Jagten på den perfekte mozzarella

Tekst: Miriam Meister, Dynamo nummer 73, juni 2023.

Selvom italienerne har fremstillet mozzarella i århundreder, forsøger fødevareforskere stadig at forstå, præcis hvilke egenskaber der giver osten optimal strækbarhed, når den bliver bagt. I modsætning til de fleste andre oste æltes mozzarella under produktionen, hvilket giver den en trævlet konsistens. Men den præcise sammenhæng mellem denne unikke fiberstruktur og ostens bageegenskaber er stadig lidt af et mysterie.

Ph.d.-studerende Pawel Pieta fra DTU er derfor på en mission for at blotlægge ostens nøjagtige mikrostruktur. Til det formål bruger han CT-skanninger, som han kan sammensætte til 3D-billeder af osten. Arbejdet er en del af et forskningsprojekt, der er finansieret af Danmarks Innovationsfond og ledet af Arla.

I sidste ende er målet at finde koblingen mellem strukturen og ostens funktionelle egenskaber. At forbinde prikkerne mellem et velfungerende parti mozzarella og dets sammensætning er nemlig nøglen til at fastslå den perfekte opskrift, så man kan producere den ønskede kvalitet hver gang.

Sejr over tekniske udfordringer

Alle, som er blevet CT-skannet på et hospital, ved, at det blot tager nogle få minutter. Det skyldes, at tætheden af vores knogler gør dem velegnede til at stoppe de røntgenstråler, de bliver bestrålet med.

”Proteiner og fedtstoffer – som mozzarella består af – stopper stort set ikke røntgenstråler. Så for ikke kun at registrere, at der faktisk er en ost her, men også at kunne fange strukturen indeni er vi nødt til at tage billeder med meget lang eksponering og tusindvis af dem, så vi kan skaffe nok information til at skabe et 3D-billede af den,” forklarer Pawel Pieta.

Det betyder, at det har taget op til 12 timer for forskeren at skanne en 2 x 2 x 2 cm blok mozzarella, hvilket i sig selv affødte endnu en udfordring: 

”Ved stuetemperatur smelter ost langsomt. Selvom det ikke smelter helt under skanningen, bliver det en smule blødt og ændrer form. Så det har været en udfordring at holde osten ved en passende temperatur under hele skanningen, så den ikke smelter,” fortæller han.

Den ph.d.-studerende og hans kolleger har løst det problem ved at lave ændringer til en beholder, som de kan placere osten i. Beholderen afkøler de ved at skylle kold ethylenglykol gennem toppen og bunden, og en blæser sørger for at cirkulere den kolde luft.

De skanninger, de indtil nu har lavet, dokumenterer, at mozzarella – som forventet – er anisotropisk, hvilket betyder, at det har en struktur, hvor fibrene stort set løber i samme retning.
Anisotrope materialer har forskellige egenskaber i forskellige retninger. Træ, f.eks., er meget anisotropisk, hvilket gør trækstyrken større langs årerne end på tværs af dem. Trækstyrken er et mål for den maksimale trækspænding, et materiale kan holde til, før det går i stykker. I tilfældet med mozzarella gør anisotropien, at den strækker sig mere i visse retninger end andre.

Ved at scanne mozzarellaprøver, der måler bare 2 x 2 x 2 cm, kan Pawel få store mængder data om ostens kvalitet. Photo: Bax Lindhardt. 

Mindre afhængighed af nuværende testmetode

Forskerne arbejder løbende på at skabe endnu bedre billeder af strukturens retningsbestemmelse, før denne information holdes op mod data om, hvor godt osten klarer sig. DTU har anskaffet en ny type CT-skanner, som forventes at reducere den tid, det tager at skanne prøverne – og de billeder, den vil kunne producere, forventes at være meget tydeligere.

Når Arla har produceret et parti mozzarella, tester de det i dag ved at lave pizzaer og tjekke, om den bagte ost har den rette farve, smag og strækbarhed. Det er en maskine, der tester strækbarheden, så man undgår de afvigelser, der ville opstå, hvis et menneske udførte målingerne.

Projektpartnerne forventer mindre afhængighed af stræktesten, når projektet er afsluttet. Den nye, dybere forståelse vil nemlig gøre det muligt tidligere i processen at implementere de produktionstrin, der kan sikre den ønskede mozzarella.

Andre anvendelsesområder

Den indsigt, forskerne får gennem projektet, vil det ifølge Pawel Pieta være muligt at overføre til andre typer anisotrope materialer: 

”Mange af vores idéer – som f.eks. kølekammeret – vedrører kun osten. Men billedbehandlingsdelen af arbejdet forventes at være meget bred og vil derfor kunne anvendes på mange forskellige materialer.”

Ethvert materiale, som er fiberbaseret, og hvor der er behov for at undersøge og karakterisere dets indre struktur nærmere, er en potentiel kandidat. Det kunne f.eks. være vindmøllevinger, tekstiler eller isoleringsmateriale.

”Hvis materialet er lavet på en måde, så det skal kunne modstå en vis belastning, f.eks. fra at blive strakt eller trykket i en bestemt retning og ikke en anden, kan 3D-billeddannelse gøre os i stand til at verificere, at der er anisotropi i hele materialet. På den måde kan det være med til at bekræfte, om det er lavet godt nok til at modstå belastningen,” forklarer han.

”Det vil give et dybere indblik. Du kan selvfølgelig altid lave en stresstest og tjekke, hvor meget kraft et materiale kan modstå, men det ødelægger produktet. Selvom det fortæller, hvad du gerne vil vide, vil du stadig ikke have nogen idé om, hvordan materialet ser ud indeni, og hvorfor det opfører sig, som det gør. Forhåbentlig vil vi ved hjælp af vores metode være i stand til at besvare dette spørgsmål.”