Copyright © pohodanovapec.cz 
Bakterie mléčného kvašení jsou „bakterie ušlechtilé“, které prokysávají mléko a přeměňují laktózu převážně na kyselinu mléčnou. Tyto bakterie mají pro lidský organismus značný dieteticko‑léčebný přínos, zvyšují stravitelnost mléka a zakysaných výrobků a tyto výrobky jsou často tolerovány i těmi, kteří laktózu nesnášejí.
Čisté mléčné kultury (ČMK) používané v mlékárenství se dělí podle biologických vlastností a technologického využití. Druhová a kmenová skladba mikroorganismů určuje výsledné vlastnosti výrobku - rychlost prokysání, aroma, konzistenci a produkci plynů. ČMK se dodávají do mlékáren v různých formách a buď se zde dále rozmnožují, nebo se přímo používají ve výrobě.
Nejčastěji využívané jsou bakteriální mezofilní kultury. Používají se u většiny mléčných výrobků. Mezofilní kultury tvoří kyselinu mléčnou, aromatické látky (acetaldehyd, diacetyl) a oxid uhličitý. Další biochemické aktivity jsou minimální. Velmi často je označovaná jako základní kultura. Může obsahovat dva rody mikroorganizmů Lactococcus a Leuconostoc. Rod Lactococcus je kyselinotvorný, rod Leuconostoc je aromatvorný. Vlastní složení kultury je různé podle požadavků zpracovatelů a využití kultury ve výrobě.
Směsná kultura má optimální teplotu fermentace 22-25 °C po dobu 18-20 hodin. Ideální poměr pro zakysané výrobky je 9 : 1 (laktokoky : leukonostoky). Tento poměr je možné částečně ovlivňovat fermentační teplotou. Mikroskopický preparát je tvořen G+ krátkými řetízky, diplokoky a jednotlivými koky. Složení kultury: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum.
Využívá se při výrobě jogurtů, jogurtových mlék a některých druhů sýrů. Je to směsná termofilní kultura tvořená dvěma rody Streptococcus a Lactobacillus. Jsou to G+ bakterie, laktobacily jsou anaerobní tyčinky s optimem růstu 45 °C, zkvašují mléko heterofermentativně, tvoří ve mléce acetaldehyd (20-30 mg/l) - typické aroma pro jogurty. Streptokoky tvoří diplokoky nebo řetízky s optimem růstu 40-45 °C, zkvašují laktózu homofermentativně na kyselinu mléčnou.
jak vybrat kultury pro kvašení
Oba rody pracují v symbióze. Nejprve produkují streptokoky růstové látky pro laktobacily, laktobacily svojí proteolytickou aktivitou uvolňují ve mléce aminokyseliny a umožňují tak růst streptokoků. Ideální poměr tyčinek a koků je 1 : 2, některé prameny uvádějí i 1 : 1 nebo 2 : 1. K prokysání dochází za 3,5 až 4 h. Složení kultury: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Je monokultura. Využívá se při výrobě acidofilního mléka. Pro lepší senzorickou kvalitu výrobku se kombinuje se smetanovou nebo jogurtovou kulturou. Lactobacillus acidophilus je G+ tyčinka s optimem růstu 37 °C a dobou srážení 8 až 16 hodin. Tvoří středně dlouhé tyčinky, které mohou být ve dvojicích nebo řetízcích. Je součástí střevní mikroflóry savců. Tvoří kyselinu mléčnou a inhibiční látky tlumící rozvoj škodlivé mikroflóry ve střevech. Tvoří až 1,6 % kyseliny mléčné, některé kmeny mohou tvořit vitamin B12, může produkovat antibiotika lactobacilin a acidophilin. Tyčinka je odolná vůči fenolu, indolu a alkáliím. Optimální kyselost kultury je 60 až 90 SH. Složení kultury: Lactobacillus acidophilus.
Používá se k výrobě fermentovaného mléčného nápoje - kefírového mléka nebo šumivého kefíru. Využívají se kefírová zrna nebo uměle sestavená kultura. Mikroorganizmy v kultuře žijí v symbióze. Koky tvoří kyselinu mléčnou pro tyčinky a kvasinky, tyčinky štěpí bílkoviny pro rozvoj koků. Kvasinky produkují vitaminy a růstové látky pro bakterie. Vzájemný poměr má být 100 : 10 : 1 (laktokoky : laktobacily : kvasinky).
Kefírová zrna se pěstují při 20 °C 16 až 48 h, výsledná kyselost je asi 40 SH. Uměle sestavená kultura fermentuje při 20 °C po dobu 12 až 16 h do kyselosti 45 až 60 SH. Při fermentaci probíhají dva biochemické procesy - homofermentativní i heterofermentativní mléčné kvašení, tedy tvorba kyseliny mléčné a při heterofermentativním kvašení tvorba ethanolu (až 0,9 %).
Kefír má dieteticko‑léčebné účinky, má vysokou nutriční hodnotu, obsahuje vitaminy skupiny B, je lehce stravitelný a obsahuje osvěžující CO2. Kyselina mléčná zabraňuje rozvoji hnilobné mikroflóry ve střevech, kefír také podporuje činnost ledvin a povzbuzuje chuť k jídlu.
role bakterií při fermentaci potravin
Složení kultury pro kefír: bakterie mléčného kvašení - (Lactococcus, Leuconostoc, Aerobacter) 10^6 mikroorganizmů v 1 ml; kvasinky (Saccharomyces unisporus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces exignus, Kluyveromyces marxianus) 10^4 mikroorganizmů v 1 ml. Složení kultury pro kefírové mléko: termofilní a mezofilní bakterie mléčného kvašení 10^6 mikroorganizmů v 1 ml; kvasinky (Torulopsis, Kluyveromyces, Candida valida) 10^2 mikroorganizmů v 1 ml.
Streptococcus lactis var. taette - streptokoky mající schopnost tvořit dextrany. Zvyšují táhlovitost a ovlivňují konzistenci výrobků, zamezují uvolňování syrovátky u zakysaných výrobků a u sýrů zvyšují elastičnost sýrového těsta. Kultura se pěstuje ve mléce při 30 °C 20 hodin a prokysává do 30-40 SH.
Bifidobacterium bifidum - tvořena G+ anaerobní, morfologicky variabilní tyčinkou. Nachází se ve střevní mikroflóře kojenců. Tvoří kyselinu mléčnou a octovou. Potlačuje rozvoj hnilobných bakterií ve střevech. Kultivace probíhá při 37 °C po dobu 16 hodin do kyselosti 36-40 SH.
Probiotické kultury obsahují min. 10^6 KTJ/1 ml živých mikroorganizmů. Mají pozitivní vliv na kvantitativní i kvalitativní složení střevní mikroflóry a osídlení střev, potlačují choroboplodné bakterie ve střevě, zlepšují frekvenci stolice, stimulují imunitní systém a snižují hladinu cholesterolu.
Mezi probiotické kultury patří: Lactobacillus (L. casei, L. acidophilus, L. rhamnosus, L. reuteri, L. lactis), Bifidobacterium (B. bifidum, B. longum, B. breve), Enterococcus faecium. Probiotické kultury musí být zdravotně nezávadné, technologicky vhodné, odolné vůči prostředí v žaludku, schopné přilnavosti a osídlení zažívacího traktu, humánního původu.
Jak podpořit zdravé poševní prostředí
Metabolity ochranných a technologických kultur mají klíčový význam pro bezpečnost, trvanlivost a senzoriku mléčných výrobků. Hlavními skupinami metabolitů jsou:
Bakteriociny jsou uznávané jako bezpečné (GRAS) a mohou být využity jako přírodní konzervant. Komerčně dostupné jsou nisin a pediocin PA‑1. Nevýhodou širšího použití jsou vysoké náklady a potřeba testování účinnosti v konkrétních potravinách. Alternativou je začlenění bakteriocinů do obalových filmů nebo povlaků pro prodloužení stability a antimikrobiální účinek.
Kontaminace kvasinkami a plísněmi v mléčných výrobcích představuje riziko pro spotřebitele i výrobce, vede k organoleptickým vadám a finančním ztrátám. Jedním z účinných způsobů ochrany je použití ochranných kultur. Tyto kultury mohou být jednovýchozí nebo směsné a často obsahují bakterie mléčného kvašení kombinované s bakteriemi produkujícími kyselinu propionovou, které mají vysoké antagonistické vlastnosti proti kvasinkám a plísním.
Zjistilo se, že ochranné kultury složené z vybraných bakterií Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii, Lactobacillus rhamnosus a Lactobacillus paracasei úspěšně prodlužují trvanlivost jogurtů proti kvasinkám a plísním o 14 až 28 dní. Ochranná kultura vyrobená z Lactobacillus plantarum je účinná proti šíření listerií na zrajících sýrech a aplikuje se přímo na povrch sýra jako prevence mírné kontaminace čerstvých výrobků.
Metody působení ochranných kultur zahrnují konkurenci o živiny a místo a produkci inhibičních metabolitů (bakteriociny, organické kyseliny, H2O2, enzymy). Vlastnosti ochranných kultur závisí na adaptaci k substrátu a vnějších faktorech (redoxní potenciál, aktivita vody, pH, teplota). Použití vyššího počtu buněk jako inokula zlepšuje konkurenceschopnost startovací kultury během fermentace.
Vyrábíme‑li potraviny určené pro humánní spotřebu, existují legislativní a normativní podklady, kterými se výrobci musí řídit. Zvláště jedná‑li se o potraviny živočišného původu, platí například vyhláška MZe č. 77/2003 Sb., která stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky. Ve všech předpisech je stanoveno, jak má vypadat mléko, jakým způsobem má být získáváno a ošetřováno pro další zpracování.
Syrové mléko obsahuje zpočátku různé inhibitory růstu, které snižují růst mikroorganismů v počátečních fázích skladování. Dalším technologickým zpracováním mléka se vliv primární mikroflóry eliminuje a výrobek je tzv. mikrobiálně „čistý“. V této fázi se přidávají do mléka všechny ingredience a mlékárenské kultury, kdy každá přidaná ingredience představuje potenciální nebezpečí kontaminace.
Vhodné prostředí mléka, zbytkový obsah laktózy a pH výrobku nad pH 5 jsou ideální faktory pro množení mikroflóry; proto je důležité důsledné hygienické zpracování suroviny a čisticí režimy v provozech. Sporulující bakterie (např. Bacillus, Clostridium) a psychrotrofní kontaminanty mohou způsobit specifické vady (sladká sraženina, duření sýrů, nafouknutí plechovek). Bakteriociny mohou poskytovat vysoce specifickou inhibici klíčení anaerobních spor a tím pomoci omezit některé vady.
Kysané mléčné výrobky obsahují vysoké množství plnohodnotných bílkovin, vápníku, fosforu, vitamínů skupiny B a stopových prvků. Díky částečné fermentaci obsahují méně laktózy, jsou lépe stravitelné a příznivě ovlivňují střevní mikroflóru. Produkce některých vitaminů (např. B12) a dalších látek přímo ve střevním traktu je jednou z výhod probiotických kultur.
Jogurt má zklidňující účinek na organismus; jeho antisklerotické účinky souvisejí s redukcí hladiny cholesterolu bifidobakteriemi a L. acidophilus. Jogurt podporuje imunitní systém, pomáhá při prevenci a léčení průjmů a podle některých výzkumů má význam i v prevenci rakoviny tlustého střeva. Kefír má podobné léčivé vlastnosti jako jogurt.
Pasterací se zničí nejen patogenní zárodky, ale také mikroorganismy technologicky významné. Do pasterovaného mléka se pak přidávají technologicky užitečné mikroorganismy pro zajištění žádaných biochemických procesů, nutných k dosažení specifických vlastností jednotlivých výrobků, jako je konzistence, chuť a vůně. Důležitý je správný výběr mikroorganismů pro danou kulturu (táhlovitost, produkce kyseliny mléčné atd.), dále čas a teplota fermentace, aby výsledný produkt odpovídal požadavkům trhu a bezpečnosti.
V technologii jogurtů existují dva hlavní postupy: fermentace přímo v obalu (Set Yoghurts) s pevnou gelovou strukturou a fermentace v tanku následovaná promícháním (Stirred Yogurts). Bílý (přírodní) jogurt nesmí obsahovat žádné přídatné látky; u ochucených jogurtů jsou povoleny pouze přídatné látky uvedené pro ochucující složky.
Startovací kultura lze v domácích podmínkách nahradit například částí předchozího úspěšného kvašení (předkvas) nebo syrovátkou získanou vykapáním jogurtu přes plátno. Výborným startérem je čerstvá syrovátka. U profesionálních kultur se opakovaným užitím mění složení osazenstva, proto nelze mateční kulturu používat nekonečně a mlékárny musí mateční kulturu pěstovat nebo nakupovat od výrobce kultur.
Při kvašení se využívá i sladění, slanění nebo volba substrátu (např. inulin‑bohaté kořeny pro ovocní kvašení) k řízení růstu kvasinek versus laktobacilů. U kefíru je třeba počítat s tím, že doslazením proběhne i alkoholové kvašení; osolení může potlačit kvasinky a podpořit laktobacily.
| Kultura / kmen | Využití | Teplota optimální | Specifické vlastnosti |
|---|---|---|---|
| Mezofilní směs (Lactococcus, Leuconostoc) | Smetanový zákys, podmáslí, sýr | 22-25 °C | Produkuje kyselinu mléčnou, diacetyl, CO2; aromatická složka |
| Jogurtová (S. thermophilus + L. bulgaricus) | Jogurty, jogurtová mléka | 40-45 °C | Symbióza; tvorba acetaldehydu; rychlé prokysání (3,5-4 h) |
| Lactobacillus acidophilus | Acidofilní mléko, probiotika | 37 °C | Probiotické účinky, tvorba inhibitory, vitamin B12 u některých kmenů |
| Kefírová směs (bakterie + kvasinky) | Kefír, kefírové mléko | 20 °C | Homo- i heterofermentace; tvorba ethanolu a CO2; probiotické efekty |
| Propionibacterium + Lactobacillus (ochranné) | Ochrana proti kvasinkám a plísním | různé | Prodlužují trvanlivost jogurtů o 14-28 dní; inhibice kvasinek/plísní |
Bakteriociny mají široký aplikační potenciál jako přírodní konzervanty; jsou stabilní v různém pH a vůči teplu, citlivé na trávicí proteázy a nemají negativní dopad na střevní mikroflóru. Používají se buď jako přídavek, nebo inokulací kmenů produkujících bakteriociny. Jako hledisko aplikace platí kritéria: potravinářské jakosti produkující kmeny, široké spektrum inhibice, vysoká specifická aktivita, bezpečnost a stabilita pro konkrétní potravinu.
Přestože bakteriociny mohou významně omezit růst patogenů (včetně Listeria monocytogenes), jejich použití není stoprocentní zárukou a používají se pouze některé komerčně dostupné (nisin, pediocin PA‑1). Kombinace ochranných kultur s dobrými výrobními postupy (GMP, hygienou, kontrolou suroviny) je nezbytná.
Mléčné kvašení je základním nástrojem ke zvýšení bezpečnosti, trvanlivosti a nutriční hodnoty mléčných výrobků. Volba správné kultury, dodržení technologických parametrů (teplota, čas, množství inokula) a kombinace s hygienickými postupy umožňuje získat produkty s požadovanými senzorickými vlastnostmi, zdravotními přínosy a prodlouženou trvanlivostí.
Copyright © pohodanovapec.cz
