Πού οφείλεται το άρωμα του διακετυλίου στα γαλακτοκομικά προϊόντα?

Δείτε το πού οφείλεται το άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Τί είναι η ζύμωση των κιτρικών ή η ζύμωση της  2,3-βουτανοδιόλης

Ποιοί μικροοργανισμοί είναι, κυρίως, υπεύθυνοι για το άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά προϊόντα?

Τα οξυγαλακτικά βακτήρια (LAB) μεταβολίζουν την λακτόζη, του γάλακτος, και παράγουν γαλακτικό οξύ.

Κάποια, από αυτά, τα βακτήρια, έχουν, επίσης, την ικανότητα να μεταβολίζουν και άλλα συστατικά, του γάλακτος, όπως τα κιτρικά.

Δείτε: Τί σημαίνουν τα γράμματα O, L, D, LD, Cit⁺, Cit^–, στις μεσόφιλες καλλιέργειες εκκινητών?

Τί εμείς εννοούμε με τον όρο κιτρικά

Το κιτρικό οξύ είναι ένα ασθενές οργανικό οξύ.

Οι σταθερές διάστασης, του κιτρικού οξέος, είναι: pKa₁ 3.15, pKa₂ 4.77 και pKa₃ 6.40.

Το κιτρικό οξύ αποτελεί ένα ενδογενές συστατικό του γάλακτος.

Μέσα στο πολυσύνθετο υδατικό ”διάλυμα”, του γάλακτος , οι διάφορες μορφές, του κιτρικού οξέος, βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία, με άλλα κατιόντα μετάλλων, και υδατικά είδη (species).

Αυτές, τις διάφορες μορφές, του κιτρικού οξέος, εμείς, τις ονομάζουμε κιτρικά.

Τα κιτρικά βρίσκονται, κατά,

— κατά 90% με την μορφή ευδιάλυτων species κιτρικών αλάτων, και,

— κατά 10% δεσμευμένα στα μικκύλια του κολλοειδούς φωσφορικού ασβεστίου, δηλαδή, σε κολλοειδή μορφή.

Η τιμή του pH, του γάλακτος, θα καθορίσει την ισορροπία, μεταξύ, αυτών, των μορφών των κιτρικών.

Αντιλαμβάνεστε ότι, ο ορισμός ”κιτρικά” είναι λίγο περίπλοκη έννοια.

Δεν χρειάζεται περισσότερη ανάλυση.

Όπως σε όλες τις ζυμώσεις, εμείς, περισσότερο, ενδιαφερόμαστε για τα τελικά προϊόντα, αυτών, των ζυμώσεων.

Άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Τί θα πρέπει εγώ να ξέρω για τα κιτρικά στο γάλα?

Στο αγελαδινό γάλα υπάρχουν, συνήθως, 8 έως 9 mM κιτρικών.

Βέβαια, κατά την διάρκεια, της γαλακτικής περιόδου, η περιεκτικότητα, του γάλακτος, σε κιτρικά, παρουσιάζει μεγάλη διακύμανση.

Έχουν αναφερθεί τιμές από 0.9 έως 2.0 g κιτρικών ανά λίτρο γάλακτος.

Ποιά οξυγαλακτικά βακτήρια ζυμώνουν τα κιτρικά του γάλακτος? Ποιά βακτήρια συμβάλλουν στο άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά προϊόντα?

Στη βιομηχανία παραγωγής, των γαλακτοκομικών προϊόντων, ως καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures), χρησιμοποιούνται διάφορα μεσόφιλα οξυγαλακτικά βακτήρια.

Αυτά, τα οξυγαλακτικά βακτήρια, εμπλέκονται στην ζύμωση, των κιτρικών, ή στην ζύμωση, της 2,3-βουτανοδιόλης, με αποτέλεσμα, την παραγωγή διαφόρων αρωματικών ενώσεων.

Δείτε: Ζύμωση 2,3 – βουτανοδιόλης – Η 5η ζύμωση πού μας ενδιαφέρει

Άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά – Πώς χάνεται το άρωμα του διακετυλίου

Το άρωμα, του διακετυλίου, στα γαλακτοκομικά προϊόντα, αποτελεί έναν παράγοντα, ο οποίος θα καθορίσει, εν πολλοίς, το flavor, και άρα, την ποιότητα του προϊόντος.

Διάφορα, δε, γαλακτοκομικά προϊόντα έχουν ταυτιστεί με το άρωμα του διακετυλίου.

Εμείς, λοιπόν, θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι, το άρωμα, του διακετυλίου, στα γαλακτοκομικά προϊόντα, σχετίζεται, όχι, μόνον, με την παραγωγή, αλλά, και με την διατήρηση, του διακετυλίου, στα προϊόντα, αυτά.

Α) Το άρωμα, του διακετυλίου, χάνεται, όταν επικρατούν συνθήκες, οι οποίες προωθούν τον σχηματισμό της 2,3 βουτανοδιόλης

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν στο είδος Lactococcus lactis subsp. lactis diacetylactis, αναπτύσσονται και πληθαίνουν.

Ως αποτέλεσμα, της δράσης, αυτών, των μικροργανισμών,

οι παραγομένες ποσότητες του διακετυλίου, και της ακετοΐνης, συνεχίζουν να αυξάνονται, όσο υπάρχουν διαθέσιμα τα κιτρικά στο γάλα.

Τα κιτρικά ”δεν αφήνουν” το διακετύλιο να μετατραπεί (να αναχθεί) σε ακετοΐνη, (βλέπε διαδρομή 8).

Επίσης, τα κιτρικά δεν αφήνουν την ακετοΐνη να μετατραπεί σε 2,3 βουτανοδιόλη (βλέπε διαδρομή 9).

Όταν, αυτά, τα κιτρικά εξαντλούνται, τότε, προωθείται η προαναφερθείσα μετατροπή.

Αποτέλεσμα, αυτού, είναι η μείωση, των επιπέδων, τόσο του διακετυλίου, όσο και της ακετοΐνης, και η αύξηση, των επιπέδων, της 2,3 βουτανοδιόλης.

Συνεπώς, η περιεκτικότητα, ενός προϊόντος, σε διακετύλιο, μπορεί να αυξηθεί, ΑΛΛΑ, ΕΠΙΣΗΣ, η περιεκτικότητα, ενός προϊόντος, σε διακετύλιο, μπορεί και να μειωθεί κατά τη διάρκεια της ζύμωσης.

Μια χαμηλή τιμή του pH παρεμποδίζει την μετατροπή του διακετυλίου.

Άρα, εγώ για να επιτύχω την υψηλότερη δυνατή συγκέντρωση διακετυλίου, στο γάλα, το οποίο ζυμώνεται, θα πρέπει:

1) το pH θα πρέπει να είναι ≤ 4,6 και, επίσης,

2) τα κιτρικά θα πρέπει να έχουν ζυμωθεί πλήρως.

Β) Το άρωμα, του διακετυλίου, χάνεται, όταν το διακετύλιο μεταβαίνει στην αέρια φάση

Η περιεκτικότητα, σε διακετύλιο, στα τρόφιμα επηρεάζεται, επίσης, από το χρονικό διάστημα, το οποίο, αυτό, το τρόφιμο αποθηκεύεται.

Γενικά, με την πάροδο, του χρόνου, η συγκέντρωση, του διακετυλίου, ελαττώνεται.

Τέτοιες μειώσεις, στις συγκεντρώσεις, του διακετυλίου, εξηγούνται από το γεγονός, ότι, το διακετύλιο είναι εξαιρετικά πτητικό, ακόμη και σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά – Πόση θα πρέπει να είναι η συγκέντρωση, του διακετυλίου, στα τρόφιμα?

Oι καταναλωτές δεν μπορούν να αναγνωρίσουν, το βουτυρώδες άρωμα, του διακετυλίου, κάτω από το όριο αναγνώρισης (recognition threshold).

Φυσικά, οι καταναλωτές δεν μπορούν, καν να ανιχνεύσουν, το διακετύλιο, όταν η συγκέντρωση, αυτού, του διακετυλίου, βρίσκεται κάτω από το απόλυτο όριο ανίχνευσης (absolute threshold).

Έρευνες έχουν δείξει ότι, το όριο, πάνω από το οποίο, εμείς μπορούμε να αναγνωρίσουμε το άρωμα του διακετυλίου, κυμαίνεται από 0.001 έως 0.550 ppm (μέρη στο εκατομμύριο, parts per million).

Το όριο, αυτό, θα εξαρτηθεί, τόσο  από την μέθοδο εκτίμησης, όσο και από την φύση, του υλικού, των υπό εξέταση τροφίμων.

Άρωμα διακετυλίου στα γαλακτοκομικά – Ποιά είναι η περιεκτικότητα σε διακετύλιο των διαφόρων ειδών τροφίμων?

Είδος τροφίμου	Περιεκτικότητα σε διακετύλιο σε μέρη στο εκατομμύριο (ppm)
Βούτυρο	0.48 έως 4.0
Τυρί Cottage	0.02 έως 4.0
Τυρί Cheddar	0.23 έως 0.76
καφές	2.66 έως 2.78
Μαργαρίνη	0.48 έως 27.0
Κρασί	0.2 έως 7.0
Γιαούρτι	0.2 έως 16.7

Πίνακας 1. Περιεκτικότητα σε διακετύλιο διαφόρων τροφίμων [σε μέρη στο εκατομμύριο (ppm)]

Δείτε περισσότερα:

Citrate Metabolism by Enterococcus faecium and Enterococcus durans Isolated from Goat’s and Ewe’s Milk: Influence of Glucose and Lactose. Cabral, M.E., Mukdsi, M.C.A., Medina De Figueroa, R.B. and González, S.N. (2007) Canadian Journal of Microbiology, 53, 607-615

The “Buttery” Attribute of Wine—Diacetyl—Desirability, Spoilage and Beyond. Bartowsky, E.J. and Henschke, P.A. (2004) International Journal of Food Microbiology, 96, 235-252

Citrate Metabolism in Lactic Acid Bacteria. Hugenholtz, J. (1993) FEMS Microbiology Reviews, 12, 165-178.

Effect of milk composition on the partition coefficients of diacetyl, acetaldehyde and ethanol in acidified milk products. Lee KD, Lo GC, Richter RL, Dill CW (1995) J Dairy Sci 78:2666–2674

Occurrence and Persistence of Diacetyl In Unfermented and Fermented Milks. De Leonardis, Antonella, et al. European food research & technology, v. 236,.4 pp. 691-697.