L'aroma microbià dels formatges

Les olors i aromes dels formatges són el resultat natural del variat metabolisme microbià, perquè els microorganismes, siguin bacteris o fongs, són components essencials de moltes varietats de formatges i tenen papers importants en la seva elaboració i maduració.

Els formatges

Els formatges són aliments obtinguts a partir de la coagulació de la llet, i per tant són productes lactis (productos lácteos en castellà, dairy products en anglès). La llet usada és sobretot de vaca, ovella, cabra o búfala, i també barreges d’aquestes, i pot ser crua o pasteuritzada. La coagulació es pot fer directament amb àcid —com suc de llimona o vinagre— o amb bacteris làctics que produeixen àcid làctic a partir de la lactosa, o amb enzims proteolítics, que són els més utilitzats.

Els enzims proteolítics són el quall animal, que és un extracte del quart estómac dels remugants lactants, o bé altres d’origen bacterià, fúngic o vegetal. Els enzims de tots aquests qualls desestabilitzen la caseïna, la qual cosa origina la formació del coàgul, que engloba el xerigot líquid i els glòbuls de greix làctic. Una part de les caseïnes d’aquests glòbuls o micel·les reaccionen amb el calci de la llet, formant una xarxa de proteïna i calci que engloba aigua, els seus soluts i el greix.

Hi ha alguns formatges de coagulació làctica exclusivament, o sigui, que només és la resultant de l’àcid làctic produït pels bacteris, com és el cas dels formatges d’untar, per exemple el brie o el camembert. Aquests bacteris làctics ja hi són a la llet crua o s’inoculen als formatges de llet pasteuritzada, i també contribueixen a l’eliminació de microorganismes patògens per la disminució del pH i altres compostos que produeixen.

Tot seguit de la coagulació se separa el xerigot mecànicament amb el tallat i remogut, i en alguns formatges també es fa escalfant. A continuació té lloc l’emmotllament i alguns es premsen per aconseguir una menor retenció de líquid. A la major part de formatges es fa el salatge, amb sal seca o submergint-los en salmorra unes hores, per tal de regular millor la maduració posterior.

Per iniciar la maduració dels formatges, en primer lloc, es deixen assecar en sales ventilades un temps curt per començar a formar la crosta, molt variable segons el formatge, i a més amb l’aire es desenvolupa la microbiota superficial de molts formatges. Després, a les sales de maduració amb temperatures entre 8 i 14ºC i humitats superiors al 80% s’afavoreix el creixement microbià, tant aeròbic com anaeròbic, i l’activitat enzimàtica. La majoria dels aromes característics són producte d’aquesta fase, com a resultat de lipases i proteases pròpies dels microorganismes específics de cada formatge.

Les molt diverses condicions en les etapes d’elaboració esmentades expliquen la gran varietat de formatges (Figura 1). Alguns dels factors interdependents que intervenen en les característiques dels diversos formatges són la composició i origen de la llet, la microbiota present en la llet crua o inoculada amb els cultius estàrters, els factors mecànics com el tallat, el remogut i la pressió, i el temps de maduració. Aquest sobretot influirà en el contingut d’humitat final, molt variable, des dels tous als semidurs o els durs.

Figura 1. Diversitat de formatges - Imatge de Eva Kröcher, Creative Commons.

També cal tenir en compte factors físicoquímics com la temperatura d’elaboració, el potencial redox —ja que l’interior és anaerobi— i el pH. Aquest és àcid a la majoria de formatges, prop de pH 5, degut a l’àcid làctic, però també a l’acètic i propiònic. Altres components variables, a banda de la sal afegida — 0.7-7 g/100 g—, són el contingut de calci —depenent de la llet i del sistema de coagulació— i l’addició en alguns casos de nitrat K o Na per tal de prevenir els clostridis, com és el cas dels holandesos edam i gouda (Beresford 2001).

L’escorça o pell és també un element variable i molt important dels formatges, excepte els frescos. Pot ser d’aspecte florit blanc com als brie o camembert amb els típics Penicillium camemberti, o untós i de color ataronjat a causa del rentat amb solució salina i creixement bacterià extern, o també de maduració natural amb escorça seca, amb diversos bacteris en molts casos. Els microorganismes presents en totes les escorces ho són en forma de biofilm (Wolfe et al., 2014).

Finalment, alguns formatges són fumats, com a mètode addicional de conservació —de la mateixa manera que molts altres aliments— i com a variants aromàtiques interessants. Això es fa amb alguns idiazabal, cheddar, gouda, mozzarella i provolone, per exemple.

Amb això, els formatges són possiblement els productes alimentaris més diversos, amb més de 6.000 varietats, i la majoria estan associats a alguna determinada regió o país del món, si bé són majoria els països amb tradició ramadera com els europeus, asiàtics centrals i del sud-oest, i africans del nord i de l’est.

Els microorganismes “fan” els molt diversos formatges

Com en molts altres aliments fermentats, al llarg del temps i sobretot aquest darrer segle se n’han anat seleccionant alguns microorganismes més eficaços en la producció de diversos formatges, que s’utilitzen com a cultius iniciadors o estàrters (Taula 1). Els principals d’aquests són els cultius de bacteris làctics, que poden ser usats individualment o en combinació a l’inici del procés, i que són els responsables de l’acidificació primària. Un 40% d’aquests són Lactococcus (Figura 2). Els bacteris làctics també es fan servir com a estàrters de maduració, sobretot alguns Leuconostoc i Lactobacillus.

Figura 2. Lactococcus lactis vist al microscopi electrònic de rastreig - Imatge original cedida per Beatriz Martínez, IPLA-CSIC, Oviedo

Els altres bacteris més freqüentment utilitzats com a estàrters són actinobacteris, o sigui, bacteris gram-positius amb alt contingut de G+C, com Propionibacterium freundenreichii. El propiònic que produeixen és característic dels formatges d’estil suís emmental, gruyère, appenzell i comté, amb forats produïts pel CO₂ en alguns d’aquests, com emmental (Beresford et al., 2001).

Taula 1. Cultius estàrters microbians més usuals per a l’elaboració de formatges, amb els efectes més destacables, a banda de la producció de molt diversos compostos aromàtics, comuna a tots ells. Adaptada de Mayo et al. (2021)

L’actinobacteri corineforme B. linens és el més comú als formatges madurats de pasta tova amb escorça rentada, com el pont-l’évêque, munster i altres. Són formatges de curta maduració, als quals se’ls frega l’escorça amb una salmorra lleugera, que inhibeix el creixement de floridures i afavoreix el creixement d’alguns llevats i, sobretot, de B. linens, que dona un color ataronjat per alguns carotenoides i una olor i sabor ben intensos.

Entre els fongs utilitzats com a estàrters (Taula 1), destaquen les floridures més conegudes, tant l’externa de P. camemberti dels brie, camembert i altres, així com la interna de venes blaves o verdoses de P. roqueforti de quasi tots els formatges blaus, per exemple rocafort, stilton, cabrales, o Picón. D’altra banda, Geotrichum candidum és un fong ascomicet també present als formatges de pasta tova.

A banda dels grups microbians esmentats, els llevats també són ben presents, i de fet han estat subestimats. A banda de la llet, poden venir de l’ambient de la planta d’elaboració i de les sales de maduració. Les espècies de llevats més abundats als formatges són Debaromyces hansenii, Candida utilis i Kluyveromyces lactis, i tenen un paper rellevant als formatges de pasta tova madurats, com el gruyère (Zheng et al., 2021).

Compostos de les olors microbianes dels formatges

La producció dels compostos aromàtics dels formatges va lligada, en primer lloc, a les rutes bioquímiques del metabolisme primari dels microorganismes. Cal assenyalar que aquí el terme “aromàtic” es refereix a compostos relacionats amb “aromes” en general, i no es refereix al concepte de compost químic orgànic insaturat amb cicles conjugats basats en el benzè. Els compostos produïts són volàtils, que inclouen alcohols, àcids, èsters, aldehids i cetones, que són la font de les olors, i també no volàtils, com àcids orgànics de cadena mitjana, aminoàcids, sucres, nucleòtids, polipèptids i altres molècules petites, que són la base dels gustos o sabors.

Els compostos odorífers microbians més destacables als formatges són recollits a la Taula 2 i a continuació es descriuen alguns d’ells.

A banda de les olors pròpies de la llet, els bacteris làctics són els predominants a les etapes inicials i per tant són responsables de gran part de les olors dels formatges més frescos i menys madurats. El cítric —si bé no és pròpiament un carbohidrat— és l’àcid orgànic més abundant a la llet (aprox. 1.5 g/L) i és utilitzat pels bacteris làctics. El piruvat, intermediari del metabolisme del cítric i de la lactosa residual a àcid làctic, és el precursor de compostos aromàtics, com acetat, acetoïna (3-hidroxibutanona) i diacetil (butan-2,3-diona), amb olors de mantega i ametlles.

L’olor picant, dolça o com a nous dels formatges d’estil suís és deguda a l’àcid propiònic, produït com hem vist sobretot per Propionibacterium, a partir del làctic.

Sens dubte, la maduració és la fase més important en quant a l’aparició dels aromes dels formatges. Les reaccions de metabolisme secundari són responsables de la formació de molts aromes i olors específics de cada tipus de formatge. Aquestes reaccions inclouen descarboxilacions d’aminoàcids, transaminacions, desaminacions, beta-oxidació d’àcids grassos, i esterificació.

Els mateixos bacteris làctics de les fases inicials alliberen enzims lipolítics que hidrolitzen els greixos i generen àcids grassos i triglicèrids. A banda de l’acètic i el propiònic esmentats, els àcids grassos de més de 4 C es formen fàcilment. El hexanoic dona un aroma picant i com de suat, l’octanoic recorda la cera i les cabres, i el decanoic una olor cítrica i de greix.

Els àcids grassos de cadena curta són convertits en altres compostos aromàtics com els alcohols i lactones. Els èsters també tenen un paper important en la formació d’aromes o sabors dolços, fruitals i florals. D’altra banda, els àcids grassos reaccionen amb el grup sulfhidril d’aminoàcids formant tioèsters com el tioacetat de S-metil i altres, que donen aromes de sofre, com l’all i els ous.

La hidròlisi de la caseïna per les proteases alliberades pels microorganismes és la ruta bioquímica més important per a la formació d’aromes en els formatges durs o semisecs, amb maduració. Aquestes proteases i peptidases clau en l’obtenció dels aminoàcids estan molt lligades a l’autòlisi de les cèl·lules bacterianes i fúngiques. Aquesta autòlisi, com a procés natural molt important a tots els aliments fermentats, té lloc sobretot a la maduració del formatge, quan comencen a ser escassos els substrats.

Els aminoàcids lliures són transformats en una sèrie de compostos relacionats amb aromes, com cetones o aldehids, i per desaminació es formen substàncies com el 3-metilbutanol o altres, que donen olors de malta o de patata cuita. Els compostos orgànics volàtils de sofre derivats de la metionina, com el metantiol o els coneguts sulfur de dimetil, disulfur i trisulfur de dimetil, que donen olors —o pudors— de col, verdura o alls (Zheng et al. 2021).

Taula 2. Compostos identificats com odorífers més destacables en formatges, produïts per microorganismes, agrupats per grups funcionals (Adaptat de Curioni & Bosset 2002).

Olors o pudors?

En qualsevol cas, els formatges són productes dinàmics i els seus aromes evolucionen durant la maduració des de molt suaus i delicats fins a complexes olors que en alguns casos arriben a ser nauseabunds (Kilcawley 2017). Curiosament, sovint els formatges amb olors aparentment més desagradables tenen un sabor més suau i agradable, com el blau rocafort, o l’époisses de la Borgonya (Figura 3), amb una olor molt forta però molt cremós.

Figura 3. Formatge époisses de la Borgonya, de pasta tova amb escorça rentada - Imatge: Coyau, Creative Commons.

Uns dels formatges d’aromes més forts, penetrants i desagradables són els madurats de pasta tova amb escorça rentada, sempre amb salmorra o una solució salina, i sovint a més a més amb begudes alcohòliques com la cervesa (al Vieux Boulogne) o aiguardent (a l’époisses) —com es fa amb el català formatge de tupí, si bé aquest és picant però d’olor agradable—. Alguns altres d’aquests formatges són els munster d’Alsàcia, reblochon de la Savoia francesa, limburger belga i alemany i Pont-l’Évêque de Normandia.

En tots aquests formatges l’actinobacteri B. linens hi és present. De fet, en una primera fase de maduració després del rentat hi creixen llevats, que degraden el lactat i desaminen els aminoàcids resultants de la proteòlisi prèvia. La desaminació dona cetoàcids i amoni, que fa pujar el pH a la superfície, i afavoreix el creixement de B. linens (Beresford et al., 2001).

Entre aquests destaquen els de sofre, com els tiols o mercaptans, metantiol, SH₂, disulfurs i metiltioèsters, però també altres volàtils com amines. Tot plegat són olors de col podrida, ous passats, i que són els mateixos que l’olor de peus, ja que B. linens també és present a la pell i suor humanes (Sourabié et al., 2012). En resum, aquest bacteri és el més relacionat amb la pudor d’aquests formatges.

Conclusió

Els formatges són uns aliments molt nutritius, apetitosos i els més diversos dels productes fermentats. Com a tal, la seva producció implica la intervenció de microorganismes, ja sigui espontàniament els que ja hi són a la llet o a l’ambient que envolta l’elaboració, o bé inoculant-hi en forma d’estàrters els que han estat seleccionats, després de mil·lennis de produir formatges. Els diferents microorganismes implicats són sobretot els bacteris làctics —com Lactococcus— a quasi tots els formatges, però també alguns actinobacteris com Brevibacterium linens als madurats de pasta tova amb escorça rentada, o Propionibacterium als formatges d’estil suís, i els fongs filamentosos Penicillium camemberti als de pasta tova amb floridura externa blanca i P. roqueforti als formatges blaus amb floridura interna.

Tots aquests microbis, a més d’altres no tan coneguts, metabolitzen de forma diversa els compostos de la llet, des de la lactosa i el làctic resultant, el cítric, els triglicèrids i altres lípids, i les proteïnes, bàsicament la caseïna, sobretot al llarg de la maduració. Com a resultat, apareixen molts diversos compostos aromàtics, incloent alcohols, àcids, aldehids, cetones, lactones, furans, compostos nitrogenats i els característics no tan agradables compostos de sofre. La diversitat d’aquests compostos genera una varietat d’olors que contribueixen a la riquesa organolèptica indubtable dels formatges. Algunes de les olors —i els sabors conseqüents— són determinades per alguns compostos concrets que s’associen clarament a alguns dels microorganismes, però en molts formatges la riquesa i complexa aromaticitat és resultat de força diversos microorganismes, en uns ecosistemes dinàmics encara no molt coneguts però amb resultats exquisits.

Bibliografia

Beresford TP, Fitzsimons NA, Brennan NL, Cogan TM (2001): “Recent advances in cheese microbiology”. International Dairy Journal 11, 259-274

Curioni PMG, Bosset JO (2002): “Key odorants in various cheese types as determined by gas chromatography-olfactometry”. International Dairy Journal 12, 959-984

Kilcawley KN (2017): “Cheese flavour” (capítol 13). a: Fundamentals of Cheese Science, ed. Fox PF et al. Springer, Boston MA, USA

Mayo, B., Rodríguez, J., Vázquez, L., Flórez, A.B. (2021): “Microbial Interactions within the Cheese Ecosystem and Their Application to Improve Quality and Safety”. Foods, 10(3), 602

Sourabié AM, Spinnler HE, Bourdat-Deschamps M, Tallon R, Landaud S, Bonnarme P (2012): “S-methyl thioesters are produced from fatty acids and branched-chain amino acids by brevibacteria: focus on L-leucine catabolic pathway and identification of acyl-CoA intermediates”. Appl Microbiol Biotechnol 93(4):1673-83

Wolfe BE, Button JE, Santarelli M, Dutton RJ (2014): “Cheese Rind Communities Provide Tractable Systems for In Situ and In Vitro Studies of Microbial Diversity”. Cell 158, 2, 422-433.

Zheng X, Shi X, Wang B (2021): “A review on the general cheese processing technology, flavor biochemical pathways and the influence of yeasts in cheese”. Front Microbiol 12, 703284

NOTA:

Adaptació de l’article “Els microbis de l’aroma dels formatges”, publicat el 29 de juny de 2025 al blog Bios i altres d’Albert Bordons