key aroma compounds identified in Cheddar cheese with different ripening times by aroma extract dilution analysis, odor activity value, aroma recombination, and omission. Journal of Dairy Science, 104(2), 1576–1590. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18757

6. Zheng, X., Shi, X., Wang, B. (2021). A review on the general cheese processing technology, flavor biochemical pathways and the influence of yeasts in cheese. Frontiers in Microbiology, 12, Article 703284. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.703284

7. Centeno, J.A., Carballo, J. (2023). Current advances in cheese microbiology. Foods, 12(13), Article 2577. https://doi.org/10.3390/foods12132577

8. Thierry, A., Collins, Y.F., Mukdsi, M.C.A., McSweeney, P., Wilkinson, M.G., Spinnler, H.-E. (2017). Lipolysis and Metabolism of Fatty Acids in Cheese. Chapter in a book: Cheese. Academic Press, 2017. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417012-4.00017-X

9. Collins, Y.F., McSweeney, P., Wilkinson, M.G. (2003). Lipolysis and free fatty acid catabolism in cheese: A review of current knowledge. International Dairy Journal, 13(11), 841–866. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(03)00109-2

10. Deeth, H.C. (2020). Lipase Action on Milk Fat. Chapter in a book: Dairy Fat Products and Functionality. Springer, 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41661-4_2

11. Macedo, A.C., Xavier, F. (2015). Milk Fat Hydrolysis. Chapter in a book: Encyclopedia of Membranes. Springer. 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-642-40872-4_387-7

12. Ardö, Y., McSweeney, P., Magboul, A.A.A., Upadhyay, V.K., Fox, P.F. (2017). Biochemistry of Cheese Ripening: Proteolysis. Chapter in a book: Cheese. Academic Press. 2017. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417012-4.00018-1

13. Fox, P.F. (1989). Proteolysis during cheese manufacture and ripening. Journal of Dairy Science, 72, 1379–1400. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(89)79246-8

14. Rangel, A.H.d.N., Bezerra, D.A.F.V.d.A., Sales, D.C., Araújo, E.d.O.M., Lucena, L.M.d., Porto, A.L.F. et al. (2023). An overview of the occurrence of bioactive peptides in different types of cheeses. Foods, 12(23), Article 4261. https://doi.org/10.3390/foods12234261

15. Curtin, A.C., McSweeney, P.L.H. (2004). Catabolism of amino acids in cheese during ripening. Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology, 1, 435–454. https://doi.org/10.1016/S1874-558X(04)80077-0

16. Yvon, M., Rijnen, L. (2001). Cheese flavour formation by amino acid catabolism. International Dairy Journal, 11(4–7), 185–201. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(01)00049-8

17. Kemmer, H., Dehnhard, M., Claus, R. (1997). Screening of indoles in cheese. Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und -Forschung A, 205, 433–436. https://doi.org/10.1007/s002170050194

18. Broadbent, J.R., Gummalla, S., Hughes, J.E., Johnson, M.E., Rankin, S.A., Drake, M.A. (2004). Overexpression of Lactobacillus casei D-hydroxyisocaproic acid dehydrogenase in cheddar cheese. Applied and Environmental Microbiology, 70(8), 4814–4820. https://doi.org/10.1128%2FAEM.70.8.4814-4820.2004

19. Weimer, B., Seefeldt, K., Dias, B. (1999). Sulfur metabolism in bacteria associated with cheese. Antonie Van Leeuwenhoek, 76, 247–261. https://doi.org/10.1023/A:1002050625344

20. Tekin, A., Hayaloglu, A.A. (2023). Understanding the mechanism of ripening biochemistry and flavour development in brine ripened cheeses. International Dairy Journal, 137, Article 105508. https://doi.org/10.1016/j.id-airyj.2022.105508

21. Thierry, A., Maillard, M.-B., Richoux, R., Lortal, S. (2006). Ethyl ester formation is enhanced by ethanol addition in mini swiss cheese with and without added propionibacteria. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(18), 6819–6824. https://doi.org/10.1021/jf060673m

22. Lawrence, R.C. (1963). Formation of methyl ketones as artifacts during steam distillation of Cheddar cheese and butter-oil. Journal of Dairy Research, 30(2), 161–170. https://doi.org/10.1017/S0022029900011341

23. Kaya, H.I., Simsek, O., Akgunoglu, O. (2023). Diversity of Clostridium spp. causing late blowing in Kaşar cheese and their behaviour against various antimicrobials. International Dairy Journal, 139, Article 105560. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2022.105560

24. Massouras, T., Zoidou, E., Baradaki, Z., Karela, M. (2023). Physicochemical, microbiological and sensory characteristics of white brined cheese ripened and preserved in large-capacity stainless steel tanks. Foods, 12(12), Article 2332. https://doi.org/10.3390/foods12122332

25. Plessas, S., Ganatsios, V., Mantzourani, I., Bosnea, L. (2021). White brined cheese production by incorporation of a traditional milk-cereal prebiotic matrix with a candidate probiotic bacterial strain. Applied Sciences, 11(13), Article 6182. https://doi.org/10.3390/app11136182

26. Hayaloglu, A.A., Bansal, N. McSweeney, P.L.H. (2012). Influence of brine immersion and vacuum packaging on the chemistry, biochemistry, and microstructure of Mihalic cheese made using sheep’s milk during ripening. Dairy Science and Technology, 92, 671–689. https://doi.org/10.1007/s13594-012-0083-4