Kultury bakteryjne w produkcji serów twardych

Rodzaje kultur startowych

W technologii produkcji serów twardych stosowane są dwa rodzaje kultur startowych: mezofilne o optymalnej temperaturze wzrostu wynoszącej 30°C i termofilne, dla których optymalna temperatura wzrostu przypada na poziomie 45°C. Dobór kultury startowej ściśle zależy od gatunku sera i jest bezpośrednio związany z parametrami jego wytwarzania oraz czasem dojrzewania. Sery typu szwajcarskiego i włoskiego są dogrzewane w wyższych temperaturach (rzędu 50-55°C) i w takich warunkach muszą przetrwać stosowane bakterie mlekowe. Dlatego, w tego gatunkach serów, obok mezofilnych bakterii mlekowych stosowane są również termofilne bakterie (pałeczki lub paciorkowce mlekowe). W pozostałych przypadkach, najczęściej wybierane są kultury mezofilne, których skład jest specyficzny dla określonych gatunku serów. Podstawowym celem zastosowania kultur startowych jest obniżenie wartości pH skrzepu, poprzez zdolność do wytwarzania kwasu mlekowego z laktozy. Zwiększenie kwasowości skrzepu pozwala na skuteczne wydzielenie klarownej serwatki i budowanie zwięzłości powstałego skrzepu. Ponadto, odpowiednio szybka i intensywna produkcja kwasu mlekowego gwarantuje prawidłową jakość mikrobiologiczną produktu finalnego, poprzez zahamowanie wzrostu niepożądanej mikroflory. Zastosowanie starterów o zdolności do wytwarzania ditlenku węgla (tzw. bakterii mlekowych heterofementatywnych) dodatkowo wpływa na strukturę produktu poprzez tworzenie w masie sera oczek o różnym rozmiarze. Użyta mikroflora startowa ma również znaczenie przy tworzeniu odpowiednich cech sensorycznych, to znaczy odczuwanego zapachu i smaku, charakterystycznego dla produktu finalnego. Im intensywniejsze zdolności metaboliczne konkretnych szczepów lub gatunków LAB wchodzących w skład starterów, tym bogatszy bukiet smakowo-zapachowy sera twardego. Najwyraźniej zaakcentowane różnice w tym aspekcie można obserwować między serami dojrzewającymi a pleśniowymi. Proces dojrzewania serów jest to etap bardzo złożony, który zależy od obecności i aktywności natywnych enzymów pochodzących z mleka, ale także aktywności enzymów bakteryjnych wewnątrz- i zewnątrz-komórkowych. Pod tym względem, dobór szczepów i gatunków LAB wchodzących w skład kultury startowej będzie warunkował efekt końcowy procesu. Jak już to podkreślono we wstępie do artykułu, bakterie fermentacji mlekowej odgrywają kluczową rolę w produkcji serów, a ich obecność w procesie technologicznym wynika z dwóch źródeł. Pierwszym jest naturalna mikroflora obecna w surowcu serowarskim oraz mikroflora zanieczyszczająca, pochodząca z urządzeń, pomieszczeń i osób mających styczność z surowcem, półproduktami i serami na poszczególnych etapach produkcji (NSLAB). Drugim źródłem są wyselekcjonowane kultury bakteryjne, inaczej określane mianem starterów bakteryjnych lub szczepionek, których skład powinien odpowiadać specyfice procesu i gatunkowi końcowego sera. Ta mikroflora nazywana jest: startowe kultury bakterii fermentacji mlekowej, SLAB. Jak już wcześniej wspomniano, podstawowa mikroflora mlekowa stosowana w produkcji serów klasyfikowana jest pod względem optymalnej temperatury wzrostu na mezofilną i termofilną. Do grupy mezofilnych bakterii mlekowych, wykorzystywanych w serowarstwie, należą przede wszystkim bakterie z rodzajów Lactococcus i Leuconostoc. Z kolei termofilne bakterie mlekowe, najczęściej wykorzystywane w produkcji twardych serów dojrzewających, są to głównie różne gatunki z rodzajów Streptococcus i Lactobacillus.

Dodatkowo, zarówno wśród termofilnych jak i mezofilnych LAB, można wyróżnić gatunki bakterii beztlenowych i tlenowych (różniące się tolerancją na tlen obecny w środowisku). Te właściwości bakterii mlekowych są wykorzystywane przy komponowaniu składu kultur startowych. Dla przykładu, typowym gatunkiem aerofilnym (tzn. charakteryzującym się tlenowymi warunkami wzrostu) jest Streptococcus thermophilus, który odtlenia środowisko bytowania przygotowując je dla anaerofilnych bakterii mlekowych (czyli beztlenowych). Do przykładowych beztlenowców zaliczyć należy większość gatunków z rodzaju Lactobacillus. Ponadto, bakterie z gatunku Str. thermophilus szybciej fermentują laktozę, zwiększając tym samym kwasowość środowiska. Szybkie zakwaszenie skrzepu skutkuje stworzeniem selektywnych warunków umożliwiających wzrost pożądanej mikroflorze mlekowej wchodzącej w skład SLAB.