Gas chromatography-mass spectrometry characterization of the aroma of Ossetian cheeses

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The aim of the study was the qualitative and quantitative determination of volatile aroma compounds and their formation pathways in brine Ossetian cheeses. Volatile components of cheeses were isolated by steam distillation and extraction with dichloromethane, with their subsequent determination and quantification by gas chromatography-mass spectrometry. The results of the analysis are presented according to the structural classes of the main chemical components and the corresponding microbial metabolic processes. Four processes were found to be the main contributors to flavor formation: lipolysis, proteolysis, glycolysis, and a number of oxidative enzymatic transformations. Lipolysis of the fatty fraction of cheeses is a source of formation of volatile carboxylic acids and their esters. Proteolysis of the casein fraction yields branched alcohols, aldehydes, and a number of aromatic and heteroaromatic compounds. Glycolysis of the carbohydrate fraction is a source of ethanol formation, which is the main cause of the dominance of ethyl esters in the ester fraction. Redox enzymatic transformations mainly determine the biosynthesis of unbranched aldehydes, ketones and lactones. A clear distinction between retail and homemade cheeses was observed, due to the different technological approaches to the cheese preparation. The structuralchemical and quantitative evolution of the volatile composition of the studied cheese samples during ripening is tentatively shown. From the authors’ point of view, the aromatic composition of the Tib cheese sort is the most consistent with the Ossetian cheese standard. This study represents the first gas chromatographic study of Ossetian cheeses and aims to create objective criteria for controlling technological processes and product quality during production and storage in the food industry.

Авторлар туралы

A. Gutnov

North-Ossetian State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: chalikidi@gmail.com
Alania, 362025Tel.: +7–903–483–73–49

G. Kachmazov

North-Ossetian State University

Email: chalikidi@gmail.com
Alania, 362025Tel.: +7–918–829–90–99

P. Chalikidi

North-Ossetian State University

Email: chalikidi@gmail.com
Alania, 362025Tel.: +7–918–709–29–81

A. Tuaeva

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: chalikidi@gmail.com
1, Akademika Kurchatov Square, Moscow, 123098Tel.: +7–918–704–57–90

Әдебиет тізімі

  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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Gutnov A.V., Kachmazov G.S., Chalikidi P.N., Tuaeva A.Y., 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».