Microorganisme utilizate în obținerea brânzeturilor

Istoricul utilizării culturilor starter

Nevoia obţinerii culturilor starter a apărut odată cu observarea faptului că se realizează o fermentaţie mai bună la fabricarea brânzeturilor, dacă în laptele proaspăt se adaugă zerul din ziua precedentă. La început transferul culturii se realiza prin însămânţări pe zer, şi astfel era propagată o anumită cultură de microorganisme. Deoarece cultura transferată era folosită pentru a începe fermentaţia şi a îmbunătăţi activitatea culturii existente ea a fost denumită cultură starter.

La începutul secolului XX oamenii de ştiinţă au început studierea microorganismelor implicate în fabricarea brânzeturilor. Aşa cum era de aşteptat în afară de bacterii lactice s-a găsit şi un număr mare de contaminaţi. Culturile au fost purificate progresiv şi menţinute astfel prin însămânţări în medii sterile. Din aceste culturi cele mai active au fost selecţionate şi comercializate sub formă de culturi starter comerciale.

Micoorganisme utilizate

Microorganismele adăugate la fabricarea brânzeturilor pot fi împărţite în două mari grupe microorganisme starter şi microflora secundară. Pe lângă acestea în timpul fabricaţiei se mai pot dezvolta în brânză şi microorganisme non-starter provenite din lapte, sau din contaminări în timpul prelucrării.

Microflora starter este formată cu precădere din bacterii ce produc fermentaţia lactică, proces anarob de metabolizare a glucidelor sub acţiunea echipamentului enzimatic al microorganismelor, având ca produs principal acidul lactic.

Microorganismele din cultura secundară nu contribuie la formarea acidului lactic, dar în general joacă un rol important în timpul maturării.

Bacteriile lactice întâlnite frecvent în culturile starter sunt: Lactoccocus lactis, Streptococcus therpmophillus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii, utilizate fie individual, fie în combinaţii în funcţie de sortimentul de brânză.

O serie de microorganisme cunoscute sub denumirea de microfloră secundară, pot fi adăugate alături de cultura starter. Din această categorie fac parte porpionibacterii, brevibacterii şi specii de mucegaiuri (Penicillim). Aceste microorganisme sunt utilizate împreună cu bacteriile lactice şi sunt specifice unui anumit sortiment de brânzeturi (de exemplu în brânza Elveţiană găurile specifice se datoraeză propionibacteriilor, culoarea galbenă şi aroma tipică brânzei Brick se datorează lui Brevibacterium linens).

Producerea de acid lactic de către microflora starter în timpul fabricării brânzeturilor determină o reducere a pH-ului laptelui care combinată cu tratamentul termic şi amestecarea promovează sinereza prin expulzarea zerului din caş (Walstra, 1993) contribuind semnificativ la unul din procesele de bază ale fabricării brânzeturilor.

Maturarea brânzeturilor este un proces complex care implică un număr de reacţii biochimice la care iau parte şi concentraţii mari de microorganisme prezente în brânză (Cogan, 2000). Atât conţinutul de acid lactic cât şi procentul de transformare al lactozei în acid lactic reprezintă doi indicatori foarte importanţi pentru evaluarea calităţii brânzeturilor. În timpul maturării, culturile de bacterii suferă procesul de autoliză, eliberând enzime intracelulare în reţeaua de brânză, iar aceste enzime vor continua să acţioneze asupra componenţilor caşului, dezvoltând aroma şi producând modificările dorite de textură în timpul maturării.

-Bacteriile lactice (BL)

Bacteriile producătoare de acid lactic (BL) îndeplinesc mai multe funcţii:

-produc acid lactic şi contribuie la coagularea laptelui;

-dau tăria coagulului şi influenţează formarea brânzeturilor;

-dezvoltarea acidului determină prezenţa cantităţilor reziduale de coagulant, care afectează maturarea; mai mult acid în caş înseamnă mai mult coagulant rezidual legat

-nivelul formării acidului influenţează disocierea fosfatului de calciu coloidal, care la rândul său influenţează proteoliza în timpul maturării şi determină proprietăţile reologice ale brânzeturilor;

-formarea acidului şi producerea altor substanţe antimicrobiene controlează creşterea bacteriilor patogene în brânzeturi;

-formarea acidului lactic contribuie la proteoliză şi la formarea aromei în brânză;

-creşterea bacteriilor producătoare de acid lactic produce scăderea potenţialului redox (Eh), necesar pentru producerea şi reducerea compuşilor cu sulf (metantiolul), care contribuie la formarea aromei brânzei Cheddar.

Caractere morfologice: bacteriile lactice prezintă heterogenitate morfologică. Principalele forme sunt derivate de la forma coccus şi se găsesc sub formă de streptococi (g. Lactococcus şi g. Streptococcus), de diplococi (g. Leuconostoc), de tetrade (g. Pediococcus), iar numeroase bacterii lactice se prezintă sub formă de bastonaşe (g. Lactobacillus).

Caractere fiziologice: BL folosesc ca sursă de carbon şi energie pentozele (riboză, xiloză, arabinoză), hexozele (glucoză, galactoză) şi diglucidele (lactoză, maltoză, zaharoză). Dintre acizi, acidul malic poate fi transformat în acid lactic, iar acidul citric în acetoină şi diacetil.

Acidul lactic nu poate fi folosit de BL şi acumularea sa prin fermentare conduce la inhibarea înmulţirii şi încetinirea vitezei de fermentaţie. Ca surse de azot BL folosesc aminoacizii, peptidele şi amidele. Echipamentul enzimatic intracelular proteolitic al BL contribuie semnificativ la maturare după autoliza celulelor microbiene.

BL necesită ca factori de creştere vitaminele B1, B6, biotina, acidul para-aminobenzoic, acidul folic şi acidul pantotenic.

Acidotoleranţa BL este exprimată de domeniul de pH în care are loc creşterea 4,3-4,8 pentru lactococi şi 3,8-4,4 pentru lactobacili.

În raport cu oxigenul din aer bacteriile lactice subt anaerobe sau facultativ anaerobe, iar în ceea ce priveşte domeniul de temperatură BL sunt adaptate să crească într-un domeniu larg de temperaturi (0-55 0C) cu valori optime:

mezofile

domeniu de creştere 15-40 0C

- t opt 25-30 0C pentru streptobacterii

- t opt 30-35 0C pentru lactococi

termofile

domeniu de creştere 30-50 0C

- t opt 45-50 0C pentru lactobacterii

Culturile mezofile au temperatura optimă de creştere în jurul valorii de 300C şi sunt utilizate în brânzeturi care nu sunt tratate la mai mult de 400C. Caracteristicile culturilor mezofile starter sunt prezentate în tabelul 1.