Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk and will not allow the current variation in sensory quality and ripening time. In this project we develop new knowledge about the microflora flow from farm to cheese. With techniques based on DNA sequencing we study how on-farm factors in production and handling of silage affect the microflora of forages, raw milk and cheese and identify bacteria affecting ripening time, taste and texture of the long-ripened cheese. In the project dairy farmers, cheese industry, advisory service and researchers collaborate to develop and economically evaluate new concepts for quality assurance of forages, raw milk and long-ripened cheese with the aim to increase the profitability in the whole value chain.

Ökad produktion och export av mejeriprodukter med höga mervärden, såsom långlagrad hårdost, framförs som viktiga steg för en positiv utveckling av svensk mejerisektor. En ökad satsning på svensk premiumost kräver dock ökande volymer av garanterat högkvalitativ mjölkråvara och tillåter inte nuvarande variation i ostarnas sensoriska kvalitet och mognadstid. I projektet utvecklar vi ny kunskap om mikroflorans flöde från gård till färdig ost. Med nya tekniker baserade på DNA-sekvensering studerar vi hur mikroflorans sammansättning i grovfoder, mjölkråvara och ost påverkas av gårdsnära faktorer i produktion och hantering av ensilage. Vi identifierar även bakterier med betydelse för den långlagrade ostens lagringstid, smak och textur. I projektet medverkar mjölkföretagare, ostindustrin, rådgivningen och forskare för att utveckla och ekonomiskt utvärdera ett nytt koncept för kvalitetssäkring av grovfoder, mjölkråvara och långlagrad ost med syfte att öka lönsamheten i hela värdekedjan.

I projektet studerades hur gårdsnära faktorer påverkar mikrofloran i hela värdekedjan från grovfoder till ost. Mjölk från utvalda gårdar i Norrland användes i fullskaliga ystningar, och i anslutning till varje ystning analyserades mikrofloran i grovfoder, tank-, och silomjölk. Ostarna analyserades under lagringen med avseende på mikroflora, aromämnen och fria aminosyror. Resultaten visar att grovfodrets mikroflora påverkades av ensileringsmetoden på gård. Tankmjölkens mikroflora påverkades av grovfodret, men även av inhysnings- och mjölkningssystem. Silomjölkens mikroflora återspeglade mikrofloran i tankmjölken från de största gårdarna. Aromämnen och fria aminosyror frigjordes i takt med ostens lagringstid, men i motsats till det förväntade utgjorde de smakproducerande laktobacillerna en liten andel av mikrofloran. Studien visar att foderkonservering och rutiner vid mjölkningen påverkar tankmjölkens mikroflora, och att potentiellt viktiga bakteriestammar återfinns i hela värdekedjan.

Kunskap om faktorer som påverkar den obehandlade mjölkens mikroflora, särskilt förekomsten av vissa smakproducerande mjölksyrabakterier, är viktig för framgångsrik produktion av traditionell svensk långlagrad hårdost. I projektet studerades mikrofloran i värdekedjan från grovfoder till mjölk, hur dess sammansättning påverkas av gårdsnära faktorer i produktion och hantering av ensilage, och dess betydelse för den långlagrade osten. Baserat på förväntad mjölkkvalitet valdes 18 mjölkgårdar i norra Sverige ut för studien, och gårdarna delades in i tre grupper; A) hög andel mjölksyrabakterier i mjölkens mikroflora, B) lågt antal klostridieliknande bakterier och hög proteinhalt i mjölken och C) en kontrollgrupp med gårdar som producerade mjölk med genomsnittlig mikroflora och sammansättning. Syftet med att skapa tre grupper med gårdar var att generera största möjliga variation i den resulterande silomjölken på mejeriet. Mjölken användes för fullskaliga ystningar på ett kommersiellt mejeri vid tre tillfällen mellan 2017–2018.

Vid varje ystningstillfälle analyserades mikroflorans sammansättning i grovfoder och tankmjölk från gårdarna, samt i silomjölken på mejeriet. Information om besättningarna och deras mjölkproduktion samlades in, och rutiner och foderdata dokumenterades. Förändringar i ostarnas mikroflora, aromämnen och fria aminosyror analyserades regelbundet under ostmognaden fram till 20 månaders lagring. Resultaten visade tydliga skillnader i mikrofloran hos olika typer av grovfoder, främst beroende på ensileringsmetod. Tankmjölkens mikroflora påverkades delvis av grovfodret, men även av vilket inhysnings- och mjölkningssystem som fanns på gården. Besättningar med lösdrift och robotmjölkning hade en annan mikroflora i tankmjölken i jämförelse med gårdar med uppbundna kor. På mejeriet dominerades silomjölkens mikroflora av mikrofloran i tankmjölken från de största gårdarna, vars mjölk utgjorde den största andelen av mjölken i silon.

På mejeriet pastöriseras mjölken innan ystningen, och när mjölken svalnat tillsätts en starterkultur av mjölksyrabakterier. Starterkulturens bakterier bryter successivt ned fett och protein i osten till fria fettsyror och peptider och dess bakterier dominerar mikrofloran i den unga osten. Trots den höga temperaturen vid pastöriseringen överlever en lite andel av de naturligt förekommande laktobacillerna. Dessa förväntas växa till i ostarna under lagringen, omsätta bildade fettsyror och peptider i den unga osten till olika aromämnen, och bidra till ostens karaktäristiska smak. Studien visade en tydlig progression under ostmognaden varvid aromämnen samt fria aminosyror frigjordes som ett resultat av den mikrobiella och enzymatiska aktiviteten. I motsats till det förväntade, utgjorde laktobacillerna en mycket liten andel av ostens mikroflora, och i stället dominerade starterkulturens bakterier även i de lagrade ostarna. Det gick inte att koppla ostarnas mognad enbart till mikrofloran, aromkomponenter eller fria aminosyror. Det var således även andra parametrar som var avgörande för tidpunkt när ostarna bedömdes ha uppnått sin karaktäristiska smak.

Sammantaget visade studien att mikrofloran i grovfoder, tankmjölk, silomjölk och den lagrade osten skiljer sig från varandra. Vissa stammar av bakterier av betydelse för smakutvecklingen hos den långlagrade osten, återfanns i hela värdekedjan från grovfoder till ost. Det går inte att helt säkerställa att det är ett direkt flöde av bakterier; samma bakterier skulle t.ex. kunna finnas i miljön och kontaminera mjölken i olika steg i förädlingen. Resultaten visade på en progression i ostens mikroflora, aromämnen och fria aminosyror under lagringen, men de smakbildande laktobacillerna utgjorde en oväntat liten andel av ostens mikroflora. Studien stärker slutsatserna från tidigare undersökningar, att foderkonservering, inhysning och rutiner i samband med mjölkning påverkar mikroflorans sammansättning i tankmjölken, varvid påverkan från enskilda gårdar blir allt större i takt med att besättningarnas storlek ökar.