Understanding the impact of different cheese-making strategies on Mozzarella cheese properties

Le fromage Mozzarella entre dans la composition de plusieurs mets populaires d’Amérique du Nord. L’aptitude de ce fromage à être râpé et ses propriétés caractéristiques de cuisson en font un ingrédient idéal. Ces qualités sont attribuées principalement aux propriétés physiques particulières de ce fromage sous certaines conditions de cisaillement et de température. Le but de ce projet était d’évaluer l’impact de différentes stratégies couramment mises en oeuvre dans l’industrie fromagère sur la composition, la microstructure et les propriétés physiques du fromage. Diverses stratégies ont été étudiées : les conditions de filage du caillé lors du procédé de « pasta filata », l’addition de protéines sériques dénaturées, le contrôle de la minéralisation et le vieillissement du fromage. Les résultats ont démontré que le contrôle de l’intensité mécanique et thermique fournie lors du filage permettait respectivement de réduire les pertes de solides et d’améliorer la répartition de la phase aqueuse dans la matrice fromagère. L’aptitude au râpage du fromage peut être optimisée en combinant l’utilisation de plusieurs stratégies dont la réduction du calcium colloïdal, un temps de vieillissement adéquat et un râpage à basse température. Par ailleurs, des changements aux facteurs mentionnés précédemment sont apportés lors de l’ajout de protéines sériques dénaturées, ces dernières ayant un impact sur la composition et la structure du fromage. Des modèles prédictifs de l’aptitude au râpage ont été développés en sélectionnant uniquement les descripteurs de composition et de texture pertinents. La perception sensorielle du fromage cuit sur pizza et les propriétés physiques du fromage fondu ont été considérablement influencées par l’évolution physico-chimique du fromage au cours du vieillissement. L’utilisation d’une nouvelle approche pour la caractérisation des propriétés rhéologiques du fromage fondu sous fortes contraintes a permis d’établir de bonnes relations avec les descripteurs sensoriels de texture. Ce travail a permis de valider l’hypothèse que l’utilisation d’une ou plusieurs stratégies simples et accessibles pouvait être mise de l’avant afin d’optimiser les propriétés physiques du fromage Mozzarella. Cela contribue à une meilleure compréhension des facteurs pouvant être contrôlés afin de développer des fromages avec des attributs spécifiques, lorsqu’utilisés comme ingrédient.

Mozzarella cheese is expected to perform various key attributes when used as a food ingredient. The shreddability and the melting properties of cheese during and after baking are mainly governed by the physical properties of cheese when subjected to external factors such as shear and temperature. Therefore, the goal of this project was to evaluate the impact of cheese-making strategies commonly used in the dairy processing industry on the cheese composition, microstructure, and physical properties. Various strategies were studied: pasta filata process conditions, addition of denatured whey protein (WP-D) to milk, control of curd mineralization, and cheese aging. Results showed that controlling the mechanical and thermal intensity during the pasta filata process can lead to reduced cheese solid losses and a better distribution of water within cheese microstructure, respectively. The ability of cheese to be shredded can be increased using a combination of multiple factors such as lowering colloidal calcium phosphate associated with casein, proper aging, and by reducing cheese temperature before shredding. However, an optimisation of the previous factors should be done if WP-D is added because of its impact on cheese composition and structure. Predictive models to assess cheese shreddability were built using only few relevant compositional and textural descriptors. Sensory perception of baked cheese texture and physical properties of melted cheese were dramatically influenced by the physico-chemical evolution of cheese during aging. Melted cheese texture was satisfactorily related to different sensory attributes using a novel approach to determine the rheological properties under the large stress experienced during mastication. This work validated the hypothesis that simple cheese-making strategies, alone or combined, can be used to optimize the cheese physical properties. This contributes to a better understanding of the factors that can be controlled to improve or develop cheese ingredient with specific attributes.