كيف تؤثر الثقافات الناضجة في تشكيل قشرة الجبنة وملمسها وطعمها

تحدثت المهندسة التكنولوجية في مجال التكنولوجيا الحيوية الغذائية، فالنتينا مايوسكايت، عن مبادئ إدارة عملية نضج الجبنة خلال مشاركتها في فعالية Cheese Open في أكتاو، كازاخستان. تمتلك الخبيرة خبرة تزيد عن 23 عامًا في صناعة الألبان، ومنذ عام 2021 تعمل كمستشارة مستقلة في مجال تكنولوجيا صناعة الجبن.

ما هي الثقافات الناضجة

تشير الثقافات الناضجة إلى الميكروبات التي تشارك في نضج الجبنة. وفقاً للتكنولوجيا المستخدمة، يتم استخدام الخمائر وGeotrichum candidum, Penicillium candidum, Penicillium roqueforti، بكتيريا من فصيلة Brevibacterium وStaphylococcus xylosus وغيرها، وكذلك مزيج من عدة ثقافات.

لكل منها مهمة تكنولوجية خاصة بها. حيث تستهلك بعض الميكروبات السكريات المتبقية وحمض اللاكتيك داخل الجبنة وعلى سطحها، بينما تقوم أخرى بتحليل البروتينات والدهون، وتلين القوام وتكوين مركبات عطرية متطايرة.

تؤثر الثقافات على تكوين نكهات فاكهية، مكسرات، فطرية، كريمية، كبريتية وحيوانية. كما تحدد اللون، الكثافة، الرطوبة/الجفاف وارتفاع القشرة.

لذا فإن اختيار الثقافة هو في الواقع اختيار لطريقة نضج المستقبل. ليس كافيًا أن تقرر أن الجبنة يجب أن تكون بيضاء، زرقاء أو برتقالية. أن تقرر عن القوام الذي يجب أن تكون عليه الجبنة، وشدة النكهة، وسرعة تشكيل القشرة، وتطور الميكروبات في مراحل مختلفة.

الخمائر تبدأ عملية النضج

تنخرط الخمائر في العملية النضج الأولية. تستهلك السكريات المتبقية واللاكتات داخل الجبنة أو على سطحها، مما يؤثر على البيئة لتنمية ميكروبات أخرى.

Kluyveromyces lactis قادر على تخمير السكريات المتبقية واللاكتات داخل الجبنة. يُساهم استخدامه في تقليل المرارة، والحد من الأكسدة الزائدة، وتليين القوام، وتشكيل النكهات الفاكهية.

Debaryomyces hansenii يعمل بشكل رئيسي على السطح. يستهلك هذا الميكروب السكريات المتبقية واللاكتات، ويساهم في التحكم في الميكروبات غير المرغوب فيها، ويستطيع تكوين نكهات البندق. كما يتمتع بمقاومة جيدة للملح.

Cyberlindnera jadinii، المعروف سابقًا بـCandida utilis، يمكن أن ينتشر داخل الجبنة وعلى سطحها، ويساهم في تشكيل النكهات الفاكهية وطعم الأومامي.

إحدى أهم وظائف الخمائر هي تقليل حموضة السطح، مما يخلق بيئة أكثر ملائمة لنمو الكائنات التي لا تزدهر في الأوساط الحمضية، ولكنها ضرورية لتكوين القشرة.

دور Geotrichum candidum

Geotrichum candidum هو فطر يشبه الخميرة قادر على تكوين ميسيليوم. خلال عملية النمو، يتحلل الميسيليوم إلى سبورات، مكونًا طبقة رقيقة زغبية على سطح الجبنة.

تنمو الثقافة بسرعة في المراحل المبكرة من النضج وتستهلك حمض اللبن. عندما تستوطن على السطح، يمكنها تقليل خطر تطوير ميكروبات التلف.

Geotrichum candidum يمتلك أيضًا نشاطًا بروتينيًا ودهنيًا. تعمل الثقافة على تليين القوام، وتقليل المرارة، وتحرير المركبات التي تؤثر على الرائحة مثل الميثيل كيتونات، الكحوليات، الأحماض الدهنية الحرة والإيسترات الفاكهية.

يختلف المظهر والنشاط بحسب السلالات المختلفة. فبعضها يشكل ميسيليومًا ظاهرًا، بينما يبدو الآخر أكثر تشابهًا مع الخمائر. اعتمادًا على السلالة، يمكن للثقافة تجفيف السطح، ومنع نمو العفن الأزرق غير المرغوب فيه، وتقليل المرارة أو تكوين نكهات ريفية مميزة.

ينبغي أن يأخذ اختيار السلالة بعين الاعتبار ليس فقط مظهر القشرة، ولكن أيضًا توافقها مع الثقافات الأخرى. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يغير Geotrichum candidum ذو النشاط العالي بشكل كبير السطح ويؤثر على تطور العفن الأبيض المستقبلي.

كيف تتشكل القشرة البيضاء

لإنتاج الأجبان ذات العفن الأبيض (أو كما تعرف أيضًا بالقشرة المزدهرة) يستخدم Penicillium candidum، المعروف أيضًا باسم Penicillium camemberti. هذا العفن الميسيليومى يستفيد من الكربونات في الجبنة ليشكل قشرة بيضاء مميزة على السطح.

تظهر العلامات المرئية الأولى لنموه عادة بعد اليوم الثالث إلى الخامس من النضج. يساعد التكوين السريع للقشرة في احتلال سطح الجبنة وتقليص خطر الاستيلاء عليه بواسطة ميكروبات غير مرغوب فيها.

مع ذلك، يمكن أن تختلف القشرة البيضاء في مظهرها من حيث الكثافة، الارتفاع، وظلال اللون الأبيض اعتمادًا على السلالة المستخدمة. التناسب البروتيني والنشاط دهني هي سمات تكنولوجية حاسمة تضبط متى يتفكك البروتينات والدهون بدءًا من القشرة ويتقدمان تدريجياً للداخل. لهذا السبب تنضج الأجبان الطرية ذات العفن الأبيض من القشرة نحو المركز.

في وجود نشاط بروتيني عالي، يصبح الجزء تحت القشرة سائلًا بشكل أسرع. إذا كانت العملية تسير بوتيرة مفرطة أو غير متوازنة، قد ينتج عن ذلك طبقة خارجية ناعمة جدًا بينما يبقى القلب أكثر صلابة.

النشاط الدهني يسهم في تكوين المركبات الذوقية والعطرية مثل الميثيل كيتونات، الإيسترات، الكحوليات الأولية والثانوية، والمركبات التي تحتوي على الكبريت. مزيج هذه المركبات ينشئ نكهات فطرية وفاكهية وخضراء وغيرها من النغمات المميزة.

لذلك، يجب أن يكون اختيار Penicillium candidum مرتبطًا بالوصفة، شكل الجبنة، مدة النضج والفترة المتوقعة للاستخدام.

ما يحدث داخل الجبنة الزرقاء

في الأجبان الزرقاء، يلعب Penicillium roqueforti دورًا أساسيًا. بعض السلالات من هذا النوع تتكيف لتزدهر داخل عجينة الجبنة، محمية من الملح وبتوفر محدود للأكسجين.

عادةً ما تضاف الثقافة للحليب. وبعد تشكيل الجبنة، تُنشأ قنوات الهواء الضرورية لتنمية العفن. ينمو Penicillium roqueforti في التجاويف الهوائية، مشكلًا خطوط زرقاء أو خضراء مميزة.

تؤثر الثقافة ليس فقط على اللون بل تشارك أيضًا في تغيير القوام وتشكيل نكهة الجبنة الزرقاء بفضل نشاطها البروتيني والدهني.

يمكن أن تتميز سلالات Penicillium roqueforti بمعدلات نمو مختلفة، وتدرجات الألوان، ومقاومة الملح وشدة النكهة. لذلك، تستطيع ذات التكنولوجيا إنتاج جبنة كريمينة طرية أو منتج ذو نكهة حادة وحادة ومتواصلة.

العناية بالأجبان الزرقاء تتطلب عناية بكل من الهيكل والعفن. من دون عدد كاف من التجاويف الهوائية، لن يكون العفن قادرًا على النمو بالتساوي. بالإضافة إلى ذلك، يجب توفير التفريغ المناسب لثاني أكسيد الكربون، حيث يمكن أن يؤدي تراكمه إلى توقف النمو.

كيف تُنشأ القشرة المغسولة

تُبنى القشرة المغسولة على عمل متتابع لمجموعات متعددة من الميكروبات المجهرية. في المراحل الأولى، تسهم الخمائر وGeotrichum candidum في تقليل حموضة السطح. يتيح ذلك بيئة أفضل لميكروبات أخرى حساسة للحمض.

يعد Staphylococcus xylosus أحد هذه الثقافات، وهي بكتيريا مقاومة للملح تبدأ في النمو بشكل نشط بعد تقليل الحموضة بواسطة ميكروبات أخرى. بفضل نشاطها الإنزيمي، يمكن لـStaphylococcus xylosus أن تؤثر على قوام الجبنة وتشكل نكهات فاكهية وتشارك في تطوير قشرة برتقالية رطبة أو تساهم في تجفيف السطح.

تعود الألوان والروائح المميزة للعديد من الأجبان ذات القشرة المغسولة إلى البكتيريا من فصيلة Brevibacterium. هذه البكتيريا مقاومة للملح وتحتاج الأكسجين، وعادة ما تنمو بعد أن تكون الميكروبات الأخرى قد أعدت السطح.

اعتمادًا على السلالة، يمكن لهذه البكتيريا تكوين سطح ذو ألوان تتراوح بين الأحمر والبرتقالي والبيج والكريمي أو البني. يمكن أن تظل القشرة رطبة ولزجة أو تصبح أكثر جفافًا.

يعد تأثير Brevibacterium على النكهة والروائح ملموسًا جدًا، حيث ينتج مركبات كبريتية يمكن أن تضفي نكهات الثوم، والكرنب، والفاكهة، والقشدة.

هذه الخصائص لا يجب اعتبارها بالضرورة عيوبًا، حيث أنها تمثل جزءًا من الملف الذوقي المتوقع لفئات معينة من الأجبان. هدف التكنولوج هو الحفاظ على كثافتها في النطاقات التي تناسب الأسلوب المختار للمنتج.

لماذا تستخدم الثقافات في تكوينات مختلطة

نادرًا ما يكتمل النضج بواسطة ميكروب واحد، حيث تتفاعل الثقافات مع بعضها البعض بشكل متتابع مما يغير من الحموضة، الرطوبة، توفر المواد الغذائية وحالة السطح.

لذلك، تستخدم في الممارسة تركيبات من الخمائر والعفن والبكتيريا، والتي يتم اختيارها بناءً على قدرتها على النمو المتزامن وتحقيق نتائج تكنولوجية محددة.

يمكن لمثل هذه المجموعات تسريع تكوين القشرة، ضمان لونها المتساوي، إدارة رطوبة السطح وإنشاء الملف العطري المطلوب.

الإدارة الدقيقة لتكوين الميكروبات المجهرية مهمة خاصة عند العمل مع حليب مبستر. فالبسترة تزيد السلامة الميكروبية للمادة الأولية في حين أنها تقلل من تنوع الميكروبات الطبيعية. يتيح إدخال الثقافات المختارة المستهدفة استعادة بكتيريا الحليب الخام اللازمة لعملية النضج.

ولكن، لا تعفي التركيبات الجاهزة من الثقافات صانع الجبنة من التحكم في العملية، حيث تعتمد النتيجة على جودة الحليب، والمكونات والتكنولوجيا المستخدمة، مستوى الحموضة، محتوى الرطوبة، الدهون والملح، وكذلك على ظروف النضج.

النضج كسلسلة من العمليات

يبدأ إدارة النضج قبل فترة طويلة من إدخال الجبنة إلى غرفة النضج. تتأثر النتيجة النهائية بتكوين الحليب، نظام البسترة، الثقافات والإنزيمات المستخدمة، سرعة تكوين الحمض، عامل الرطوبة، ومحتوى الملح.

بعد تمليح الجبنة، تستمر العملية في غرفة النضج. أولاً، يتم تطوير ميكروبات القادرة على العمل في البيئة الأكثر حموضة. تقوم هذه الميكروبات بتعديل السطح لإعداده للمشاركين القادمين في عملية النضج. من خلال التحليل البروتيني والدهني، تتغير قوام الجبنة ورائحتها وطعمها.

إذا تم تعطيل أي مرحلة، فقد تتطور الميكروبات التالية ببطء أو بشكل غير متساوٍ أو في اتجاه غير مرغوب فيه. على سبيل المثال، يمكن أن تؤخر عدم تقليل الحموضة بشكل كافٍ تكوين القشرة المغسولة. الرطوبة المرتفعة تزيد من خطر اللزوجة والنمو غير المرغوب للميكروبات المجهرية. في المقابل، يمكن أن تؤدي الرطوبة المنخفضة إلى تجفيف السطح بشكل مفرط وتبطيء النضج.

لذا، يتطلب النضج مراقبة مستمرة. يقوم التكنولوج بتقييم سرعة تكوين القشرة، لونها ورطوبتها، رائحتها، تجانس نمو الثقافات وتغيير القوام. عند الضرورة، يتم تعديل درجات الحرارة والرطوبة وسرعة التهوية، وتكرار التقليب وجدول معالجة السطح.

الاستنتاج الرئيسي هو أن الجبنة لا تنضج بمفردها. تحدد الثقافات الاتجاه البيوكيميائي للعملية، لكن التكنولوج هو من يخلق الظروف التي تحقق العمل وتؤدي إلى النتيجة المتوقعة.