Lait 77 (1997) 383-398
DOI: 10.1051/lait:1997326

Influence of NaCl and pH on intracellular enzymes that influence Cheddar cheese ripening

B. Weimer^{a, b}, B. Dias^{a, b}, M. Ummadi^{a, b}, J. Broadbent^{a, b}, C. Brennand^{a, b}, J. Jaegi^c, M. Johnson^c, F. Milani^{c, d}, J. Steele^e and D.V. Sisson<sup>b, f

a</sup>  Department of Nutrition and Food Sciences, Utah State University, Logan, UT 84322-8700
^b  Western Center for Protein Research and Technology, Utah State University, Logan, UT 84322-8700
^c  Center for Dairy Research, University of Wisconsin, Madison, WI 53706
^d  Current address: Schreiber Foods, Green Bay, WI, USA
^e  Department of Food Science, University of Wisconsin, Madison, WI 53706, USA
^f  Department of Mathematics and Statistics, Utah State University, Logan, UT 84322-8700

Abstract - The influence of NaCl and reduced pH was determined for aminopeptidase, lipase / esterase and methanethiol-producing capability in selected lactic acid bacteria and brevibacteria in simulated cheese-like conditions. The observations on simulated cheese-like conditions were confirmed in 60% reduced-fat Cheddar cheese. The activity of each enzyme decreased with NaCl addition and when the pH was reduced to approximate Cheddar cheese conditions (5% NaCl, pH 5.2). Residual intracellular aminopeptidase activity was dominated by general aminopeptidase activity (aminopeptidase N and / or aminopeptidase C) in laboratory, simulated cheese-like conditions, and 60% reduced-fat Cheddar cheese curd. During cheese aging, total lipase / esterase activity peaked at 120 d then decreased, even though starter culture populations remained high. Methanethiol-producing capability occurred under cheese-like conditions in whole cells, but not in cell-free extracts. Met and Met-containing peptides induced methanethiol-producing capability for 2-3 generations and could be re-induced later in the growth cycle of Brevibacterium linens BL2. Aminopeptidase and lipase / esterase activity in reduced fat cheese were not correlated to an increase in Cheddar-type flavor, but a culture's methanethiol-producing capability was associated with higher cheese consumer preference scores. Results suggest that use of cheese-like conditions may aid in selecting cultures to increase desirable flavors for low-fat cheese manufacture. Additionally, data suggest that whole cells are important for proper flavor development in 60% reduced-fat Cheddar cheese.

Résumé - Influence du NaCl et du pH sur les enzymes intracellulaires qui affectent l'affinage du cheddar
L'influence du NaCl et d'une réduction du pH a été déterminée sur les amino-peptidases, les lipases / esterases, ainsi que l'aptitude à produire du méthanéthiol de bactéries lactiques et de brevibactéries sélectionnées dans des conditions de fabrications fromagères simulées. Les observations, dans ces conditions, étaient confirmées, dans le cas du cheddar à teneur en matières grasses réduites de 60 %. Les activités de chaque enzyme diminuaient avec l'addition de NaCl et lorsque le pH était abaissé à des niveaux proches des conditions de fabrication du cheddar (NaCl 5 % et pH 5,2). L'activité aminopeptidasique intracellulaire résiduelle était dominée par l'activité aminopeptidasique générale (aminopeptidase N et / ou aminopeptidase C) au laboratoire, en conditions fromagères simulées, et dans un caillé de cheddar à teneur en MG réduite de 60 %. Pendant le vieillissement des fromages, l'activité totale lipase / esterase atteignait un pic à 120 jours puis diminuait, même si les populations de levains demeuraient élevées. L'aptitude à produire du méthanéthiol se manifestait en conditions fromagères simulées dans les cellules entières, mais non dans les extraits dépourvus de cellules. Les peptides Met et Met-contenant induisaient une aptitude à produire du méthanéthiol sur deux ou trois générations, et pouvaient être réinduits ultérieurement dans le cycle de croissance de Brevibactérium linens BL2. L'activité aminopeptidase et lipase / estérase dans le fromage à teneur réduite en matière grasse n'était pas corrélée avec une augmentation de la saveur de type cheddar. mais l'aptitude d'une culture à produire du méthanéthiol était associée à des notes de préférence plus élevées chez les consommateurs de fromages. Les résultats suggèrent que l'utilisation de conditions fromagères simulées peut aider à la sélection de cultures, pour augmenter les flaveurs souhaitées en fabrication de fromage à faible teneur en matière grasse. De plus, les données suggèrent que les cellules entières sont importantes dans le développement d'une flaveur correcte dans le cheddar à teneur en matière grasse réduite de 60 %.

Key words: cheddar cheese / ripening / flavor / lactococcus / lactobacillus / brevibacterium / methanethiol production

Mots clés : fromage cheddar / affinage / arôme / lactocoque / lactobacille / brevibactérie / production de méthanéthiol