Οξυγαλακτικά Βακτήρια στα Γαλακτοκομικά Προϊόντα – Τί είναι τα οξυγαλακτικά βακτήρια? Ποιός είναι ο ρόλος των οξυγαλακτικών βακτηρίων στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων?
Τα οξυγαλακτικά βακτήρια μεταβολίζουν την λακτόζη του γάλακτος και παράγουν γαλακτικό οξύ
Τα βακτήρια, τα οποία συμμετέχουν στην παρασκευή, των γαλακτοκομικών προϊόντων, χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, στα οξυγαλακτικά βακτήρια (Lactic Acid Bacteria – LAB) και στα ΜΗ οξυγαλακτικά βακτήρια (No Lactic Acid Bacteria).
Αυτά τα οξυγαλακτικά βακτήρια (ή βακτήρια του γαλακτικού οξέος), είναι οι κύριοι μικροοργανισμοί, οι οποίοι εμπλέκονται στην ζύμωση, της λακτόζης, του γάλακτος.
Τυρί Emmentaler. Σε αυτά τα τυριά ελβετικού τύπου (swiss-type cheese), οι χαρακτηριστικές οπές οφείλονται σε βακτήρια τα οποία ανήκουν σε Είδη του γένους Propionibacterium. Αυτά, τα βακτήρια είναι ΜΗ οξυγαλακτικά βακτήρια.
Τα βακτήρια, αυτά, χρησιμοποιούν, την λακτόζη, του γάλακτος, για να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες τους, παράγοντας, παράλληλα, (κυρίως) γαλακτικό οξύ.
Η ζύμωση, αυτή, η οποία είναι γνωστή ως, γαλακτική ζύμωση, αποτελεί την σημαντικότερη ζύμωση, η οποία λαβαίνει χώρα κατά την παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων.
Είτε πρόκειται για σκληρά ή για μαλακά τυριά, είτε πρόκειται για ζυμωμένα γάλατα είτε πρόκειται για βούτυρο ή γιαούρτι ΠΑΝΤΑ η ζύμωση του γάλακτος γίνεται κυρίως από βακτήρια του γαλακτικού οξέος. Σήμερα, κατά κανόνα αυτά τα βακτήρια εισέρχονται στο γάλα με την μορφή των μικροβιακών καλλιεργειών εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS.
Οξυγαλακτικά Βακτήρια στα Γαλακτοκομικά Προϊόντα – Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος συνεισφέρουν στην ωρίμανση των γαλακτοκομικών προϊόντων
Τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, χρησιμοποιούν, επίσης, τις καζεΐνες, του γάλακτος, ως μια πηγή αζώτου.
Αυτά τα βακτήρια διαθέτουν μια σειρά από ένζυμα, τα οποία ένζυμα διασπούν τις πρωτεΐνες, αυτές, σε μικρότερα πεπτίδια και αμινοξέα.
Κεφίρ ένα ιδιαίτερο αλλά και διαφορετικό γαλακτοκομικό προϊόν. Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι βρίσκονται στους σπόρους του κεφίρ, εκτός από βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, μπορεί να είναι ζυμομύκητες (yeasts), βακτήρια, του οξικού οξέος, ή ακόμα και μούχλες (molds).
Επίσης, τα βακτήρια, αυτά, μπορούν και απελευθερώνουν μια σειρά από ένζυμα, τα οποία ένζυμα διασπούν τα λίπη, σε μικρού μοριακού βάρους λιπαρά οξέα.
Συνολικά, τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, εμπλέκονται, ενεργά, σε μια σειρά βιοχημικών διεργασιών, οι οποίες θα προωθήσουν την δημιουργία flavor στα γαλακτοκομικά προϊόντα.
Με τον τρόπο αυτό, τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, συμμετέχουν, καίρια, στην ωρίμανση των γαλακτοκομικών προϊόντων.
Ωρίμανση του νωπού γάλακτος, στην ύπαιθρο. Αυτό το γάλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραδοσιακή παρασκευή του βουτύρου και του ξινογάλακτος. Το γάλα αυτό περιέχει πληθώρα μικροοργανισμών οι οποίοι μπορούν να εμπλακούν σε σειρά αυθόρμητων ζυμώσεων (spontaneous fermentations). Πόσα Γένη και πόσα Είδη οξυγαλακτικών βακτηρίων συμμετέχουν σε αυτές τις ζυμώσεις? Ιστορικά, αναφέρονταν δώδεκα (12) κύρια γένη οξυγαλακτικών βακτηρίων (Lactic Acid Bacteria, LAB). Ωστόσο, με την εφαρμογή σύγχρονων μοριακών και φυλογενετικών μεθόδων, ο αριθμός των γενών που περιλαμβάνονται στα οξυγαλακτικά βακτήρια έχει αυξηθεί σημαντικά και πλέον υπερβαίνει τα εξήντα (60). Ιδιαίτερη σημασία έχει η πρόσφατη αναταξινόμηση του γένους Lactobacillus, το οποίο διαχωρίστηκε σε 25 νέα γένη, με βάση γενωμικά και εξελικτικά κριτήρια.
Οξυγαλακτικά Βακτήρια στα Γαλακτοκομικά Προϊόντα – Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος στην Γαλακτοκομία – Τυροκομία
Υπάρχουν 12 γένη οξυγαλακτικών βακτηρίων.
Οι εταιρίες διαθέτουν γαλακτοκομικές καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS, οι οποίες περιέχουν Είδη μόνον από 4 γένη οξυγαλακτικών βακτηρίων. Ωστόσο, ορισμένες εταιρίες διαθέτουν συμπληρωματικές/βοηθητικές καλλιέργειες (adjunct starter cultures) οι οποίες περιέχουν και Είδη του γένους Pediococcus (Pediococcus acidilactici και Pediococcus pentosaceus).
Από αυτά τα 12 γένη των οξυγαλακτικών βακτηρίων, 4 γένη κυρίως περιέχουν Eίδη, τα οποία εμπλέκονται στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων.
Αυτά είναι το γένος Lactococcus, το γένος Leuconostoc, το γένος Streptococcus, και το γένος Lactobacillus.
Ωστόσο, σε μικρότερο βαθμό στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων δύνανται να συμμετέχουν και Είδη από το γένος Pediococcus καθώς και από το γένος Enterococcus.
Φτιάχνω τυρί Provolone μέσω της τεχνικής back slopping fermentation. Προσθέτω μια ποσότητα από το τυρόγαλο της προηγούμενης ημέρας στο γάλα τυροκόμησης. Εδώ η καλλιέργεια εκκίνησης είναι τα βακτήρια τα οποία περιέχονται σε αυτό το ωριμασμένο τυρόγαλα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί αποτελούν τις λεγόμενες φυσικές καλλιέργειες τυρογάλακτος (natural whey starters). Ωστόσο, στο ωριμασμένο τυρόγαλα είναι δυνατόν να συνυπάρχουν, εκτός από τα επιθυμητά βακτήρια εκκινητές, και οξυγαλακτικά βακτήρια ΜΗ εκκινητές (non-starter lactic acid bacteria, NSLAB). Υπό ορισμένες συνθήκες, οι μικροοργανισμοί αυτοί μπορεί να επικρατήσουν κατά τη ζύμωση, γεγονός που ενδέχεται να οδηγήσει σε τεχνολογικά προβλήματα, όπως ανεξέλεγκτη οξίνιση, ανωμαλίες στη δομή του τυροπήγματος ή εμφάνιση ανεπιθύμητων οργανοληπτικών χαρακτηριστικών στο τελικό προϊόν.
Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος ως καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures)
Τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, μπορούν να διαιρεθούν σε δύο κατηγορίες στα οξυγαλακτικά βακτήρια εκκινητές [Starter Lactic Acid Bacteria (SLAB)] και στα οξυγαλακτικά βακτήρια ΜΗ εκκινητές [Non Starter Lactic Acid Bacteria (NSLAB)].
Τυρί Φέτα. Το τυρί αυτό βρίσκεται στο στάδιο της ωρίμανσης. Στο στάδιο, αυτό, οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι κυριαρχούν, στο τυρί, είναι τα οξυγαλακτικά βακτήρια ΜΗ εκκινητές.
Τί σχήμα έχουν τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος?
Τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, εμφανίζουν μια μεγάλη ποικιλομορφία.
Το σχήμα, αυτών, των βακτηρίων, ποικίλλει από σφαιρικό (κόκκοι) έως ραβδόμορφο (βάκιλλοι) με όλες τις ενδιάμεσες μορφές.
Τυρί Gouda. Για την παρασκευή, αυτού του τυριού οι καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) εκτός από ομοιοζυμωτικά περιέχουν και ετεροζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια. Οι οπές του τυριού οφείλονται στην παραγωγή CO2. Η παραγωγή CO2 οφείλεται στην δραστηριότητα ετεροζυμωτικών μεσόφιλων οξυγαλακτικών βακτηρίων τα οποία έχουν την ικανότητα να ζυμώνουν τα κιτρικά του γάλακτος.
Με ποιό τρόπο μεταβολίζουν την λακτόζη τα οξυγαλακτικά βακτήρια?
Τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο, αυτά, τα βακτήρια μεταβολίζουν την λακτόζη διακρίνονται σε Ομοιοζυμωτικά Οξυγαλακτικά βακτήρια, και σε Ετεροζυμωτικά Οξυγαλακτικά βακτήρια.
Ομοιοζυμωτική ζύμωση της λακτόζης του γάλακτος. Τα ομοιοζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια της Μαγιάς θα διασπάσουν την λακτόζη σε γλυκόζη και σε γαλακτόζη. Τα περισσότερα από αυτά τα βακτήρια έχουν την ικανότητα να μεταβολίζουν την γαλακτόζη. Όσα δεν έχουν αυτήν την ικανότητα θα αποβάλλουν την γαλακτόζη στον εξωκυττάριο χώρο. Στην ομοιοζυμωτική ζύμωση, συχνά η λακτόζη μετατρέπεται σε γαλακτικό ξύ σε ποσοστό άνω του 95%.
Οξυγαλακτικά Βακτήρια στα Γαλακτοκομικά Προϊόντα – Ποιόν τύπο γαλακτικού οξέος παράγουν τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος?
Ετεροζυμωτική οξυγαλακτική ζύμωση. Στην ετεροζυμωτική οξυγαλακτική ζύμωση, εκτός από γαλακτικό οξύ θα παραχθούν και άλλα προϊόντα μεταβολισμού όπως είναι το οξικό οξύ, το διοξείδιο του άνθρακα και η αιθανόλη. Ετεροζυμωτική οξυγαλακτική ζύμωση. Στην ετεροζυμωτική οξυγαλακτική ζύμωση, εκτός από γαλακτικό οξύ θα παραχθούν και άλλα προϊόντα μεταβολισμού όπως είναι το οξικό οξύ, το διοξείδιο του άνθρακα και η αιθανόλη. Οι αριθμοί με κόκκινο χρώμα απεικονίζουν τα ένζυμα τα οποία συμμετέχουν. 1. Hexokinase, 2. Glucose 6-phosphate dehydrogenase, 3. Phosphogluconate dehydrogenase, 4. Phosphopentose epimerase, 5. Phosphoketolase, 6. Acetate kinase, 7. Phosphate acetyltransferase, 8. Pyruvate decarboxylase, 9. Alcohol dehydrogenase, 10. Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, 11. phosphoglycerate kinase, 12. Phosphoglyceramutase, 13. Enolase, 14. Pyruvate kinase, 15. Lactate dehydrogenase.
Ορισμένα Είδη οξυγαλακτικών βακτηρίων παράγουν τον L(+) τύπο του γαλακτικού οξέος.
Άλλα Είδη των οξυγαλακτικών βακτηρίων παράγουν τον D(-) τύπο του γαλακτικού οξέος.
Για την παρασκευή του γιαουρτιού χρησιμοποιούνται δύο θερμόφιλα ομοιοζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια. Το Είδος Streptococcus thermophilus το οποίο παράγει τον L(+) τύπο του γαλακτικού οξέος, και το Είδος Lactobacillus bulgaricus, το οποίο παράγει τον D(-) τύπο του γαλακτικού οξέος.
Υπάρχουν, και Είδη οξυγαλακτικών βακτηρίων, τα οποία παράγουν την ρακεμική μορφή.
Δηλαδή, διάφορα Είδη οξυγαλακτικών βακτηρίων παράγουν τον DL τύπο του γαλακτικού οξέος.
Σε ποιά θερμοκρασία αναπτύσσονται τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος?
Οι μεσόφιλοι μικροοργανισμοί έχουν ελάχιστη θερμοκρασία ανάπτυξης περίπου 8 – 10℃ και μέγιστη θερμοκρασία ανάπτυξης περίπου 40℃.
Τα βακτήρια, του γαλακτικού οξέος, με βάση, την ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης, διαιρούνται σε Μεσόφιλα Οξυγαλακτικά Βακτήρια, και σε Θερμόφιλα Οξυγαλακτικά Βακτήρια.
Προσθέτω υψηλές ποσότητες άλατος σε σκληρό τυρί. Δείτε με ποιο τρόπο η αυξημένη αλατοπεριεκτικότητα οδηγεί σε αύξηση του πληθυσμού των οξυγαλακτικών βακτηρίων ΜΗ εκκινητών [NSLAB – (No Starter Lactic Acid Bacteria)] ήδη από τις πρώτες ημέρες. Αυτά τα οξυγαλακτικά βακτήρια ΜΗ εκκινητές θα ζυμώσουν την λακτόζη και θα παράξουν την D μορφή του γαλακτικού οξέος. Σε αντίθεση τα οξυγαλακτικά βακτήρια εκκινητές θα παράξουν την L μορφή του γαλακτικού οξέος.
Οξυγαλακτικά Βακτήρια στα Γαλακτοκομικά Προϊόντα – Ποιά βακτήρια του γαλακτικού οξέος μεταβολίζουν τα κιτρικά του γάλακτος?
Το Είδος Lactococcus lactis lactis diacetylactis και Είδη Leuconostoc spp., μπορουν και μεταβολίζουν τα κιτρικά του γάλακτος και παράγουν αρωματικές ενώσεις όπως, είναι το διακετύλιο, η ακετοΐνη, και η βουτανοδιόλη.
Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος παράγουν εξωπολυσακχαρίτες?
Πολλά Στελέχη (strains), διαφόρων Ειδών των οξυγαλακτικών βακτηρίων μπορούν και παράγουν εξωπολυσακχαρίτες (EPS).
Τυρί Τσαλαφούτι το Αυθεντικόν! Οι εξωπολυσακχαρίτες (EPS) απεικονίζονται ως ινίδια που συνδέουν τα κύτταρα του βακτηρίουLactococcus lactis cremoris με το δίκτυο των καζεϊνικών μικκυλίων στο τυρί Τσαλαφούτι. (A): αδιατάρακτο τυρί Τσαλαφούτι. (B): ανάδευση του τυριού. Με την ανάδευση επέρχεται μερική θραύση του δικτύου των καζεϊνικών μικκυλίων. Οι εξωπολυσακχαρίτες αποκολλώνται σε μεγάλο βαθμό από τα βακτηριακά κύτταρα, αλλά παραμένουν ως συνδετικό υλικό μεταξύ των συσσωματωμάτων των καζεϊνικών μικκυλίων οδηγώντας στην δημιουργία μεγαλύτερων ομάδων. Με τον τρόπο αυτό διατηρείται σε σημαντικό βαθμό η συνεκτικότητα και το ιξώδες του τυριού, περιορίζεται η συναίρεση ορού και βελτιώνεται η κρεμώδης υφή του τελικού προϊόντος.
Έχει διαπιστωθεί ότι διάφορα Στελέχη του Είδους Streptococcus salivarius thermophilus, και του Είδους Lactobacillus delbrueckii bulgaricus παράγουν εξωπολυσακχαρίτες.
Επίσης, ορισμένα Στελέχη του Είδους Leuconostoc mesenteroides, του Είδους Lactococcus lactis lactis, και ιδιαίτερα του Είδους Lactococcus lactis cremoris παράγουν επίσης εξωπολυσακχαρίτες.
Contribution of lactic acid bacteria to flavour compound formation in dairy products. Urbach G. 1995 Int Dairy J 5, 877–903.
Exopolysaccharides from lactic acid bacteria: perspectives and challenges. Welman, A. D. and I.S.Maddox (2003). Trends in Biotechnology, 21(6): 269-274.
Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry. Leroy, F.; De Vuyst, L. Trends. Food Sci. Tech. 2004, 15, 67–78
Microbiology of Fermented Foods. Wood, B. J. B. (1998). Thomson Science, London.
Χρησιμοποιούμε cookies για να σας προσφέρουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία στη σελίδα μας. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε τη σελίδα, θα υποθέσουμε πως είστε ικανοποιημένοι με αυτό.
Facebook Comments