Serwis www.forummleczarskie.pl wykorzystuje ciasteczka (ang. cookies) w celu gromadzenia informacji, które pozwalają lepiej adaptować stronę do potrzeb i preferencji Czytelników oraz budować statystyki dotyczące oglądalności. Cookies można wyłączyć w każdej chwili w ustawieniach przeglądarki internetowej. Brak takiej zmiany oznacza możliwość zapisu w pamięci urządzenia. Więcej informacji znajdą Państwo w Polityce prywatności. Zamknij

Forum Mleczarskie Biznes 2/2017 (28)

dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW w Warszawie
dr. inż. Dorota Zaręba, ZSSG w Warszawie

Bakterie:

Bakterie w produkcji twarogów

Sery są od dawna obecne w diecie człowieka. Sery twarogowe (twarogi) wytwarzane są na drodze kwasowego lub kwasowo-podpuszczkowego wytrącania białek mleka. W produkcji twarogów kwasowych wyróżnia się charakterystyczne etapy produkcji: ocena jakościowa mleka, normalizacja zawartości tłuszczu, pasteryzacja (zalecana wysoka obróbka cieplna), schłodzenie do temperatury zaszczepiania, dodatek kultury bakterii, fermentacja, obróbka skrzepu (intensyfikacja synerezy), oddzielanie serwatki, prasowanie, pakowanie i magazynowanie. Cechy fizykochemiczne, sensoryczne i jakości mikrobiologicznej twarogów zależą od standardów higienicznych na etapie doboru i przygotowania mleka oraz prowadzenia ukwaszania mleka i obróbki skrzepu. Zarówno jakość mleka, jak i etapy przygotowujące do procesu fermentacji, mają kluczowe znaczenie dla jakości skrzepu twarogowego. Na finalne cechy sensoryczne i jakość twarogów istotny zaś wpływ mają bakterie obecne w kulturze startowej, jak i mikroflora z mleka, która przetrwała jego pasteryzację. Dlatego zalecane jest, aby jakość surowca kierowanego do produkcji twarogu była wysoka, wówczas zminimalizowane zostanie ryzyko rozwoju mikroflory konkurencyjnej dla bakterii wchodzących w skład mikroflory kultury starterowej. Biorąc pod uwagę etapy produkcji, najistotniejszym elementem procesu produkcji jest dobór kultury bakteryjnej oraz jej prowadzenie w procesie fermentacji i obróbki skrzepu. Do ukwaszania mleka wykorzystywane są najczęściej mezofilne paciorkowce mlekowe.

Skład kultur startowych do produkcji twarogów jest efektem tradycji. Pierwotnie, twarogi były efektem fermentacji spontanicznej, prowadzonej przez mikroorganizmy obecne w surowym mleku. Początkowo twarogi powstawały poprzez podgrzanie zsiadłego mleka w celu intensyfikacji synerezy i oddzielenia skrzepu. Zgodnie z technologicznym zamiarem, jest istotne, aby w warunkach przemysłowych mleko zostało ukwaszone przez bakterie fermentacji mlekowej. Podstawową właściwością tych bakterii fermentacji mlekowej jest produkcja kwasów organicznych, przede wszystkim kwasu mlekowego. Ukwaszanie mleka może być prowadzone do wyczerpania substratów fermentacji (w przypadku mleka jest to przede wszystkim laktoza) lub do chwili powstania takiej ilości metabolitów, która wykazuje działanie hamujące wobec komórek bakterii mlekowych. Na etapie ukwaszania, oprócz kwasu mlekowego powstaje także szereg innych związków chemicznych o znaczeniu istotnym dla powstania akceptowalnego smaku i zapachu produktu finalnego. Sery kwasowe powinny charakteryzować się czystym smakiem i zapachem, łagodnym i lekko kwaśnym. Powinny mieć zwartą konsystencję i jednolitą białą barwę. W serach chudych dopuszcza się konsystencję lekko ziarnistą. Wszelkie odstępstwa są przesłanką do negatywnej oceny produktu pod względem bezpieczeństwa, w efekcie rozwoju niekorzystnej mikroflory zanieczyszczającej.

Zbyt intensywne ukwaszenie mleka prowadzi do nadmiernego odwodnienia skrzepu, co daje efekt suchego, ziarnistego i twardego luźnego sera. Natomiast zbyt wolne ukwaszanie mleka może nie zahamować wzrostu niektórych drobnoustrojów (przede wszystkim z grupy coli) i w konsekwencji spowodować nadmierne gazowanie skrzepu oraz zmiany cech sensorycznych.

Bakterie fermentacji mlekowej (LAB, Lactic Acid Bacteria)

Bakterie są klasyfikowane na trzech podstawowych poziomach: rodzaju, gatunku i szczepu. Pierwszy człon określa rodzaj bakterii, na przykład: Lactobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus itp. Drugi człon nazwy określa gatunek bakterii, na przykład dla rodzaju Lactobacillus: Lb. acidophilus, Lb. casei, Lb. delbrueckii i Lb. rhamnosus. Trzeci człon nazwy (najczęściej numeryczny) określa szczep, na przykład Lb. rhamnosus ATCC 53103, Lb. rhamnosus ATCC 7469. Im więcej różnic w tych nazwach pomiędzy bakteriami, tym więcej jest różnic wśród cech technologicznych. To znaczy, że bakterie w obrębie tego samego rodzaju różnią się cechami fermentacyjnymi, ale różnice występują też pomiędzy bakteriami należącymi do dwóch różnych gatunków tego samego rodzaju, i analogicznie może być w przypadku szczepów należących do tego samego gatunku. Dokładna systematyka bakterii fermentacji mlekowej jest stale weryfikowana. W efekcie podział bakterii fermentacji mlekowej opiera się na różnicach morfologicznych (wyglądu komórki), biochemicznych (zdolnościach metabolicznych, w tym fermentacyjnych) oraz serologicznych (odpowiedzi immunologicznej). Ogólnie mówiąc, bakterie fermentacji mlekowej przyporządkowane są do rodziny Lactobacillaceae, do których należą niektóre rodzaje wykorzystywane w technologii żywności: Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus.

Osobny podział bakterii, wykorzystywanych w technologii żywności, jest oparty na wartościach warunków wzrostu, do których należą temperatura i dostęp do tlenu. Ze względu na optymalną temperaturę wzrostu, bakterie mlekowe klasyfikuje się na termofilne oraz mezofilne. Bakterie termofilne są to te, których najefektywniejszy wzrost i aktywność przypada na zakres temperatury 40-45°C, należą do nich typowe bakterie jogurtowe (Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus oraz Lb. helveticus). Bakterie mezofilne charakteryzują się optymalnym wzrostem i aktywnością biochemiczną w temperaturze 25-35&Deg;C, do nich należą między innymi gatunki: Lactococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides. Pod względem preferencji tlenu, bakterie mlekowe dzielone są na beztlenowe i tlenowe. Należy jednak podkreślić, że tolerancja tlenu dotyczy wzrostu, nie zaś zdolności metabolicznych. I tak dla przykładu do gatunków bezwzględnie tlenowych zalicza się Str. thermophilus i Lc. lactis, zaś beztlenowych na przykład Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. acidophilus.

Istotnym podziałem LAB pod względem technologicznym jest zdolność do fermentacji określonej grupy substratów (najczęściej cukrów). Na tej podstawie duński mikrobiolog Ora-Jensen dokonał podziału bakterii kwasu mlekowego na bakterie mlekowe (właściwe) i pseudomlekowe. Do grupy bakterii pseudomlekowych zaliczył te, które do produkcji kwasu mlekowego wykorzystują nietypowe substancje, a ich ubytek powoduje wady produktu finalnego. Do bakterii pseudomlekowych zaliczane są niektóre gatunki z rodzaju Microbacterium i Pediococcus. Podstawowym podziałem charakteryzującym zdolności fermentacyjne właściwych bakterii mlekowych jest podział na homofermentatywne i heterofermentatywne. Bakterie homofermentatywne są to te, które w efekcie fermentacji cukrów wytwarzają w dominującym udziale kwas mlekowy. Z kolei heterefermentatywne bakterie mlekowe charakteryzują się bardziej złożonymi szlakami metabolicznymi, a rozkładając cukry wytwarzają wiele produktów, w tym: kwasy mlekowy i octowy, diacetyl, acetaldehyd, ketony, alkohole, dwutlenek węgla i wiele innych. Do bakterii homofermentatywnych zalicza się: Lb. bulgaricus, Lb. helveticus, Lc. lactis, zaś do heterofermentatywnych: Lb. fermentum, Leuc. cremoris i Lc. diacetilactis.

Wymienione cechy, warunkujące wzrost, jak i drogę fermentacji, są znaczące na etapie doboru składu startowych kultur bakteryjnych oraz na etapie doboru kultury do rodzaju oczekiwanego produktu finalnego o charakterystycznych cechach jakościowych wynikających z użytej mieszanki bakterii. Kultury starterowe zawierają w składzie zestaw szczepów LAB, które wykazują wzajemną symbiozę oraz zgodność metaboliczną. Efekt odpowiedniego doboru składu kultury startowej to: charakterystyczny smak, aromat oraz konsystencja finalnego produktu fermentowanego.

copyright
Nathusius Investments Sp. z o.o © 2008-2017
02-920 Warszawa
ul. Powsińska 23/6
tel: 22 642 43 12, fax: 22 642 36 25