Με ποιό τρόπο σχηματίζονται οι κρύσταλλοι του γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί? Τί θα πρέπει εγώ να προσέξω?
Τί είναι οι κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί?
Πού οφείλεται η δημιουργία μιας περίεργης αίσθησης κατά την μάσηση του τυριού?
Πολλοί, από εμάς, αισθανόμαστε, λίγο παράξενα, όταν, κατά την διάρκεια της κατανάλωσης σκληρών τυριών, όπως, είναι το τυρί κεφαλοτύρι, ή το τυρί cheddar, αντιλαμβανόμαστε, έναν ασυνήθιστο ήχο, κατά την μάσηση.
Στην περίπτωση, αυτή, εμείς νομίζουμε ότι, η μάζα του τυριού, περιέχει ένα ξένο υλικό, η υφή, του οποίου υλικού, είναι παρόμοια, με σκληρή κρούστα ζάχαρης.
Εντύπωση, δε, εμάς, μάς κάνει ότι, το υλικό, αυτό, δεν συνοδεύεται, από, μια αντίστοιχη γλυκεία γεύση, όπως, εμείς εμπειρικά, θα περιμέναμε.
Παρόλα αυτά, δεν πέφτουμε και πολύ έξω, στην αρχική μας εκτίμηση.
Το υλικό, αυτό, δεν είναι τίποτα άλλο, παρά, κρύσταλλοι, οι οποίοι σχηματίζονται στο τυρί.
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Ποιά είναι η προέλευση των κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί?
Οι κρύσταλλοι, αυτοί, συγκεντρώνονται, και, σχηματίζουν λευκού χρώματος εναποθέσεις, οι οποίες είναι λιγότερο, ή, περισσότερο, εμφανείς.
Οι κρύσταλλοι, αυτοί, μπορεί να οφείλονται σε 1) κρυστάλλους γαλακτικού ασβεστίου, 2) κρυστάλλους φωσφορικού ασβεστίου, 3) κρυστάλλους τυροσίνης και άλλων αμινοξέων (λευκίνης), 4) κρυστάλλους αλάτων ασβεστίου (ικαΐτης) και μαγνησίου (στρουβίτης).
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Η παρουσία κρυστάλλων στο τυρί είναι πλεονέκτημα ή μειονέκτημα?
Η παρουσία των κρυστάλλων, δεν επηρεάζει, άμεσα, το flavor, του τυριού, αν και, δημιουργεί, μια αμμώδη αίσθηση, κατά την μάσηση, αυτού, του τυριού.
Σίγουρα, όμως, η παρουσία των κρυστάλλων, επιδρά στην εμφάνιση της εινόνας, του τυριού, ειδικά, εάν, οι λευκές εναποθέσεις, των κρυστάλλων, είναι, έντονα, εμφανείς.
Πολλοί καταναλωτές επηρεάζονται, αρνητικά, από την παρουσία των κρυστάλλων, καθώς, αυτοί, οι καταναλωτές θεωρούν ότι, πρόκειται για ανεπιθύμητη αλλοίωση από, μικροοργανισμούς, ή θεωρούν ότι, πρόκειται, για την παρουσία ξένων, προς, το τυρί, υλικών.
Υπάρχουν βέβαια, και αυτοί, οι καταναλωτές, οποίοι βλέπουν, την παρουσία των κρυστάλλων, στο τυρί, μάλλον, θετικά.
Πάντως, η παρουσία, των κρυστάλλων, στο τυρί θεωρείται ελάττωμα (defect), και, συνεπώς, πλήττει την αξιοπιστία της επιχείρησης, η οποία παράγει αυτό το τυρί.
Με ποιό τρόπο δημιουργούνται οι κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί? – Απαιτείται να υπάρχει διαθέσιμο ασβέστιο και γαλακτικό οξύ
Το ασβέστιο στο γάλα
Είναι γνωστό ότι, στο γάλα, περίπου, τα 2/3 του ασβεστίου βρίσκονται σε κολλοειδή μορφή.
Αυτό, το κολλοειδές ασβέστιο είναι δεσμευμένο στα καζεϊνικά μικκύλια, του γάλακτος.
Δείτε: Ποιές είναι οι Μ Ο Ν Α Δ Ι Κ Ε Σ πρωτεΐνες του γάλακτος
Το υπόλοιπο 1/3, του ασβεστίου, βρίσκεται διαλελυμένο στην υδατική φάση, του γάλακτος, σχηματίζοντας, διάφορα species μέσω, του ειδομορφισμού.
Τα διαλελυμένα φωσφορικά και κιτρικά species, καθώς, και το κατιόν του ασβεστίου Ca(aq) (+2), κυριαρχούν.
Το γαλακτικό οξύ στο γάλα
Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι, αποτελούν την ”Μαγιά”, ζυμώνουν την λακτόζη, του γάλακτος, παράγοντας γαλακτικό οξύ.
Δείτε: Γαλακτική Ζύμωση – Η 1η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει
Το γαλακτικό οξύ είναι ένα ασθενές οργανικό οξύ, με pKa: 3.86.
Τα σκληρά τυριά χαρακτηρίζονται από, ένα εύρος τιμών pH, από 6.6, έως, περίπου, 5.1.
Συνεπώς, το γαλακτικό οξύ, μέσα στο τυρί, [ακόμα, και στην περίπτωση, κατά την οποία, το τυρί έχει λάβει αυτήν, την χαμηλή τιμή pH, (5.1)], βρίσκεται, σχεδόν, σε πλήρη διάσταση.
Με ποιόν τρόπο συνδέεται το ασβέστιο με το γαλακτικό οξύ
Το κατιόν, του ασβεστίου, συνδέεται με το ανιόν του γαλακτικού οξέος, και, μέσω της σχέσης:
Ca2+ (aq) + CH3CHOHCOO¯ (aq) ←→ CaCH3CHOHCOO+ (aq)
Όταν, η διαλυτότητα (ενεργότητα), των ιόντων αυτών, είναι υψηλή, τότε, το γαλακτικό ασβέστιο καταβυθίζεται ως, ίζημα, σύμφωνα, με την αντίδραση:
CaCH3CHOHCOO+ (aq) + CH3CHOHCOO¯ (aq) ←→ Ca(CH3CHOHCOO¯)2 (s)
Όταν, η συγκέντρωση, (σωστότερα η ενεργότητα), των ιόντων, τα οποία βρίσκονται στο αριστερό τμήμα της αντίδρασης, υπερβεί μια τιμή, τότε, επακολουθεί ο σχηματισμός του στερεού (κρυσταλλικού) γαλακτικού ασβεστίου.
Με ποιό τρόπο το γαλακτικό οξύ και η επακόλουθη μείωση του pH οδηγούν στον σχηματισμό κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου μέσα στο τυρί
Κατά την διαίρεση, και, κατά, την στράγγιση, το μεγαλύτερο μέρος, των ευδιάλυτων αλάτων του γάλακτος, (άρα και του ασβεστίου), μεταφέρεται στον ορό, (χάνεται από το τυρόπηγμα).
Πού, λοιπόν, θα βρεθεί το ασβέστιο?
Η παραγωγή, του γαλακτικού οξέος, μέσω της μείωσης του pH, θα προωθήσει την διαλυτοποίηση του ασβεστίου, το οποίο είναι δεσμευμένο στις καζεΐνες του γάλακτος.
Σταδιακά, το τυρόπηγμα χάνει υγρασία, με αποτέλεσμα, να αυξάνει η συγκέντρωση – ενεργότητα, τόσο, του κατιόντος ασβεστίου, όσο, και του ανιόντος του γαλακτικού οξέος.
Καταλαβαίνουμε, λοιπόν, ότι, όσο, προχωρά η διεργασία της ζύμωσης, τόσο περισσότερο, εμείς θα πλησιάζουμε σε συνθήκες κορεσμού (saturation).
Προοδευτικά, όταν, επικρατήσουν οι κατάλληλες συνθήκες, θα υπάρξει υπερκορεσμός (supersaturation), και κρυστάλλωση (crystallization), σε εκείνες τις θέσεις, στις οποίες, μπορούν να δημιουργηθούν οι κατάλληλοι πυρήνες, (nucleation sites):
Ca2+ (aq) + 2 Lactate <=> Ca Lactate (soluble) <=> Ca Lactate (nucleated crystals) <=> Ca Lactate (macro crystals)
Η συνεχής αύξηση, της ενεργότητας, των ιόντων του ασβεστίου, και του γαλακτικού οξέος, θα δημιουργήσει μακροκρυστάλλους (macro crystals) στο τυρί.
Οι κρύσταλλοι, αυτοί, μπορούν να μεγαλώσουν, τόσο πολύ, σε μέγεθος, ώστε, αυτοί, οι κρύσταλλοι, να μπορούν να είναι ορατοί με γυμνό μάτι, από τον καταναλωτή.
| Τιμή pH | Διαλυτότητα L μορφής γαλακτικού ασβεστίου, (νερό στους 10°C), (g άνυδρου γαλακτικού ασβεστίου σε 100g διαλύματος) |
| 5.00 | 1.88 |
| 5.12 | 2.34 |
| 6.00 | 2.78 |
| 7.00 | 2.93 |
Πίνακας 1. Δείτε με ποιό τρόπο η μείωση της τιμής του pH προωθεί την κρυστάλλωση της L μορφής γαλακτικού ασβεστίου. Πτώση της τιμής του pH από 5.1 σε 5.0 μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό κρυστάλλων στο τυρί. [Kubantseva, N. and R. W. Hartel, R.W. 2002. Solubility of calcium lactate in aqueous solution. Food Rev. Intl. 18: 135–149].
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Ποιοί παράγοντες θα οδηγήσουν στον σχηματισμό της D ή της DL μορφής του γαλακτικού ασβεστίου?
Ξέρουμε, ότι, τα οξυγαλακτικά βακτήρια, ή γενικά, οι μικροοργανισμοί, της ”Μαγιάς”, οι οποίοι θα βρεθούν στο γάλα, θα ζυμώσουν την λακτόζη, παράγοντας γαλακτικό οξύ.
Το γαλακτικό οξύ αποτελείται από την L μορφή (L ισομερές), και από την D μορφή (D ισομερές).
Τα οξυγαλακτικά βακτήρια, (εκκινητές – starters και ΜΗ εκκινητές – no starters), ανάλογα με την γαλακτική αφυδρογενάση, (lactate dehydrogenase), την οποία, αυτά, τα βακτήρια, διαθέτουν, μπορούν να παράγουν την L μορφή, ή την D μορφή, του γαλακτικού οξέος.
Δείτε: Ποιές είναι οι καλλιέργειες εκκίνησης στα γαλακτοκομικά προϊόντα?
Τί θα πρέπει να θυμάμαι?
Το D ισομερές, του γαλακτικού οξέος, μπορεί να παραχθεί και από την ρακεμοποίηση του L-γαλακτικού οξέος.
Ορισμένα οξυγαλακτικά βακτήρια, (εκκινητές και ΜΗ εκκινητές), διαθέτουν μια ειδική γαλακτική ρακεμάση (racemase) (Lar) και μετατρέπουν την L μορφή στην D μορφή.
Έρευνες, έδειξαν, ότι το οξυγαλακτικό βακτήριο, το οποίο ανήκει στο είδος Lactobacillus curvatus, αρχικά, ξεκίνησε, παράγοντας την L μορφή.
Όμως, κατά την ωρίμανση, του τυριού, η συγκέντρωση, του D ισομερούς, του γαλακτικού οξέος, το οποίο παράχθηκε από το βακτήριο, το οποίο ανήκει στο είδος Lactobacillus curvatus, αυξήθηκε σημαντικά.
Επίσης, οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Pediococcus, προωθούν την ρακεμοποίηση του L γαλακτικού οξέος
Η ρακεμοποίηση, της L μορφής, του γαλακτικού οξέος, ενισχύεται και από την ύπαρξη ενός υψηλού αριθμού, μη εκκινητών μικροοργανισμών στο γάλα τυροκόμησης.
Δείτε: Μικροοργανισμοί εκκινητές και μικροοργανισμοί μη εκκινητές στα γαλακτοκομικά προϊόντα
Άρα, το φαινόμενο γίνετε περισσότερο έντονο σε τυριά, τα οποία παρασκευάζονται από νωπό γάλα.
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Ποιός είναι ο ρόλος, της D μορφής, του γαλακτικού ασβεστίου, στην δημιουργία κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου?
Γιατί ο σχηματισμός του D ισομερούς, του γαλακτικού οξέος, εμάς μάς ενδιαφέρει?
Η διαλυτότητα, του DL γαλακτικού ασβεστίου, είναι μικρότερη από, την διαλυτότητα, του L γαλακτικού ασβεστίου, (Πίνακας 2).
Έτσι, οι κρύσταλλοι, του γαλακτικού ασβεστίου, μπορούν να σχηματισθούν, όχι μόνον, από την L μορφή, αλλά, και, από, την D μορφή, ή, από, μείγμα, των δύο ισομερών, (DL μορφή).
| Θερμοκρασία (°C) | Διαλυτότητα L μορφής γαλακτικού ασβεστίου, (g άνυδρου γαλακτικού ασβεστίου σε 100g διαλύματος) | Διαλυτότητα DL μορφής γαλακτικού ασβεστίου, (g άνυδρου γαλακτικού ασβεστίου σε 100g διαλύματος) |
| 5 | 4.20 | 2.90 |
| 10 | 4.50 | 3.00 |
| 15 | 5.00 | 3.00 |
| 20 | 6.00 | 3.40 |
| 25 | 6.25 | 3.60 |
| 30 | 8.00 | 4.00 |
Πίνακας 2. Η διαλυτότητα, του γαλακτικού ασβεστίου, μειώνεται καθώς η θερμοκρασία ελαττώνεται. Η τοποθέτηση, του τυριού, σε ψύξη για να ωριμάσει προωθεί τον σχηματισμό κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου. [Cao, X., H. J. Lee, H. S. Yun, and Y. M. Koo. 2002. Solubilities of calcium and zinc lactate in water and water-ethanol mixture. Korean J. Chem. Eng. 18: 133-135].
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Η συσκευασία τύπου Gas Flush/Modified Atmosphere Packaging προωθεί τον σχηματισμό κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί
Η συσκευασία τύπου Gas Flush, και η τεχνική Modified Atmosphere Packaging περιλαμβάνει την έγχυση ενός αδρανούς αερίου, όπως, είναι το άζωτο, το διοξείδιο του άνθρακα, ή αερίων, όπως, είναι το αργό ή το ήλιο, με απώτερο σκοπό, την απομάκρυνση του οξυγόνου, από τη συσκευασία.
Έρευνες, έδειξαν, ότι διάφοροι μεγάλοι κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου, μπορούν, και αναπτύσσονται, όταν, το τυρί συσκευάζεται, με αυτόν, τον τρόπο.
Αντίθετα, όταν, το τυρί συσκευάστηκε υπό κενό, (vacuum-packaged), δεν παρατηρήθηκε, ο σχηματισμός, αυτών, των κρυστάλλων.
Κρύσταλλοι γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί – Με ποιό τρόπο εμείς αντιμετωπίζουμε αυτό το ελάττωμα στο τυρί?
Εμείς είδαμε ότι, παράγοντες, όπως, είναι 1) η χαμηλή θερμοκρασία αποθήκευσης – ωρίμανσης, του τυριού, 2) η χαμηλή τιμή pH, του τυριού, 3) η μετατροπή της L μορφής, του γαλακτικού οξέος, στην D μορφή, 4) το είδος της συσκευασίας, θα επηρεάσουν, τον σχηματισμό κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου στο τυρί.
Για να αντιμετωπίσουμε, ή να περιορίσουμε, λοιπόν, αυτό το ελάττωμα, εμείς απαιτείται να ελέγξουμε, όλους, αυτούς, τους παράγοντες.
Επίσης, έχει προταθεί ότι, το γλυκονικό νάτριο (sodium gluconate), δρα, ως ανασταλτικός παράγοντας, στην ανάπτυξη, κρυστάλλων γαλακτικού ασβεστίου, στο τυρί.
Δείτε περισσότερα:
Factors affecting solubility of calcium lactate in aqueous solutions. Kubantseva, N., R. W. Hartel, P. A. Swearingen. 2004 . J. Dairy Sci. 87: 863–867.
Effect of processing variables on the formation of calcium lactate crystals on Cheddar cheese. Dybing, S. T., J. A. Wiegand, S. A. Brudvig, E. A. Huang, and R. C. Chandan. 1988 . J. Dairy Sci. 71:1701–1710.
Mechanism of D(−)-lactic acid formation in Cheddar cheese. Thomas, T. D. and V. L. Crow. 1983. . N.Z. J. Dairy. Sci. Technol. 18:131–141.
Controlling calcium lactate crystallization. Olsen, N. F. and M. E. Johnson. 1989. WMMB Res. Rev. 1: 1 – 4.
Cheese with sodium gluconate to inhibit calcium lactate crystal formation. Metzger, L. E. and D. A. Grindstaff. 2005. . U.S. Patent Application Publication No. US 2005/ 0281915 A1
Decayed lactic bacteria – a possible source of crystallization nuclei in cheese. Kalab, M. 1980 . J. Dairy Sci. 63(2): 301-304.
Facebook Comments