Dodatki: Kultury bakteryjne do twarogów
Marcin Kuprewicz
Dyrektor Działu Mleczarskiego Chr. Hansen Poland
Sery twarogowe są bardzo ważnym segmentem dla sektora mleczarskiego nie tylko w Polsce, ale również w innych krajach naszego regionu Europy Środkowo-Wschodniej. Nasza firma, jako jedna z niewielu na rynku, posiada w ofercie serię kultur dedykowanych specjalnie do produkcji twarogu tradycyjnego (Exact Fit).
Twarogi w większości przypadków produkuje się na nowoczesnych liniach, 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 na bakteriofagi (gwarantującą standard i bezpieczeństwo produkcji), a jednocześnie zapewniały bardzo dobre wydatki. Tak wysokie wymagania sprawiają, że tylko nieliczne kultury są w stanie je spełnić.
Okres przydatności do spożycia, sięgający nawet 30 dni, powoduje, że producenci stoją przed ogromnym wyzwaniem. Niezmiernie trudno jest utrzymać dobrą organoleptykę produktu przez tak długi czas. Po dwudziestu latach współpracy z producentami twarogu w naszej części Europy z całą odpowiedzialnością mogę powiedzieć, że najwięcej problemów przysparzają im drożdże, które powodują wady organoleptyczne i wzmożone gazowanie objawiające się bombażem opakowania. Odpowiadając na potrzeby rynku, pracujemy obecnie nad rozwiązaniem, które sprawi, że ich życie stanie się łatwiejsze.
Kultury ochronne
W skład kultur ochronnych wchodzą głównie bakterie fermentacji mlekowej, spośród których wiele szczepów jest zdolnych do produkcji wielu różnych substancji przeciwdrobnoustrojowych. Bakterie kwasu mlekowego od dawna są znane jako mające znaczenie w bioutrwalaniu żywności. Z racji ścisłego związku z procesami fermentacji stosowanej w przetwórstwie żywności od wieków, to właśnie spośród nich są selekcjonowane kultury ochronne. Dobrym działaniem przeciwdrobnoustrojowym wykazują się mieszanki wyselekcjonowanych szczepów, które wzajemnie się uzupełniając wzmacniają efekt ochronny produktu.
Działanie przeciwdrobnoustrojowe kultur ochronnych może być wielokierunkowe, a w wielu przypadkach mechanizmy oddziaływania międzybakteryjnego nadal nie są dogłębnie poznane. Wiadomo że takie oddziaływanie może polegać na wytwarzaniu kwasów organicznych (mlekowego i innych) przez kultury bakteryjne i tym samym zwiększaniu kwasowości środowiska. Taką aktywność wykazują m.in. bakterie kwasu mlekowego. Rozwijając się i stopniowo zasiedlając środowisko, bakterie z kultur ochronnych współzawodniczą z niepożądaną mikroflorą o składniki odżywcze, co jest szczególnie istotne w sytuacji stopniowego zmniejszania się zasobów dostępnych cukrów i tlenu. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa kultur ochronnych może wyrażać się również poprzez wytwarzanie niskocząsteczkowych metabolitów bakteryjnych (tzw. LMM, z ang. low molecular mass, o masie cząsteczkowej poniżej 1000 Da). Takimi substancjami są nadtlenek wodoru, ditlenek węgla, diacetyl, acetoina, kwasy tłuszczowe, alkohol, lizozym, laktoperoksydaza oraz reuteryna. Żadna z tych substancji w pojedynkę nie działa hamująco na mikroflorę niepożądaną, jednak w połączeniu z innymi, wykazuje efekt synergistyczny. Wiele bakterii, wykorzystywanych jako kultury ochronne, jest poznanych jako wytwórcy bakteriocyn i innych substancji przeciwdrobnoustrojowych. Doskonałym przykładem są szczepy z gatunku Lactococcus lactis zdolne do wytwarzania m.in. nizyny, jednej z najlepiej poznanych bakteriocyn. Przy okazji, warto zauważyć, że bakteriocyny nie są antybiotykami, a jedynie substancjami o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych. Jak dotąd, jedynie nizyna ma status dodatku do żywności (o nadanym numerze E 234) i jej użycie w formie czystego preparatu wymaga stosownego etykietowania. Trzeba również zaznaczyć, że stosowanie kultur ochronnych nizynotwórczych nie wymaga etykietowania, gdyż w tym przypadku bakteriocyna jest wytwarzana na skutek aktywności użytych bakterii mlekowych, a nie dodana w czystej postaci.
Kultury ochronne mogą pełnić funkcję wyłącznie ochronną, nie uczestnicząc w procesie fermentacji, albo jednocześnie pełnić funkcję ochronną i kwaszącą. W pierwszym przypadku ochronne kultury bakteryjne nie powinny oddziaływać w żaden sposób na kwasowość wyrobu lub cechy sensoryczne, a tym bardziej hamować działania mikroflory startowej. Takie kultury ochronne można z powodzeniem stosować nawet do surowego mleka przerobowego, zanim zostanie ono poddane fermentacji mikroflorą kwaszącą (np. kultura Lyofast LR B firmy Sacco zawierająca szczep Lactobacillus rhamnosus pomagający ograniczyć populację bakterii psychrotrofowych w mleku surowym). W drugim przypadku kultury ochronne, biorąc aktywny udział w procesie fermentacji, mogą przyczyniać się również do powstawania korzystnych cech sensorycznych biologicznie chronionego produktu. Wiadomo że wiele szczepów bakterii mlekowych z rodzaju Lactobacillus może spowalniać rozwój wielu pleśni i drożdży. Przeciwbakteryjne i przeciwgrzybowe substancje mogą być wytwarzane także przez szczepy z gatunku Lactococcus lactis. W praktyce, takie kultury ochronne dodaje się do mleka przerobowego jednocześnie wraz z kwaszącymi kulturami starterowymi lub do gotowego produktu, w którym panują dobre warunki do wytwarzania substancji przeciwdrobnoustrojowych. Przykładem takich kultur ochronnych są kultury Lyofast LPRA firmy Sacco (zawierająca szczepy Lactobacillus rhamnosus i Lactobacillus plantarum pomagające ograniczyć ilość pleśni i drożdży w twarogu), a także DelvoGuard firmy DSM (zawierające szczepy Lactobacillus rhamnosus i Lactobacillus sakei), FreshQ firmy Chr. Hansen (zawierające Lactobacillus rhamnosus), Holdbac firmy DuPont Danisco (również zawierające Lactobacillus rhamnosus), LR (Lactobacillus rhamnosus) oraz LP (Lactobacillus plantarum) oferowane przez AGM Innotech czy Dairy Safe firmy CSK. Ciekawym składem cechuje się szczepionka Lyofast CLPC firmy Sacco, która zawiera szczepy bakterii mlekowych z gatunku Lactobacillus plantarum i rodzaju Carnobacterium ssp. Kultura ta pozwala ograniczyć rozwój pleśni i drożdży, a także patogenów z gatunku Listeria monocytogenes między innymi w twarogach.
Okazuje się, że nie tylko bakterie mlekowe wykazują działanie przeciwdrobnoustrojowe. Znaczną taką aktywnością charakteryzują się także bakterie kwasu propionowego, na przykład z gatunku Propionibacterium freundenreichii subsp. shermanii. Bakterie te w połączeniu z Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei lub Lactobacillus rhamnosus hamują rozwój pleśni i drożdży na powierzchni lub w głębi twarogów, nawet podczas chłodniczego przechowywania. Przykładem takich kultur ochronnych są kultury Holdbac firmy DuPont Danisco (zawierające Propionibacterium freundenreichii subsp. shermanii oraz Lactobacillus rhamnosus lub Lactobacillus paracasei), a także LRP oferowane przez AGM Innotech (zawierające Lactobacillus rhamnosus oraz Propionibacterium shermanii). W przypadku ryzyka rozwoju pleśni, taka bioochrona produktów może również zapobiec powstaniu mykotoksyn. Szerokie spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego kultur ochronnych umożliwia ich wykorzystanie do kontroli rozwoju nie tylko grzybów, ale również Gram-dodatnich patogenów, np. bakterii z rodzaju Listeria, lub wzrostu dzikich bakterii mlekowych (np. z rodzajów Leuconostoc czy Enterococcus). Wykorzystywanie wyselekcjonowanych kultur bakterii mlekowych czy propionowych jest nowoczesnym podejściem do problemu przedłużania trwałości żywności, a przede wszystkim gwarantowania jej bezpieczeństwa w sposób możliwie najbardziej naturalny, co wpisuje się w obecnie panujące tendencje na rynku spożywczym wytwarzania żywności z czystą etykietą.
Tomasz Ziółkowski
Technolog w firmie CSK Food Enrichment Poland
Wymagania stawiane kulturom twarogowym pozostają właściwe niezmienne. Głównymi czynnikami decydującymi o wyborze danej szczepionki są: czas niezbędny do uzyskania pożądanego pH oraz wysoka produkcja gazu. Z powyższymi związany jest jeszcze jeden czynnik – odporność na bakteriofagi. Należy wspomnieć, że odnotowuje się wzrost produkcji twarogu, ale za tym nie idzie odpowiednio duży wzrost zdolności produkcyjnych w zakładach. Powoduje to konieczność zapewnienia stabilnej dynamiki ukwaszania mleka, aby proces mógł być ujęty w ścisłe ramy czasowe.
Każda grupa szczepów wchodzących w skład kultury do produkcji twarogu odgrywa istotną rolę w zapewnieniu prawidłowego przebiegu procesu. W kulturach CSK kluczowymi są Lactococcus lactis subsp. cremoris oraz Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetilactis. Pierwszy z nich odpowiada w głównej mierze za wytwarzanie skrzepu, drugi produkuje większość lotnych substancji odpowiedzialnych za tworzenie smaku i aromatu gotowego produktu. Ponadto wytwarza większość dwutlenku węgla, niezbędnego do prawidłowego przebiegu procesu obróbki skrzepu.
Z punktu widzenia dystrybutorów gotowego produktu niezbędne jest maksymalne zabezpieczenie twarogu przed rozwojem szkodliwych bakterii. W tym przypadku z pomocą przychodzą heterofermentatywne bakterie wchodzące w skład szczepionki, a więc zarówno wspomniany już uprzednio Lc. lactis (…) biovar. diacetilactis, ale także bakterie z rodzaju Leuconostoc. Producenci twarogów zdeterminowani przez sieci handlowe, wymagają przede wszystkim zapewnienia możliwie długiego terminu przydatności do spożycia. Oczekują zatem, że mikroorganizmy wchodzące w skład kultur do produkcji twarogu zostaną w znacznym stopniu inaktywowane w procesie obróbki skrzepu. Ponadto konsumenci oczekują bogatego aromatu, przy jednoczesnym ograniczeniu kwaśnego smaku twarogu. Oznacza to, że określona dawniej w Polskiej Normie górna granica kwasowości miareczkowej na 100°SH jest w obecnych czasach nie do zaakceptowania Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom oferujemy kultury bakteryjne pozwalające wyprodukować ser twarogowy o kwasowości miareczkowej nieprzekraczającej 70°SH.
