Lait 86 (2006) 453-459
DOI: 10.1051/lait:2006018

Note

Microstructure of pasteurized process cheese manufactured from vacuum condensed and ultrafiltered milk

Vikram V. Mistry, Ashraf N. Hassan and Mayur R. Acharya

Midwest Dairy Foods Research Center, Dairy Science Department, South Dakota State University, Brookings SD 57007, USA

(Received 28 March 2006 - Accepted 19 September 2006 - Published online 13 December 2006)

Abstract - Milk standardized to 45 g·kg^-1 protein (UF1 and CM1) and 60 g·kg^-1 protein (UF2 and CM2) using ultrafiltered milk (150 g·kg^-1 protein) or vacuum condensed milk (120 g·kg^-1 protein) was used for manufacturing Cheddar cheese. Pasteurized Process cheeses were manufactured using a 1:1 blend of 18-week and 30-week Cheddar cheese. The moisture content of the Process cheeses ranged from 393 to 402 g·kg^-1. Fat content was the highest in the control cheese (350 g·kg^-1) and the lowest in UF2 (316 g·kg^-1). Microstructure of cheeses was observed using cryo-scanning electron microscopy. Fat globules of different sizes embedded in the continuous protein network were observed. Whereas, a porous structure with relatively large pores was noted in the control cheese, more compact protein masses were observed in cheeses made from concentrated milk. Fat globules in all cheeses were surrounded by cavities. Firmness of cheese was associated with less porous (compact) protein network. Large areas of dense highly fused protein were observed in UF2 cheeses, which showed the highest resistance to compression (highest firmness). Fractures in the protein network were observed as the firmness of cheese increased. Such fractures reduced the ability of protein network to entrap fat and increased the level of free oil. Appendages connecting fat globules to protein network were seen in cheese containing low amounts of free oil which indicated good emulsifying properties. The continuous less rigid protein structure with good emulsifying properties (the presence of appendages connecting protein network to fat globules) produced cheese with increased meltability. This study shows that the application of concentrated milks for Cheddar cheese-making influences Process cheese functionality and structure.

Résumé - Microstructure de fromage fondu pasteurisé fabriqué à partir de lait concentré sous vide ou ultrafiltré. Du lait standardisé en protéines à 45 g·kg^-1 (UF1 et CM1) et à 60 g·kg^-1 (UF2 et CM2) à l'aide de lait ultrafiltré (150 g·kg^-1 de protéines) ou concentré sous vide (120 g·kg^-1 de protéines) a été utilisé pour fabriquer du cheddar. Des fromages fondus pasteurisés ont été fabriqués à partir d'un mélange 1 : 1 de cheddar de 18 semaines et de 30 semaines d'affinage. La teneur en eau des fromages allait de 393 à 402 g·kg^-1. La teneur en matière grasse la plus élevée a été obtenue dans le fromage témoin (350 g·kg^-1) et la plus faible dans le fromage UF2 (316 g·kg^-1). La microstructure des fromages a été observée par cryo-microscopie électronique à balayage (cryo-SEM). Des globules gras de différentes tailles, imbriqués dans le réseau protéique continu, ont été observés. Alors qu'une structure poreuse, avec des pores relativement larges, a été observée dans les fromages témoins, des masses protéiques plus compactes sont apparues dans les fromages obtenus avec le lait concentré. Dans tous les fromages, les globules gras étaient entourés de cavités. La fermeté du fromage était associée à un réseau protéique moins poreux (compact). De larges zones de protéines denses très fusionnées ont été observées dans les fromages UF2 présentant la plus grande résistance à la compression (fermeté maximale). Avec l'augmentation de la fermeté des fromages, des fractures sont apparues dans le réseau protéique, réduisant sa capacité à inclure la matière grasse et augmentant le taux de matière grasse libre. Des joints de connexion reliant les globules gras au réseau protéique ont été observés dans le fromage ayant le moins de matière grasse libre, et donc de bonnes propriétés émulsifiantes. La structure protéique continue la moins rigide, avec de bonnes propriétés émulsifiantes (présence de joints de connexion reliant réseau protéique et globules gras), a conduit à un fromage présentant une aptitude à la fonte accrue. Cette étude montre que l'utilisation de lait concentré pour la fabrication de cheddar affecte les propriétés fonctionnelles et la structure du fromage fondu.

Key words: ultrafiltration / condensing / Process cheese / microstructure

Mots clés : ultrafiltration / concentration / fromage fondu / microstructure

Corresponding author: Vikram V. Mistry vikram.mistry@sdstate.edu

© INRA, EDP Sciences 2006