Mikrobiologia: Kultury bakteryjne do twarogów
Marcin Kuprewicz
Business Manager Dairy w Chr. Hansen Poland
Chr. Hansen, jako czołowy gracz na rynku, posiada kompletną ofertę kultur, do produkcji wszelkiego rodzaju serów twarogowych. W polskim twarożkarstwie jesteśmy obecni już od lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy to „szczepionki Hansena”, do produkcji zakwasów macierzystych, były obiektem pożądania każdego mleczarza. W latach dziewięćdziesiątych pojawiły się pierwsze kultury DVS, które od razu przypadły do gustu producentom, zapewniając dużo lepszą jakość, komfort i bezpieczeństwo produkcji.
Od tamtych lat zmieniło się praktycznie wszystko, od metod wytwarzania do oczywiście samych kultur, które muszą podołać wyzwaniom czasów współczesnych. Twarogi produkuje się obecnie na bardzo nowoczesnych liniach (co bardzo cieszy, naszej krajowej produkcji), o dużych lub bardzo dużych wydajnościach. Producenci wymagają, by kultury używane do produkcji charakteryzowały się bardzo dobrymi walorami użytkowymi (ułatwiającymi obróbkę skrzepu), krótkim czasem fermentacji, dużą odpornością fagową (zapewniającą standard i bezpieczeństwo produkcji), a jednocześnie zapewniały bardzo dobre wydatki i organoleptykę do końca okresu przydatności, który sięga obecnie nawet 30 dni. Tak wysokie wymagania sprawiają, że tylko nieliczne kultury są w stanie je spełnić. Produkty Chr. Hansen cieszą się ogromnym uznaniem klientów, a takie serie szczepionek jak Exact Fit (do produkcji twarogów tradycyjnych, czy Fresco do serków ziarnistych), stały się na rynku polskim prawdziwymi bestselerami.
Pomimo ogromnego postępu technicznego i technologicznego, długi okres przydatności do spożycia powoduje, że producenci zmagają się często z problemami mikrobiologicznymi. Najczęściej są to zakażenia drożdżami, które powodują wady organoleptyczne i wzmożone gazowanie objawiające się bombażem opakowania. Z pomocą przychodzą wtedy najnowsze kultury bioprotekcyjne w naszej ofercie, czyli FreshQ Cheese 1, które zapewniają naturalną ochronę produktu skuteczniej od konserwantów chemicznych.
Znaczenie przemian biochemicznych
W tradycyjnej produkcji serów twarogowych proces fermentacji jest realizowany wyłącznie przez bakterie fermentacji mlekowej. Zadaniem tej mikroflory jest rozłożenie laktozy i przekształcenie do kwasu mlekowego, w celu obniżenia pH środowiska gwarantującego wytrącenie frakcji białkowych mleka. Drugą rolą tych bakterii jest wytworzenie bukietu substancji decydujących o smaku i zapachu końcowego produktu, a także odpowiedniej ilości ditlenku węgla. Jak już wspomniano, biorąc pod uwagę charakterystykę oczekiwanego finalnego produktu, stosuje się kultury startowe o różnym składzie gatunkowym lub szczepowym, umożliwiającym bezpośredni wpływ na zakres przemian w procesie fermentacji, z uwzględnieniem czynników technologicznych. Dobór składu startera powinien uwzględniać następujące kryteria: szybkość fermentacji, stabilność kwasowości (pH) w czasie magazynowania i dystrybucji produktu, wytwarzanie ditlenku węgla (gazowanie), produkcja związków smako- i zapachotwórczych oraz zdolność skrzepu do wydzielania serwatki. W ostatnim czasie coraz częściej wymienia się jeszcze jedną cechę nowoczesnej kultury przeznaczonej do produkcji twarogów: zdolność do wytwarzania substancji hamujących rozwój mikroflory niepożądanej i zanieczyszczającej.
Szybkość fermentacji, czyli mówiąc inaczej, czas trwania tego procesu, warunkuje jakość, trwałość produktu, ale także wpływa na jego cenę. Na cele produkcji twarogów opracowano dwie technologie zależne od czasu ukwaszania. W tzw. procesie długiej fermentacji mleko ze starterem fermentuje w temperaturze z zakresu pomiędzy 20°C i 28°C, a sam proces jest prowadzony przez ok. 12-16 godzin (do uzyskania pH średnio 4,6). W drugiej wersji technologii fermentacja rozpoczyna się od temperatury mleka na poziomie ok. 32-35°C przy większym udziale kultury startowej lub użyciu kultury wzbogaconej w bakterie termofilne, co umożliwia skrócenie procesu do 6-8 godzin. Po zakończeniu fermentacji powstały skrzep powinien charakteryzować się kwasowością miareczkową na poziomie 30-34oSH, przy czym 1oSH odpowiada 0,0225% kwasu mlekowego.
Jak wcześniej wspomniano, dobór kultury startowej powinien uwzględniać nie tylko czas fermentacji, ale także możliwość powstania substancji smakowo-zapachowych, gdyż to one wpływają bezpośrednio na cechy sensoryczne końcowego produktu. Zawartość tych substancji zależy od zdolności metabolicznych poszczególnych gatunków wchodzących w skład kultury startowej. Aktywność enzymatyczna bakterii wpływa bezpośrednio na kwasowość produktu po fermentacji. Dlatego istotne jest, aby zakres pH produktów na etapie dystrybucji i magazynowania przyjmował wartości stałe, gwarantujące stabilność i powtarzalność produktu w cyklu chłodniczego przechowywania. Stabilność twarogu na tym etapie to także gwarancja jakości mikrobiologicznej, związanej z antagonistyczną aktywnością bakterii fermentacji mlekowej wobec mikroorganizmów niepożądanych. Dobór mikroorganizmów startowych, uwzględniający ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe, może obejmować zdolność do produkcji bakteriocyn (niskocząsteczkowych peptydów lub polipeptydów wykazujących właściwości antybakteryjne) lub innych substancji o działaniu bakteriostatycznym lub bakteriobójczym (kwas mlekowy, kwas octowy, ditlenek węgla), co wpływa na fakt, że fermentacja jest jedną z naturalnych metod wydłużania trwałości produktów spożywczych.
Podsumowanie
Jak wyżej opisano skład kultur bakteryjnych do produkcji twarogów jest dobierany pod względem cech technologicznych oraz cech, jakie powinien wykazywać gotowy ser twarogowy. W celu zabezpieczenia aktywności komórek bakterii fermentacji mlekowej w starterze, najczęściej oferowane są kultury przemysłowe głęboko mrożone lub liofilizowane. Do utrwalenia kultury w niskich temperaturze lub w procesie liofilizacji stosuje się nośnik zabezpieczający komórkę bakterii, którym najczęściej jest mleko. Nośnik ten pełni funkcję krioprotektanta. Tak przygotowane kultury starterowe wykorzystywane są do bezpośredniego zaszczepiania mleka przerobowego, bez konieczności preinkubacji lub wstępnej aktywacji.
