Healthy cheese: Influence of milk fat components on microbial activity and development of bioactive components in fat reduced cheese.

Prosjektet SUNN OST har skal danne et kunnskapsgrunnlag slik at oster med redusert fettinnhold med gode sensoriske egenskaper kan utvikles. Vi ønsker å øke forståelsen av hvordan melkefett og fettkulemembran komponenter (FKMK) påvirker mikrobiologisk veks t og metabolisme i ost, utvikle metoder for karakterisering av vekst av mikroorganismer i ost, øke forståelsen av hvordan helsemessig gunstige bioaktive komponenter i ost dannes og frigjøres og å kartlegge det probiotiske potensialet hos mikroorganismer s om er viktige for ostemodningen. Når fettinnholdet i osten reduseres, øker ostens innhold av protein og vann. Protein-nedbrytningen (proteolyse) som er viktig for utvikling av riktig konsistens og smak i ost påvirkes av dette, og man ser at en redusert andel av proteinet brytes ned. Mange tiltak for å øke ostens proteolyse i fettredusert ost har vært utprøvd, uten at dette har ført ost av fullgod kvalitet. Redusert proteolyse kan også gi akkumulering av bitre peptider og utvikling av avvikende eller ub alansert smak. Ostens konsistens kan forbedres ved bruk av fett-erstattere, men osten får da ofte ukarakteristiske egenskaper. Elektronmikroskopiske bilder viser at melkesyrebakteriene i osten ofte er konsentrert rundt fettkulene i osten. Fettkulemembrane n inneholder flere komponenter som kan benyttes som energikilde f.eks. flere glycoproteiner, og det har vært vist at noen Lactobacillus stammer som vokser i ost kan utnytte FKMK for vekst og overlevelse. Flere bakterier (melkesyrebakterier og propionsyreb akterier) som vokser i ost er sannsynligvis viktige i den humane tarmfloraen, men få studier er gjort på dette. Hva har vi lært så langt: Mikrobiologisk vekst i ost: De fleste bakterier som lever i ost kan utnytte FKMK for vekst, samtidig som det ser u t til at aminosyreomsetningen også er viktig for deres vekst. Vi har enda ikke klart å vise entydig at disse bakteriene kan utnytte FKMK når de faktisk lever og vokser i osten, men vi har vist at de kan utnytte enkelte aminosyrer som energikilde. Kjerneme lk er rik på FKMK og tilsetning av kjernemelk endrer strukturen og emulgeringen av fettet i osten og påvirker den metabolske aktiviteten til mikroorgansimene i osten. Dette indikerer at FKMK blir utnyttet av mikroorganismene i osten. Lactococcer som finne s i høyt antall i fersk ost befinner seg spredt i ostens matrix, mens Lactobaciller som finnes i lavt antall i fersk ost befinner seg spredt i store klustere med tydelig stressede celler. Et batteri av molekylære teknikker (HRM, DGGE, ARISA og HTS (genoms ekvensiering) er utviklet for raskt å identifisere hvilke arter og stammer som vokser i osten under produksjon og modning. Utvikling av bioaktive komponenter i ost: Utviklingen av blodtrykksenkende peptider i Gamalost er studert og Gamalost har høyest i nnhold av blodtrykksenkende peptider når den er modnet i 10-20 dager. Under fordøyelse i human mage og tarmsaft fant vi at innholdet av blodtrykksenkende peptider økte svakt i Gamalost, mens innholdet av disse peptidene i Norvegia økte mye, og etter fordø yelsen var aktiviteten nesten like stor som i Gamalost. Gamalost som er modnet i 30 dager har et innhold av frie aminosyrer som er på nivå med Parmesan som er modnet i 2 år. Innholdet av Glutamat i Gamalost er skyhøyt, og dette forbindes med grunnsmaken U mami, som er en buljongaktig smak. Til tross for sin kraftige modning inneholder Gamalost lite biogene aminer som kan være helseskadelig, mens den inneholder like mye vitamin K2 som Norvegia ost. En epidemiologisk studie i Vik i Sogn viste at folk som spi ste Gamalost hadde et signifikant lavere systolisk blodtrykk enn de som ikke spiste Gamaost. En intervensjonsstudie der en undersøker helseeffekter av Gamalost og vanlig hvitost er nylig avsluttet og datamaterialet fra denne analyseres nå. Potensielt pr obiotiske bakterier: Overlevelsen til mikroorgansimer som finnes, eller kan finnes i ost er undersøkt gjennom fordøyelses-systemet når de ble inntatt i fermentert melk eller i ost. Laktobasillene fra ost klarer seg godt gjennom fordøyelsen, men de klarer seg bedre som friske nydyrkede celler enn i fermentert melk eller ost, trolig stresses de av syren i den fermenterte melken og av mangel på lett tilgjengelige karbohydrater i osten. Vi fant også, at laktobasillene klarer seg bedre i ost med 10 % fett enn i helfet ost. Propionsyrebakteriene som finnes bl.a. i Jarslbergost klarer seg også svært godt gjennom fordøyelsen. Når osten var vellagret var bakteriene i osten mye mer stresset og de klarte seg mye dårligere gjennom fordøyelsessystemet enn bakterier fr a 7 uker gammel ost. Generelt hadde bakteriene fra ost lavere makrofagaktivering enn patogene bakterier og humane bakterier. Det er verdt å merke seg at det var liten forskjell på makrofag-aktiveringen mellom bakteriene fra ost og den probiotiske stammen Lactobacillus rahmnosus LGG. Det er i totalt publisert 12 vitenskapelige artikler fra prosjektet, ytterligere 10 er under arbeid.

Consumers often regard cheese with reduced fat content of inferior quality; since it often obtains a too elastic and cohesive texture and a deficient flavour. An increased intake of fat-reduced dairy products is recommended by the health authorities. Rece nt research has shown the potential of cheese as a carrier of probiotic bacteria in addition to its content of conjugated linoleic acid (CLA), fat globule membrane components and bioactive peptides. In order to develop healthy cheeses with reduced fat con tent it is essential to understand the influence of the milk fat on cheese ripening and quality. Since proteolysis has had the main focus in cheese research, there is not, at present, sufficient knowledge on the influence of milk fat on cheese ripening. R esent research has shown that some bacteria important for cheese ripening live on the fat globule interface, most probably they utilise fat globule membrane components for survival. In fat reduced cheese a lower number of some of these bacteria have been shown and in these cheeses the development of typical flavour compounds diverge from full fat cheese. Three lines of research will be followed in this project: Line A: The growth, selection and metabolism of lactic acid bacteria will be characterised by m olecular methods in cheese differing in fat content, milk fat composition and the amount of fat globule components. Line B: The utilisation of milk fat and fat globule membrane components and their metabolic products produced by selected strains of lacti c acid bacteria (LAB) and propionic acid bacteria (PAB) will be studied in vitro (under cheese like conditions) and in cheese. Line C: The probiotic potential of LAB and PAB strains important for cheese ripening will be evaluated in vitro by testing thei r acid resistance, bile tolerance and ability to adhere to human cell lines.