Mikrobiologia: Kultury bakteryjne do twarogów

Charakterystyka mikrobiologiczna starterów twarogowych

Skład mikrobiologiczny kultur startowych stosowanych w produkcji różnych rodzajów serów kwasowych niedojrzewających może być bardzo różny. Różnice te dotyczą odmienności składu na poziomie rodzajów, gatunków jak i podgatunków bakterii wchodzących w skład startera. Ogólnie pisząc, w technologii produkcji twarogu najczęściej wykorzystywanymi rodzajami bakterii fermentacji mlekowej są Lactococcus i Leuconostoc, z kolei najpopularniejszymi gatunkami bakterii fermentacji mlekowej w tej produkcji są: Lactococcus lactis i Leuconostoc mesenteroides.

W gotowych kulturach startowych dedykowanych do produkcji klasycznego twarogu kwasowego dominują mezofilne bakterie mlekowe z grupy homofermentatywnych. Stanowią one od 50% do 85% ilościowego składu startera. Do stosowanych mezofilnych bakterii mlekowych zalicza się dwa podgatunki należące do gatunku Lactococcus lactis – są to: Lc. lactis subsp. lactis i Lc. lactis subsp. cremoris. Zadaniem tych bakterii jest odpowiednie ukwaszenie mleka w kierunku koagulacji białek mleka oraz takie prowadzenie koagulacji, aby tworzony skrzep miał odpowiednią strukturę i konsystencję. Żaden z tych gatunków bakterii nie wykazuje aktywności enzymatycznej w zakresie fermentacji cytrynianów, dlatego bakterie te nie budują aromatu finalnego produktu i nie powodują gazowania skrzepu (nie produkują ditlenku węgla). Jednak, manewrując udziałem ww. podgatunków bakterii mlekowych z gatunku Lc. lactis, a także dobierając odpowiednie szczepy tych podgatunków, można sterować czasem ukwaszania mleka. Na etapie opracowywania składu kultury startowej najczęściej dobiera się taki układ szczepów z gatunku Lc. lactis, który charakteryzuje się szybką adaptacją do warunków środowiskowych mleka przerobowego i wysoką lub średnią dynamiką ukwaszania w zakresie temperatury fermentacji 22-32°C.

Pozostałą część ilościowego składu startera (to jest od 15% do 50%) stanowią bakterie mlekowe homofermentatywne Lc. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis (syntetyzujący diacetyl) oraz bakterie mlekowe heterofermentatywne Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris i Leuc. mesenteroides subsp. mesenteroides (powodujące rozkład cytrynianów i tworzące szereg związków smakowych, zapachowych oraz gazowanie). Co ważne, ilościowy udział bakterii z rodzaju Leuconostoc nie przekracza w ogólnej puli startera poziomu 10%. Zadaniem tych bakterii jest utworzenie bukietu smakowo-zapachowego w powstającym skrzepie i w konsekwencji, w finalnym twarogu kwasowym. Należy zauważyć, że synteza związków smakowych i zapachowych, a także ditlenku węgla, wymaga stosunkowo długiego czasu fermentacji mleka. Tymczasem, obecne technologie serowarskie dążą do skracania cyklu technologicznego, co nie współgra z tworzeniem pożądanych dla twarogu cech sensorycznych i gazowania. Z tego względu, przy doskonaleniu składu kultur startowych osiąga się najczęściej kompromis między czasem fermentacji optymalnym ze względu na cechy smakowe, zapachowe czy wygląd skrzepu i minimalnym czasem niezbędnym do otrzymania skrzepu kwasowego. Oczywiście w zakresie składu kultur startowych poszukiwane są szczepy wyżej wymienionych gatunków bakterii mlekowych charakteryzujących się pożądanymi cechami technologicznymi. Zwykle w jednym starterze występuje od kilku do kilkunastu szczepów (w obrębie jednego gatunku) o mniej lub bardziej zdefiniowanej przynależności szczepowej. Taka różnorodność szczepowa w obrębie gatunku zwiększa stabilność fagową kultury startowej, czyli zabezpiecza przed komplikacjami natury mikrobiologicznej. Pod tym względem firmy biotechnologiczne zajmujące się opracowywaniem i produkcją kultur startowych często współpracują z zakładami mleczarskimi celem ciągłego monitoringu obecności fagów bakteryjnych i ewentualnej możliwości modyfikacji składu kultury w kierunku szczepów opornych na ataki bakteriofagów. Finalny skład mikrobiologiczny każdego startera powinien być określony do poziomu gatunku i zgodny ze specyfikacją.