Melt and rheological properties of Mozzarella cheese as affected by starter culture and coagulating enzymes

Rajiv I. Dave; Pragati Sharma; Donald J. McMahon

doi:doi:10.1051/lait:2002050

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Volume 83 / No 1 (January-February 2003)

Lait, 83 1 (2003) 61-77

Abstract

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Issue		Lait Volume 83, Number 1, January-February 2003


Page(s)		61 - 77
DOI		https://doi.org/10.1051/lait:2002050

Lait 83 (2003) 61-77
DOI: 10.1051/lait:2002050

Melt and rheological properties of Mozzarella cheese as affected by starter culture and coagulating enzymes

Rajiv I. Dave^a, Pragati Sharma^a and Donald J. McMahon^b

^a Dairy Science Department, Minnesota-South Dakota Dairy Foods Research Center, South Dakota State University, Box 2104, Brookings, SD 57007, USA
^b Department of Nutrition and Food Sciences, Western Center for Dairy Protein Research and Technology, Utah State University, Logan UT 84322, USA

(Received 6 February 2002; accepted 5 June 2002)

Abstract
Low moisture part-skim (LMPS) Mozzarella cheeses were made with single culture (SC) of Streptococcus thermophilus or mixed culture (MC) of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus helveticus using 1 $\times$ or 6 $\times$ of cheese coagulants chymosin or Cryphonectria parasitica (CP). Cheeses were analyzed for total solids, fat, protein, ash, salt, and calcium on day 1. Changes in melt characteristics and proteolysis during storage (4 °C) were monitored on 1, 7, 15, and 30 days (d). After 30 d storage, melt area as measured by modified Schreiber test increased only by approximately 2 times in cheeses made with SC as against 3-4 times in the cheeses made with MC. On d 30, creep test showed that the fall in height decreased by approximately 4-5 times in the SC cheeses but approximately 7-9 times in the cheeses made with MC when compared with the values obtained on d 1 for corresponding cheeses. Melt characteristics on d 7 for cheeses prepared with MC almost corresponded to that of d 30 cheeses made with SC, suggesting faster ripening and increase in melt of cheeses made with MC. Soluble nitrogen was also higher in MC cheeses as compared to those made using SC only. The degradation of total $\alpha_{\rm s}$ -casein was higher in the chymosin cheeses and that of $\beta$ -casein in the CP cheeses. The degradation of casein fraction f( _24-199) was higher in MC cheeses as compared to those prepared with SC only. After 30 d storage, the highest percentage breakdown of $\alpha_{\rm s}$ -casein was approximately 75% in cheeses made with MC using 6 $\times$ chymosin and that of $\beta$ -casein was approximately 50% in cheese samples prepared with MC using 6 $\times$ coagulant from Cryphonectria parasitica. Meltability of Mozzarella cheese was better correlated to hydrolysis of $\beta$ -casein and was comparable to soluble nitrogen but least to $\alpha_{\rm s}$ -casein.

Résumé
Fonte et propriétés rhéologiques de fromage Mozzarella en fonction du levain et des enzymes coagulantes utilisés. Des fromages Mozzarella obtenus à partir de lait partiellement écrémé et à faible teneur en humidité ont été fabriqués avec une culture pure (SC) de Streptococcus thermophilus ou avec une culture mixte (MC) de Streptococcus thermophilus et de Lactobacillus helveticus en utilisant deux taux (1 $\times$ et 6 $\times$ ) de chymosine ou d'enzyme coagulante de Cryphonectria parasitica (CP). Les fromages ont été analysés pour leur teneur en matière séche totale, matière grasse, protéines, cendres, sels et calcium au jour 1. Les changements des caractéristiques de fonte et de la protéolyse au cours du stockage (4 °C) ont été mesurés aux jours 1, 7, 15 et 30. Après 30 j de stockage, la surface de fonte mesurée par le test de Schreiber modifié augmentait seulement de 2 fois pour les fromages avec SC contre 3-4 fois pour les fromages avec MC. Au jour 30 le test de fluage a montré que la diminution de hauteur du fromage a baissé approximativement de 4-5 fois dans les fromages avec SC mais approximativement de 7-9 fois dans les fromages faits avec MC comparativement aux valeurs obtenues au jour 1 pour les fromages correspondants. Les caractéristiques de fonte au jour 7 pour les fromages préparés avec MC correspondaient presque à celles des fromages avec SC au jour 30, suggérant un affinage et une augmentation des propriétés de fonte plus rapides des fromages fabriqués avec MC. L'azote soluble était également plus élevé dans les fromages MC comparés à ceux fabriqués avec SC seulement. L'hydrolyse de la caséine $\alpha_{\rm s}$ totale était plus élevée dans les fromages faits avec la chymosine et celle de la caséine $\beta$ dans les fromages CP. L'hydrolyse de la fraction de caséine f( _24-199) était plus élevée dans les fromages MC en comparaison de ceux préparés avec SC seulement. Après 30 jours de stockage, le pourcentage le plus élevé d'hydrolyse de la caséine $\alpha_{\rm s}$ était approximativement de 75 % dans les fromages fait avec MC en utilisant une dose de 6 $\times$ de chymosine et celui de la caséine $\beta$ était approximativement de 50 % dans les fromages préparés avec MC utilisant 6 $\times$ d'enzyme coagulante de Cryphonectria parasitica. L'aptitude à la fonte du fromage Mozzarella était mieux corrélée à l'hydrolyse de la caséine $\beta$ , comparablement à l'azote soluble mais moins bien corrélée à l'hydrolyse de la caséine $\alpha_{\rm s}$ .

Key words: Mozzarella cheese / melt / proteolysis / starter culture / coagulant concentration

Mots clés : Fromage Mozzarella / fonte / protéolyse / levain / concentration en enzyme coagulante

Correspondence and reprints: Rajiv I. Dave Tel.: (605) 688-6276;
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