Viscoelastic behavior during the ripening of a commercial low-fat soft cheese

Abstract

The change in the viscoelastic behavior over ripening of a commercial low-fat soft cheese was investigated. Twelve low-fat soft cheeses that contained microparticulated whey proteins as fat mimetics (Simplesse®) were obtained from a local factory and stored at 6 °C. Three of these cheeses were sampled at 1, 21, 48 and 76 days of ripening. Physicochemical properties such as pH, moisture content, salt concentration and maturation index (MI) were determined. Frequency sweeps were performed in the range of 0.01–10 Hz at 20 °C and the region of linear viscoelasticity was determined by performing stress sweeps. Frequency dependence of elastic and viscous moduli was modeled using the power-law and Maxwell equations. The initial moisture content was 52.80 ± 0.46% and did not change significantly during ripening. Salt concentration on day 1 was 0.41 ± 0.01% and increased significantly during maturation. The pH decreased from 5.27 ± 0.03 on day 1 to 5.11 ± 0.03 by day 48 while the MI increased from 3.60 ± 0.67 on day 1 to 8.66 ± 1.05% by day 48. Low-fat soft cheese containing whey proteins behaved as a linear viscoelastic material during dynamic testing at stresses below 630 Pa. In general, viscoelastic parameters derived from both models decreased with ripening time and at the same kinetic rate, showing that ripening contributed to changes in the structure of the cheese matrix. Rheological and physicochemical properties were correlated using one of the parameters derived from the power-law model, and the results indicated that correlations improved when MI was included in the model. 5.27 ± 0.03 on day 1 to 5.11 ± 0.03 by day 48 while the MI increased from 3.60 ± 0.67 on day 1 to 8.66 ± 1.05% by day 48. Low-fat soft cheese containing whey proteins behaved as a linear viscoelastic material during dynamic testing at stresses below 630 Pa. In general, viscoelastic parameters derived from both models decreased with ripening time and at the same kinetic rate, showing that ripening contributed to changes in the structure of the cheese matrix.

本文研究了工业化生产的低脂肪软干酪成熟期间 的粘弹性变化○ 12 份含有微粒化乳清蛋白 (Simplesse®) 为脂肪代用品的低脂肪软质干酪在 6 °C 下贮存○ 其中 3 个样品分别在成熟期的第 1、21、48 和 76 d 取样测定干酪的物理化学 性质，如 pH、水分含量、盐浓度和成熟指数○ 在 20 °C 和 0.01 ~ 10 Hz 下进行频率扫描，根 据扫描强度来测定弹性粘度的线性范围○ 采用 power-law 和 Maxwell 方程模拟频率与弹性 和粘性模量函数○ 干酪最初的水分含量为 52.80 ± 0.46%，成熟期间水分含量变化不显著○ 第 1 d 盐浓度为 0.41 ± 0.01%，成熟期间盐浓度显著增加○ 从第 1d 到第 48 d，pH 从 5.27 ± 0.03 降到 5.11 ± 0.03，而成熟指数则从第 1 d 的 3.60 ± 0.67% 增加到第 48 d 的 8.66 ± 1.05%○ 在低于 630 Pa 应力下的动态试验证明，含乳清蛋白的低脂干酪表现为线性粘弹性材料○ 通常，在相同的动力学速率下，从两种模量中推算出的粘弹性参数与成熟时间成反比，也 就说明了成熟时间决定了干酪基质结构的变化○ 如果在 power-law 方程中考虑到成熟指数 这个参数，则从该模型中获得的参数与干酪的流变性和物理化学特性呈相关性○

Le changement intervenant au cours de l’affinage dans le comportement viscoélastique d’un fromage à pâte molle allégé en matière grasse a été étudié. Douze fromages contenant des protéines de lactosérum sous forme de microparticules (Simplesse®) en remplacement de la matière grasse ont été obtenus auprès d’une firme locale et conservés à 6 °C. Trois de ces fromages ont été prélevés à 1, 21, 48 et 76 jours d’affinage. Les propriétés physicochimiques telles que le pH, la teneur en humidité, la concentration en sel et l’index de maturation ont été déterminées. Des balayages de fréquence dans la zone 0,01–10 Hz ont été réalisés à 20 °C et la région de viscoélasticité linéaire a été déterminée en réalisant des balayages en contrainte. La dépendance à la fréquence des modules élastique et visqueux a été modélisée par la loi de puissance et les équations de Maxwell. La teneur initiale en humidité était de 52,80 ± 0,46 % et ne variait pas de façon significative au cours de l’affinage. La teneur en sel était de 0,41 ± 0,01 % le 1er jour et augmentait significativement au cours de la maturation. Le pH diminuait de 5,27 ± 0,03 le 1er jour à 5,11 ± 0,03 le 48e jour, tandis que l’index de maturation augmentait de 3,60 ± 0,67 le 1er jour à 8,66 ± 1,05 le 48e jour. Le fromage à pâte molle allégé en matière grasse contenant les protéines de lactosérum avait un comportement viscoélastique linéaire au cours du test dynamique à des contraintes inférieures à 630 Pa. En général, les paramètres viscoélastiques dérivés des deux modèles diminuaient au cours de l’affinage et avec la même cinétique, ce qui montre que l’affinage contribuait aux changements de structure de la matrice fromagère. Les propriétés rhéologiques et physico-chimiques étaient corrélées en utilisant un des paramètres dérivés de la loi de puissance et les résultats indiquaient que les corrélations étaient améliorées lorsque l’index de maturation était inclus dans le modèle.