Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Mikrobiologická kontrola vybraných druhů sýrů Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Libor Kalhotka, Ph.D. Vypracovala: Bc.Romana Kovaříková Brno 2008

2 ZADÁNÍ 2

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma, Mikrobiologická kontrola vybraných druhů sýrů, vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. Dne 30. dubna 2008 Podpis diplomanta Kovaříková Romana 3

4 Poděkování Děkuji Ing. Liborovi Kalhotkovi, Ph.D. za odborné vedení a cenné rady při tvorbě diplomové práce i při mikrobiologických rozborech, také celému Ústavu agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin. Velké poděkování patří také mé rodině za psychickou i finanční podporu během celého studia. 4

5 ABSTRAKT Moje práce popisuje jednotlivé kroky v technologickém postupu výroby Eidamské cihly a faktory působící na mikroorganismy v potravinách. Podrobněji se zabývá technologicky významnými mikroorganismy využívaných při výrobě eidamských sýrů, jejich charakteristikami a metabolismem. Práce dále rozvíjí jak charakteristiky mikroorganismů jakožto původce hygienických vad sýrů, tak samotný a detailnější popis těchto vad. Charakteristiky mikroorganismů způsobující otravy a nákazy z potravin a jejich metabolity s následnými preventivními protiopatřeními jsou v práci uvedeny poté. U tří vzorků eidamských sýrů, zakoupených v obchodní síti, byly experimentálně stanoveny tyto skupiny mikroorganismů : celkový počet mikroorganismů, bakterie mléčného kvašení, plísně a kvasinky, sporulující mikroorganismy a koliformní mikroorganismy. Výsledky rozboru byly porovnány s legislativou a vyhodnoceny. Všechny testované vzorky vyhovovaly legislativě a zdravotně nezávadným potravinám. sýr, bakterie mléčného kvašení, vady sýrů, mikroorganismy ABSTRACT My thesis describes particular steps in technological process of the Edam cheese brick production and factors applied on microorganisms in food. Technologically significant microorganisms used at the Edam cheeses production as well as their characteristics and metabolism are mentioned in detail. The work further describes characteristics of microorganisms as causers of the hygienic defects of a cheese. These defects and characteristics of the microorganisms causing poisoning and infection from food and their metabolites are also described in the work. Consequently a procuration against undesirable microorganisms is discussed. Three samples of the Edam cheese purchased in trade network were experimentally tested for these groups of microorganisms: total microorganism, lactic acid bacteria, fungi and yeasts, sporulating bacteria and coliform bacteria. Results of the analysis were compared with legislature and evaluated. All tested samples well met legislature requirements and can be declared as health-unexceptionable food. cheese, lactic acid bacteria, cheese defects, microorganism 5

6 OBSAH 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Mléko na výrobu sýrů Rozdělení sýrů Sýry s nízkodohřívanou sýřeninou Technologie výroby Eidamské cihly 45 % t.v.s Mikrobiologie sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou Faktory v potravinách a jejich vliv na mikroorganismy Vnitřní faktory Vnější faktory Implicitní faktory Technologicky významné mikroorganismy Bakterie mléčného kvašení Mléčné kvašení Čisté mlékařské kultury Negativní ovlivnění zdraví potravinami Mikroorganismy způsobující kažení sýrů Bakterie Plísně Mykotoxiny Kvasinky Vady sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou vyvolaných mikroorganismy Boj proti nežádoucím mikroorganismům Prevence Mechanické prostředky Fyzikání prostředky

7 Chemické prostředky Antibiotika Prevence alimentárních infekcí a enterotoxikóz MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ Charakteristika materiálu Příprava laboratorních pomůcek Zpracování vzorku Stanovení mikroorganismů Vyjádření výsledků VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM TABULEK A GRAFŮ SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK 70 7

8 1. ÚVOD Sýry patří k nejhodnotnějším potravinám z pohledu svého složení. Zprávy o výrobě sýrů pocházejí již ze starověku. Římané znali čerstvé sýry obohacené bylinkami i tvrdé sýry s vysokou sušinou typu cantau. Z Británie pochází čedar, z Holandska eidam a gouda, ze Švýcarska ementál, ve Francii vznikla řada typických sýrů měkkých brie, camembert, roquefort. Rozvoj výroby sýrů v českých zemích nastal v průběhu 19.století, kdy byly při velkostatcích zřizovány manufakturní sýrárny. Na Schwanzenbergském panství v jižních Čechách byl úspěšně vyráběn sýr limburského typu. První družstevní mlékárna byla založena na Moravě v roce 1878, v Čechách Sýrařští odborníci postupně zavedli výrobu řady sýrů v modifikacích pro naše podmínky. Ke zvyšování odborné úrovně přispělo i založení mlékařské stolice na ČVUT v Praze v roce Sýrem se dle vyhlášky 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje, ve znění pozdějších změn a doplnění, rozumí mléčný výrobek vyrobený vysrážením mléčné bílkoviny z mléka působením syřidla nebo jiných vhodných koagulačních činidel, prokysáním a oddělením podílu syrovátky. V sýrárnách se zpracovává pouze mléko kravské, produkty vyrobené z mléka jiných savců (kozí, ovčí) se u nás objevují pouze jako obchodní zboží. Konečnou mikrobiologickou jakost sýrů ovlivňuje mléko jako surovina, tepelné ošetření mléka v mlékárně, vnější faktory zajišťující ochranu před růstem mikroorganismů a faktory ovlivňující růst a přežívání mikroorganismů během výroby sýrů. Je tedy nutné dbát na důslednou hygienu, sanitaci a správné technologické kroky během celého procesu od nadojení až do distribuce hotových výrobků. 8

9 2. CÍL PRÁCE Cílem práce bylo: 1. Shrnout poznatky o mikrobiologii sýrů. 2. Zaměřit se na mikroorganismy působící kažení sýrů. 3. Charakterizovat mikroorganismy a produkty jejich metabolismu negativně ovlivňující lidské zdraví. 4. Charakterizovat opatření v boji proti nežádoucím mikroorganismům. 5. Charakterizovat mikroorganismy používané při výrobě sýrů, především bakterie mléčného kvašení. 6. Experimentálně stanovit vybrané skupiny mikroorganismů u zvolených druhů sýrů. 9

10 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Mléko na výrobu sýrů Na mléko určené pro výrobu sýrů se kladou vysoké jakostní požadavky. Mléko musí mít dobrou syřitelnost a prokysávací schopnosti a musí pocházet od zdravých, dobře živených dojnic. Kysací schopnost je rozhodujícím kritériem zda v mléce bude zajištěn dobrý růst přidaných čistých mlékařských kultur potřebných pro zdárný průběh všech mikrobiologických procesů. Syřitelnost je schopnost mléka srážet se syřidlem a tvořit sýřeninu požadovaných vlastností. (Gajdůšek, 2003) Významnou roli při výběru mléka hraje také ph mléka, zastoupení minerálních látek a vitamínů. Mléko s nevhodným složením, které je zapříčiněno často se vyskytujícími záněty vemene dojnic, má snížený obsah kaseinu, kyseliny fosforečné a vápníku, v důsledku čehož je sýření stížené a sýřenina velmi měkká. (Drdák aj., 1996) Mikrobiální čistota mléka pro výrobu sýrů by také měla být co nejlepší. Rozhodující není jen nízký celkový počet zárodků, resp. psychrotrofních mikroorganismů, ale zejména nepřítomnost bakterií máselného kvašení, hnilobných a plynotvorných bakterií. Významnou roli v tomto případě hraje především jakost krmiva. Zejména nekvalitní siláže obsahují velké množství bakterií máselného kvašení. Na mikrobiologické čistotě mléka se významně podílí hygiena získávání a ošetřování mléka. (Gajdůšek, 2000) Při odběru mléka rozhodují o jeho jakosti jako sýrařské suroviny výsledky rozličných testů (Drdák aj., 1996). Mléko nemá mít například zvýšenou kyselost, pozitivní test na inhibiční látky, ani vysoký počet mikroorganismů. Důležitým technologickým krokem při výrobě sýrů je pasterace mléka. Pasterací se zničí všechny vegetativní formy mikroorganismů, kromě spor a některých druhů termofilních bakterií. Čím čistší mléko před pasterací, tím jakostnější po pasteraci. Má-li se vyhovět vysokým požadavkům kladeným na jakost mléka z hlediska bakteriologické čistoty, je nutno při výrobě, získávání, ošetřování, sběru a svozu mléka zajistit: 10

11 vyloučení infekce mléka mikroorganismy, zabránění pomnožení mikroorganismů v mléce od doby nadojení po převzetí v sýrárně. 3.2 Rozdělení sýrů Sýry je možno rozdělit podle řady hledisek : podle použité suroviny se dělí sýry na přírodní sýry, tj. klasické sýry, vyráběné přímo z mléka sladkým nebo kyselým srážením, historicky mnohem mladší tavené sýry, které jsou vyráběny dalším zpracováním sýrů přírodních tavením a také na sýry syrovátkové (Třídění podle Gajdůšek, 2000) podle druhu použitého mléka : kravské, ovčí, kozí apod., podle obsahu sušiny: tvrdé (obsah vody max. 45 %), měkké (obsah vody min. 45 %), podle procentického obsahu tuku v sušině: vysokotučné ( více než 60 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra), plnotučné (více než 45 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra), polotučné (více než 25 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra), nízkotučné (více než 10 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra), odtučněné ( méně než 10 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra), podle konzistence: měkké (více než 68,0 % vody v tukuprosté hmotě sýra), poloměkké (62,0 až 68,0 %), polotvrdé (55,0 až 61,9 %), tvrdé (47,0 až 54,9 %), extra tvrdé ( méně než 47 % včetně), 11

12 podle způsobu srážení: kyselé srážení kyselé sýry průmyslový tvaroh a z něj výráběné olomoucké tvarůžky, sladké srážení působením syřidla sladké sýry, polotvrdé a tvrdé, sladké srážení, které je mnohem pomalejší měkké sýry a tvarohy, podle základních technologických principů: měkké sýry nezrající (Čerstvý sýr), zrající (Romadúr), zrající v chladu (Blaťácké zlato), zrající v solném nálevu (Balkánský sýr), s plísní na povrchu (Hermelín), s plísní v těstě (Niva), dvouplísňový (Vltavín), tvrdé sýry sýry s nízkodohřívanou sýřeninou: sýry eidamského typu (Eidamská cihla), sýry s hnětenou sýřeninou, sýry s mletou sýřeninou typu čedar (Cheddar), sýry s vysokodohřívanou sýřeninou: sýry ementálského typu (Primátor, Ementál), sýry bez tvorby ok (Parmezán), sýry ke strouhání (Parmezán). 3.3 Sýry s nízkodohřívanou sýřeninou Tato skupina sýrů obsahuje % sušiny, % tuku v sušině a 1,5 3,0 % soli. Hmotnost hotových sýrů je 1,5 14 kg. 12

13 Patří sem sýry holandského (eidamského) typu, které mají původ v holandských městech Edam a Gouda. V ČR je typickým zástupcem Eidamská cihla Technologie výroby Eidamské cihly 45 % t.v.s. - podle Grieger, Holec (1990) a Görner, Valík (2004): pasterace mléko pro výrobu sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou se ošetřuje šetrnou pasterací při 72 až 74 C po dobu 15 až 20 s, standardizace mléka před sýřením se u mléka upravuje tučnost (podle tuku v sušině hotového výrobku) mísením plnotučného a odstředěného mléka, tučnost mléka je závislá také na obsahu bílkovin (kaseinu), úprava kyselosti spočívá v přídavku smetanové kultury v množství 0,5-1,0 % a kultury Lactobacillus casei subsp. casei, zlepšení syřitelnosti mléka se zabezpečuje úpravou obsahu rozpustných vápenatých solí, do mléka se přidává chlorid vápenatý ve formě nasyceného roztoku v množství ml na 100 l mléka a někdy se také přidává dusičnan draselný v maximálním množství g na 100 l mléka, čímž se zabraňuje nadouvání sýrů, barvení při výrobě sýrů holandského typu se zpravidla používá barvení mléka sýrařskou barvou extrakt Bixa orelana, homogenizace mléka má za následek snížení ztrát tuku v syrovátce, teplota mléka se upravuje ihned po pasteraci na teplotu sýření, sýření provádí se ve výrobníku sýra, jedná se o přídavek syřidla, jehož síla, použité množství a čas působení ovlivňují jakost, výtěžnost a charakter sýřeniny (kromě těchto se uplatňují i jiní činitelé jako např. teplota, kyselost mléka, obsah rozpustných vápenatých solí a přítomnost vody), teplota sýření je C po dobu minut, 13

14 zpracování sýřeniny sýřenina se rozděluje na zrno o velikosti 4 mm, čím se uvolní potřebné množství syrovátky, dosáhne se požadované struktury a pevnosti sýřeniny a usměrní a podpoří se v ní činnost mikroorganismů, dohřívání a dosoušení cílem těchto úkonů je zvýšit tuhost sýrového zrna a zabezpečit rozvoj termorezistentních mikroorganismů, sýřenina eidamských sýrů se dohřívá a dosouší při teplotě C minut, jedná se vlastně o částečné vypuštění syrovátky a přidání vody o teplotě C v množství 60 % vypuštěné syrovátky, vypouštění sýřeniny do skupinových perforovaných forem většinou jsou z nerezavějící oceli nebo plastů, předlisování a lisování sýřeniny dochází k němu přímo ve formách pomocí hydraulických či pneumatických lisů při tlaku kpa, sýr při lisování dostává svůj standardní tvar a dochází k oddělování syrovátky, lisování trvá 1 až 20 h podle typu lisovacího zařízení, typu a tvaru sýra, solení trvá 1 3 dny a probíhá v solné lázni, nejdříve je teplota solné lázně 19 C, přičemž skončí v sýrech mléčná fermentace a potom se snižuje teplota na C; koncentrace solné lázně se pohybuje v rozmezí 18 až 22 Bé a její kyselost 20 až 25 SH; ph maximálně 4,7, zrání začíná vlastně po přídavku kultur, kdy dochází k rozkladu laktózy na kyselinu mléčnou, ale vlastní zrání spočívá ve štěpení bílkovin na látky jednodušší a v hydrolýze tuku v sýrech po jejich nasolení; působením mikrobiálních a syřidlových enzymů vznikají v sýru výrazné látky s typickou sýrovou chutí a vůní; z hlediska působení mikroflóry rozeznáváme dva typy zrání a to: primární (anaerobní) a sekundární (aerobní) zrání; zrání eidamských sýrů probíhá v plastových fóliích při teplotě C a relativní vlhkosti % 5 7 týdnů, skladování probíhá při teplotě do 12 C a u menších sýrů mohou být zrací fólie zároveň expedičním obalem. Záruční doba těchto sýrů je 14 dní ode dne dodání odběrateli. 14

15 Příjem mléka Terminace Laboratorní kultura Pasterace Matečný zákys Standardizace Provozní zákys Koagulace, krájení a drobení (29 31 C, 30 min) Dohřívání a osoušení (36 40 C, min) Formování a lisování Solení Růst bakterií Fermentace laktózy Fermentace citranu Proteolýza 14 dní 6 týdnů Obr. 3.1 Schématické znázornění technologických kroků a procesů při výrobě sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou (Görner, Valík, 2004) 3.4 Mikrobiologie sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou Mikroorganismy v mlékárenství mají významné poslání nejen zdravotní, ale také hygienické a technologické. Mléko a mléčné výrobky představují vhodné prostředí pro 15

16 růst mikroorganismů, které svou metabolickou činností mohou ovlivnit příznivě nebo nepříznivě kvalitu a biologickou hodnotu výrobku. (Grieger, Holec, 1990) 3.5 Faktory v potravinách a jejich vliv na mikroorganismy Mikroorganismy v potravinách jsou ovlivňovány řadou činitelů, které souvisejí jednak složením a enzymatickými pochody v potravinách (vnitřní faktory) a jednak technologickými procesy, balením a skladováním (vnější faktory). (Cempírková aj., 1997) Implicitní parametry se týkají vzájemného ovlivňování asociovaných mikroorganismů (Komprda, 2004) Vnitřní faktory: ph Většina mikroorganismů roste nejlépe při ph hodnotách kolem 7 (6,6 7,5). Jen málo z nich je schopno růst při ph 4 a níže a 9 a výše (Cempírková aj., 1997). Tab. 3.1 Mezní hodnoty ph růstu mikroorganismů (Cempírková aj., 1997) min. ph max. ph bakterie 4 4,5 8,5 9 kvasinky 2 8,5 plísně 1,5 11 Nejvíce citlivé ke změnám ph jsou patogenní mikroorganismy, které se v kyselých produktech nerozmnožují, mnohé v nich ani nepřežívají. (Cempírková aj., 1997) Podle Görner, Valík (2004) se rozlišují potraviny na kyselé (ph < 4,0), málo kyselé (ph 4,0 6,5) a zcela nekyselé (ph > 6,5). ph sýrů se pohybuje mezi 4,9 5,9, patří tedy k potravinám málo kyselým. 16

17 aktivita vody Aktivita vody (a w ) představuje míru využitelnosti vody pro mikroorganismy, volnou vodu v potravinách. Voda vázaná na bílkoviny, uhlohydráty nebo soli není pro mikroorganismy využitelná (Cempírková aj., 1997). a w ovlivňuje růst a metabolickou aktivitu (včetně produkce toxinů) mikroorganismů (Cempírková aj., 1997). Jednotlivé druhy mikroorganismů jsou charakterizovány mezními (limitními, kritickými), ale i optimálními hodnotami a w. Tab. 3.2 Mezní a optimální hodnoty a w vybraných mikroorganismů (Ingr, 2005) Mikroorganismy Hodnota a w Kritická Optimální Pseudomonas sp. 0,97 Escherichia coli 0,96 0,995 Bacillus subtilis 0,95 Staphylococcus aureus 0,86 0,900 0,995 Salmonella sp. 0,93 0,990 0,995 Clostridium botulinum 0,95 Aspergillus sp. 0,85 Rhizopus sp. 0,94 0,980 0,995 potravin. Na základě znalostí hodnot aktivity vody lze předpokládat bakteriální kalitelnost Tab. 3.3 Bakteriální kalitelnost potravin a jejich a w (Cempírková aj., 1997) a w Potraviny 0,99 0,97 lehce kazitelné 0,95 0,93 obtížněji kazitelné 0,90 a méně nekazí se A w sýrů se pohybuje v rozmezí 0,91 0,98. 17

18 oxidoredukční potenciál (Eh) Podle Cempírková aj. (1997) závisí Eh na složení, ph, atmosférickém tlaku kyslíku a přístupu vzduchu k potravině. Eh se v průběhu zpracování i skladování mění za přispění přítomných mikroorganismů. Hodnota Eh je závislá na poměru oxidovaných a redukovaných látek. U zralých sýrů se Eh pohybuje v rozmezí 20 až 200 mv. obsah živin Ke svému růstu mikroorganismy potřebují vodu, zdroj energie, zdroj dusíku, vitamíny a růstové faktory a minerální látky. (Cempírková aj., 1997) antibakteriální látky Stabilita některých potravin proti nežádoucí činnosti mikroorganismů je dána přítomností přirozeně se vyskytujících látek s antimikrobiální aktivitou (Cempírková aj., 1997). Například bakterie mléčného kvašení produkují nisin Vnější faktory: teplota Mikroorganismy jsou schopny růst v širokém teplotním rozsahu. Proto správné určení výrobní nebo skladovací teploty za předpokladu znalosti růstových okruhů mikroorganismů, může představovat účinnou ochranu potravin. (Cempírková aj., 1997) Tab. 3.4 Rozdělení mikroorganismů podle teplotních nároků (Cempírková aj., 1997) minimum ( C) optimum ( C) maximum ( C) psychrofilní mezofilní termofilní Mikroorganismy, které rostou při teplotách 5 C a nižších bez ohledu na optimální teplotu růstu se nazývají psychrotrofní a v potravinách se vyskytují daleko častěji než mikroorganismy psychrofilní. 18

19 Psychrofilní a mezofilní mikroorganismy jsou ničeny teplotami do 100 C (pasterace atd.). Mohou přežívat termofilní a některé termorezistentní mikroorganismy a spory. Teploty nad 100 C (sterilační) přežívá pouze malé množství spor, které jsou většinou subletálně poškozeny. Nízké teploty slouží ke krátkodobému (chlazení) nebo dlouhodobému (mražení) uchovávání potravin. Při chladírenských teplotách se rozmnožují psychrotrofní mikroorganismy, které při dostatečné vlhkosti působí kažení potravin. Mražení působí na mikroorganismy selektivně. V průběhu zmrazování část organismů uhyne a ty co přežijí, zůstávají životaschopné po dlouhou dobu při skladování potravin v mrazírenských komorách. (Cempírková aj., 1997) relativní vlhkost Cempírková aj. (1997) uvádí, že relativní vlhkost prostředí je důležitá jak z hlediska a w uvnitř potraviny, tak i z hlediska růstu mikroorganismů na jejím povrchu. Při a w potraviny 0,60 je důležité ji skladovat v prostředí s relativní vlhkostí, která nedovolí zvýšení a w do takové výše, aby došlo k pomnožení mikrobů. Důležitou roli hraje také skladovací teplota. Obecně platí, že čím vyšší je skladovací teplota, tím nižší musí být relativní vlhkost a naopak. přítomnost a koncentrace plynů Přítomnost plynů v prostředí se využívá při balení a skladování potravin v řízené atmosféře. Používá se kombinace plynů CO 2 a O 2 nebo N 2 (při poměru plynů % : %). Prostředí řízené atmosféry brání růstu aerobních bakterií, plísní a kvasinek. Dominantní mikroflórou se pak stávají fakultativně anaerobní bakterie (laktobacily). Skladování vakuově balených potravin nebo potravin balených v ochranné atmosféře při chladírenských podmínkách prodlužuje dobu jejich údržnosti. (Cempírková aj., 1997) Implicitní faktory synergismus Určitá skupina mikroorganismů produkuje, zvyšuje dostupnost esenciálních živin nebo mění hodnoty jako ph nebo redox-potenciál, což umožňuje rozvoj jiných 19

20 mikroorganismů, které by jinak nebyly schopny růstu nebo jsou méně tolerantní na extrémnější hodnoty těchto parametrů. (Komprda, 2004) antagonismus Jde o kompetici o esenciální živiny mezi různými skupinami (druhy) bakterií nebo změny hodnot ph, a w, redox-potenciálu určitými mikroorganismy, což může ovlivnit růst a množení jiných skupin mikroorganismů (Komprda, 2004). I když samostatné působení jednotlivých faktorů není dostatečné pro zabránění růstu a metabolismu mikroorganismů zhoršujících jakost potraviny, může kombinace více či méně intenzivně působících faktorů způsobit optimální konzervaci potraviny (Görner, Valík, 2004). V mnohých potravinách působí na mikroorganismy současně více faktorů. Toto působení označujeme jako překážkový efekt. Obr. 3.2 Kumulační vliv více faktorů inhibujících růst mikroorganismů v potravině (Görner, Valík, 2004) T teplota a v aktivita vody hodnota ph E h oxido-redukční potenciál konz. konzervační látka 20

21 3.6 Technologicky významné mikroorganismy Bakterie mléčného kvašení (BMK) Bakterie mléčného kvašení se využívají při výrobě fermentovaných nejen mléčných výrobků. Využívají se,,divoké, v surovině přirozeně se vyskytující bakterie mléčného kvašení, nebo přidávané v podobě čistých mlékařských kultur nebo startovacích kultur. Přestože bakterie mléčného kvašení patří do řady různých skupin, jsou klasifikovány společně podle tvorby stejného produktu metabolismu, kyseliny mléčné. Bakterie mléčného kvašení tolerují kyselost mléka kolem ph 4 po několik týdnů, jsou grampozitivní a anaerobní, mikroaerofilní, resp. fakultativně anaerobní. (Görner, Valík, 2004, Grieger, Holec, 1990) Dnes tato skupina zahrnuje 13 grampozitivních rodů: Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Paralactobacillus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus, Weissella. (Jay et. al, 2005). Morfologicky jsou to koky nebo tyčinky. Systematicky se dělí na homofermentativní mléčné bakterie, které zkvašují cukry na pravotočivou kyselinu mléčnou a na heterofermentativní mléčné bakterie, které produkují levotočivou kyselinu mléčnou (> 50%) a vedle toho značné množství jiných kyselin a látek (kyselina octová, CO 2, etanol). (Grieger, Holec, 1990) V sýrech eidamského typu se kromě základní mezofilní LD kultury, vyskytují i další druhy bakterií mléčného kvašení. Mohou to být laktobacily, které se používají jako doplňková kultura nebo non-starter lactic acid bacteria (NSLAB). Na rozdíl od bakterií mléčného kvašení, NSLAB nemusí být záměrně přidávány do mléka určeného pro výrobu sýra. Možným zdrojem těchto mikroorganismů v sýru je syrové mléko, voda, ingredience k výrobě sýra, personál, výrobní zařízení a vzduch mlékárny. Také to může být mikroflóra přežívající pasteraci nebo postpasterační kontaminace vzdušnými mikroorganismy. Jejich zdroj je tedy jiný než zákysové kultury. NSLAB jsou příčinou samovolného kysnutí mléka, které omezuje možnosti jeho technologického využití. Z hlediska složení převládají ve skupině NSLAB fakultativně heterofermentativní laktobacily. (Plocková, Žáčková, 2003) 21

22 Mléčné kvašení Mléčné kvašení probíhá anaerobně. Při něm je pyruvát vzniklý glykolýzou redukován v laktát, tj. anion kyseliny mléčné (alfa-hydroxypropionové) CH 3 -CHOH- COO - působením enzymu laktátdehydrogenasy s NADH. (Klaban, 1999) Z hlediska konečných produktů mléčného kvašení rozeznáváme kvašení homofermentativní a heterofermentativní. Při tzv. homofermentativním mléčném kvašení vzniká prakticky jen kyselina mléčná (90%). Mléčné bakterie vyrábějí většinou jen D-laktát. Některé laktobacily však neobsahují aldolázu, a odbourávají proto glukózu kombinací pentózového cyklu a částí glykolytického systému. Na laktát se proto mění jen část glukózy, ze zbytku se tvoří ethanol a oxid uhličitý nebo acetát a oxid uhličitý. Pak hovoříme o tzv. heterofermentativním mléčném kvašení. (Zehnálek, 1999) Jednotlivé růstové podmínky mohou významně změnit formaci konečného produktu určitými bakteriemi mléčného kvašení. Tyto změny mohou být připsány změněnému pyruvátovému metabolismu anebo použití vnějších elektronových donorů, takových jako kyslík nebo organické látky. (Salminen, Wright, 2004) Součástí bakterií mléčného kvašení je důležitá skupina kulturní mikroflóry, která je základem tzv. čistých mlékařských kultur. (Grieger, Holec, 1990) Čisté mlékařské kultury (ČMK) Čisté mlékařské (starterové) kultury jsou popisovány jako specifické BMK, které jsou používány k inokulaci mléka a jejich metabolismus vede k charakteristickým mléčným produktům. ČMK jsou v podstatě izolované kultury užitečných mikroorganismů a neoznačují tedy pouze jejich absolutní druhovou čistotu. Zahrnují jednak klasické přírodní kultury (Natural Starter Culture) obsahující komplex nedostatečně definované směsi mikroorganismů a jednak,,definované (Defined Strain Culture) nebo také,,selektované, obsahující jeden, nebo více identifikovaných a definovaných rodů, druhů, příp. kmenů mikroorganismů se specificky známými vlastnostmi. Specifická kritéria pro selekci BMK včetně rychlosti produkce kyseliny mléčné, jsou pak kapacita pro produkci polysacharidů, jejich limitovaná proteolýza (která by mohla vést i ke vzniku hořkých látek) a jejich produkce aromatických (chuťových) komponent. (Gajdůšek, 2000) 22

23 ČMK se do mlékárenských podniků dodávají v různých formách, nejčastěji jako sušené (lyofilizované). Jedná se o směs několika mikrobiálních druhů, které jsou určeny pro výrobu příslušného mléčného výrobku. Cílem kombinování kultur je dosáhnout optimálních senzorických, technologických, výživových, ekonomických a dalších parametrů příslušného výrobku. (Grieger, Holec, 1990) Funkci ČMK lze rozdělit do několika skupin podle základního účelu, kterému ve výrobě slouží : Kysací funkce, zrání, dieteticko léčebné funkce (Kněz, 1960), dále funkce ochranná a probiotické účinky (Gajdůšek, 2000). Kultury využívané při výrobě sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou: 1. Smetanová kultura Složení: Lactococcus lactis subsp. lactis Lactococcus lactis subsp. cremoris Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum Podle Grieger, Holec (1990) má být chuť a vůně smetanové kultury čistá, výrazně aromatická, smetanová, správně kyselá, film pak homogenní a kompaktní a měl by na stěně ulpívat 1 minutu. Kultura se kultivuje hodin při C, při zaočkování mléka 1 % kultury. Titrační kyselost kultury se pohybuje mezi 36 a 42 SH. Rod Lactococcus Jsou to grampozitivní, fakultativně anaerobní, katalázo negativní koky. Buňky jsou ovoidní 0,5-1,2 x 0,5-1,5 µm vyskytující se jako diplokoky nebo krátké řetízky. Jsou homofermentativní a jejich optimální teplota je 37 C, rostou při 10 C, ale ne při 45 C, také nerostou při 6,5 % NaCl. Hlavním produktem fermentace množství cukrů je L(+)-kyselina mléčná, ale bez tvorby plynu. Lactococcus lactis subsp. lactis tvoří bakteriocin nisin. L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis tvoří diacetyl, který dává typické aroma kysaným mléčným výrobkům. L. lactis subsp. cremoris má buňky větší a tvoří i delší řetízky. (Görner, Valík, 2004, Sedláček, 2007) 23

24 Obr. 3.3 Lactococcus lactis ( Rod Leuconostoc Do rodu Leuconostoc patří heterofermentativní grampozitivní koky sférického nebo ovoidního tvaru o velikosti 0,5-0,7 x 0,7-1,5 µm, nesporulující, kataláza negativní a fakultativně anaerobní. Seskupují se do dvojic nebo řetízků. Jejich optimální růstová teplota je C; rostou při 10 C, ale ne při 45 C. Glukózu fermentují za produkce kyseliny a plynu. Hlavními produkty fermentace jsou ethanol a D(-)-laktát. Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris tvoří diacetyl, a tedy typické aroma. L.mesenteroides subsp. dextranicum se kromě ČMK uplatňuje také při výrobě dextranu. Obr. 3.4 Leuconostoc mesenteroides ( 24

25 2. Kultura Lactobacillus casei subsp. casei Používá se jako doplňková kultura k základní smetanové kultuře pro zlepšení senzorických vlastností a zrychlení zrání. Při očkování 1 % a kultivaci při 30 C po dobu 30 až 48 hodin by měla být chuť a vůně čistě kyselá, kultura by měla mít hustou konzistenci a kyselost 40 až 55 SH. (Grieger, Holec, 1990) Lactobacillus casei subsp. casei Tvoří grampozitivní, nepohyblivé tyčinky, které mohou agregovat do řetízků. Koaguluje mléko a způsobuje jeho hlenovitost. Je mikroaerofilní a obecně platí, že přítomnost 5 % CO 2 podporuje růst laktobacilů. Optimálně roste při 30 C, roste i při 15 C, ale jen výjimečně při 45 C a jeho optimální ph se pohybuje obvykle mezi 5,5 až 6,2. Patří do skupiny fakultativně heterofermentativních laktobacilů, kteří fermentují hexózy na kyselinu mléčnou (> 90 %), či na směs kyseliny mléčné, octové, mravenčí a ethanolu. Pentózy fermentují na kyselinu mléčnou a octovou. Intenzivně rozkládá bílkoviny, zvláště kasein, a to až na volné aminokyseliny. (Klaban, 1999, Sedláček, 2007) Obr. 3.5 Lactobacillus casei ( 25

26 Tab. 3.5 Některé charakteristiky vybraných bakterií mléčného kvašení využívaných v mléčných produktech ( podle Gajdůšek, 2002) Rod Tvar Opt. ( C) Lactococcus kok Leuconostoc ovoid L. lactis Druh L. cremoris L. diacetylactis L. cremoris L. dextranicum L. lactis Lactobacillus tyčinka L. casei Konečné produkty metabolismu Vedlejší a Hlavní (stopové) acetaldehyd, L (+) aceton, k. mléčná diacetyl, ethanol L (+) k. mléčná L (+) k. mléčná, acetaldehy d, CO 2, diacetyl, acetoin D (-) k. mléčná, acetoin, diacetyl, ethanol, CO 2, (k. octová) L (+) k. mléčná acetaldehyd, aceton, diacetyl, (ethanol) aceton, ethanol ethanol k. octová, (ethanol) Startovací kultury jsou v sýru zpočátku dominantní mikroflórou. Jejich počet je od 10 6 do 10 9 na gram sýra. Se stářím sýra se jejich počet snižuje a počet non-starter bakterií se zvyšuje. Při zrání sýrů dochází k jejich dramatickému nárůstu z počátečních nedetekovatelných hodnot (< 10 KTJ. g -1 ) až k hodnotám, které přesahují 10 6 KTJ. g -1 po 3 4 měsících zrání. Typy a druhy NSLAB bakterií nalezené v sýru jsou závislé na počátečních počtech v syrovém mléce, biofilmu na zařízení a pozdější kontaminaci a individuální schopnosti obstát v prostředí sýra ( ph, sůl, a w, kyselost, teplota a dostupnost živin). Nejen vybrané kmeny zákysových kultur, ale i laktobacily ze skupiny NSLAB vyskytujících se v sýrech jsou schopny inhibovat růst nežádoucích mikroorganismů, včetně patogenů a mikroorganismů způsobujících kažení potravin, produkcí různých 26

27 druhů antimikrobiálních látek (kys. mléčné, CO 2, bakteriocinů, diacetylu, peroxidu vodíku, ethanolu, organický kyselin). (Marth, Steele, 2001) 3.7 Negativní ovlivnění zdraví potravinami Onemocnění, která se přenáší infikovanými potravinami, se nazývají alimentární. Podle průběhu a příznaků se obvykle rozdělují na dvě skupiny: otravy potravinami, nákazy z potravin. Otravy potravinami jsou onemocnění, u nichž základní úlohu má požitá potravina; původci otrav jsou schopni se rozmnožovat v potravinách a hromadit v nich své toxiny. Otravy potravinami se nepřenášejí dotykem. Otravy mikrobiálního původu je možné rozdělit na alimentární intoxikaci a alimentární infekci. Alimentární intoxikace vznikají přítomností mikrobních toxinů v potravinách, kdežto živé toxikogenní mikroorganismy nemusí být již přítomny. Při alimentární infekci vznikají toxiny za přítomnosti živých mikroorganismů původců otrav v potravině. U nákaz z potravin je potravina nositelem choroboplodných mikrobů, které jsou přenášeny z nemocného organismu na zdravý. Nákazy se mohou přenášet nejen potravinami, ale i vodou, vzduchem, dotykem atd. Původci nákaz se v potravině zpravidla nerozmnožují. (Hampl, 1968) 3.8 Mikroorganismy způsobující kažení sýrů Bakterie Rod Clostridium je velmi rozsáhlý. Jeho druhy tvoří peritrichní tyčinky, které jsou grampozitivní. Tento rod je obligátně anaerobní. Kyslík inhibuje růst a po 5 až 10 minutách působení usmrcuje vegetativní buňky většiny druhů. Některé druhy mají silné proteolytické schopnosti a uplatňují se při anaerobním rozkladu bílkovin (např. C. 27

28 sporogenes). Pro rod Clostridium je charakteristická tvorba spor, které jsou širší než vegetativní buňky. (Klaban, 1999) Při anaerobní oxidaci sacharidů tvoří příslušníci rodu Clostridium velké množství plynu (CO 2 a H 2 ). Tvorba plynu se nepříznivě projevuje u duření sýrů, kde jsou klostridia nežádoucí také pro tvorbu nepříjemných sloučenin. Při metabolismu pyruvátu vznikají kromě plynného vodíku také butyrát, butanol, aceton, 2-propanol, β-hydroxymáselná kyselina a malé množství octové kyseliny. Tvorba těchto látek je charakteristická pro druhy Clostridium butyricum a Cl. acetobutyricum. Některé druhy rodu Clostridium produkují velmi nebezpečné toxiny. Z potravinářského hlediska je nejdůležitější Clostridium botulinum. Tvoří pohyblivé tyčinky šířky 1,1 1,5 µm a délky 10 µm, které se vyskytují v párech nebo krátkých řetízcích. Jeho spory jsou oválné. Roste v rozmezí teplot C, přestává se množit při ph < 4,5. C. botulinum produkuje tzv. botulotoxiny, které patří k nejúčinnějším jedům. 1 mg představuje smrtící dávku pro lidí. Botulotoxiny jsou bílkovinné povahy, a proto se inaktivují zvýšenou teplotou během 15 až 20 minut při 100 C. V těle živočicha se C. botulinum nerozmnožuje, takže působí pouze toxinem vytvořeným při rozmnožení této bakterie v potravině. Otrava se nazývá botulismus. Spory tohoto druhu jsou přítomny v půdě, i když v poměrně malých koncentracích, v jezerech apod. (Šilhánková, 1995) Dalším druhem produkujícím toxin je Clostridium perfringens, který tvoří rovné tyčinky 0,9 1,3 µm x 3,0 9,0 µm, jednotlivé, ve dvojicích nebo krátkých řetízcích. Roste při teplotách C, optimální teplota růstu je 45 C. Vegetativní buňky nepřežívají záhřev s na 72 C. Enterotoxin je inaktivován záhřevem 5 min na 60 C. Otrava toxinem nastává pouze při silné kontaminaci potraviny touto bakterií, tj. při koncentraci buněk v potravině alespoň 10 6.g -1. Tvoří se při sporulaci, která probíhá většinou až ve střevním traktu člověka. Clostridium perfringens se hojně vyskytuje v půdě a prachu. (Jičínská, Havlová, 1995) Pro druhy C. butyricum, C. sporogenes a C. tyrobutyricum poskytují sýry dobré nutriční a anaerobní podmínky. Tepelně neošetřené, vakuově balené sýry, konzervované nanejvýš chlazením v ledničkách při min. +5 C, a sýrové pomazánky s vyšším obsahem vody a vyšší hodnotou ph jsou příznivé pro rozvoj C. botulinum. (Jičínská, Havlová, 1995) 28

29 Rod Bacillus tvoří většinou grampozitivní peritrichní tyčinky o rozměrech 1,0 1,2 µm x 3 5 µm jednotlivé, ve dvojicích nebo řetízcích, které mají bohaté enzymové vybavení, takže mohou rozkládat nejrůznější organické sloučeniny. Jsou chemoorganotrofní, aerobní nebo fakultativně anaerobní buňky, schopné tvořit endospory. Spory jsou eliptické, umístěné centrálně, nenadouvají sporangia. Někteří zástupci vyžadují ke sporulaci ionty manganu. Klíčení spor většiny druhů bacilů je bez jakýchkoliv aktivačních faktorů. (Sedláček, 2007) Bacillus cereus patří mezi druhy s poměrně velkými buňkami (1 x 3 až 5 µm). Tepelné optimum jeho růstu je 30 C, maximální teplota růstu je u jednotlivých kmenů 37 až 48 C, většinou 43 C. Minimální teplota kmenů adaptovaných na mlékárenské prostředí je 6 až 10 C. Optimální ph pro růst je 7,0 až 7,4. Vegetativní buňky nepřežívají pasterační záhřev 72 C a spory sterilaci v autoklávu při 110 C a UHT proces při 134 C. Při růstu na polysacharidových substrátech produkuje toxiny, které mohou být příčinou otrav. K otravám dochází při pomnožení této bakterie v potravině na koncentraci buněk 10 7.g -1 potraviny (u dětí stačí již koncentrace 10 5.g -1 ). Nejčastější příčinou těchto otrav jsou potraviny obsahující především obiloviny nebo škrob. Bacillus cereus je saprofyt, který roste na rozkládajících se zbytcích rostlin v půdě, v hnoji a v krmivech. Z těchto zdrojů jsou kontaminovány cereálie neintenzivněji při sklizni, ke kontaminaci syrového mléka pak dochází během dojení. Méně běžná příčina přímé kontaminace mléka jsou cereové mastitidy. Také spory z ovzduší mohou kontaminovat mléko. (Jičínská, Havlová, 1995, Klaban, 1999, Šilhánková, 1995) Rod Escherichia je nejdůležitější rod z hygienického hlediska, jehož jednotlivé druhy jsou obyvateli střevního traktu různých živočichů. Jde o gramnegativní, nesporotvorné tyčinky, peritrichní nebo bez bičíků, o rozměrech 1,1 1,5 µm x 2,0 6,0 µm, které mají respirační i kvasný metabolismus. Vyskytují se jako jednotlivé tyčinky, ve dvojicích nebo krátkých řetízcích, jsou prototrofní. Optimální teplota růstu je C, roste v rozsahu teplot C, avšak v mléce se vyskytují psychrotrofní kmeny, které rostou i při nižších teplotách. Nepřežívá záhřev s při teplotách vyšších než 64,5 C. Optimální ph je 6,8 7,2. (Jičínská, Havlová, 1995, Sedláček, 2007) Nejvýznamější je Escherichia coli, která se nachází ve spodní části střevního traktu člověka a teplokrevných zvířat, a vyskytuje se tedy i ve výkalech. Její přítomnost 29

30 ve vodách nebo v potravinách je proto ukazatelem fekálního znečištění a úrovně sanitace a hygieny. Některé její kmeny (tzv. enteropatogenní Escherichia coli čili EPEC) způsobují průjmová střevní onemocnění a onemocnění močových cest. Nejvýznamnější je EHEC enterohemoragická E. coli 0157:H7, vyskytuje se v syrovém mléce a způsobuje až krvavý průjem, bolesti břicha a zvracení. Infekční dávka je velmi nízká, nižší jak 10 mikroorganismů/g (Cempírková aj., 1997). Escherichia coli zkvašuje cukry (např. glukosu, laktosu, některé pentosy a alkoholické cukry) za intenzivní tvorby kyselin a plynu. Tvoří z těchto cukrů hlavně kyseliny mléčnou, pyrohroznovou, octovou a mravenčí, přičemž část kyseliny mravenčí rozkládá na oxid uhličitý a vodík. Průběh kvašení lze vyjádřit následující rovnicí: 2C 6H12O6 2CH 3CHOHCOOH + CH 3COOH + CH 3CH 2OH + HCOOH + CO2 + H (Šilhánková, 1995) 2 Rod Salmonella v současnosti zahrnuje pouze dvě platná druhová jména, S. bongori a S. enteritica se šesti poddruhy a více než 2500 sérovary. (Sedláček, 2007) Všechny jsou patogenní. Salmonelly jsou gramnegativní rovné tyčinky, pohyblivé, 0,7 1,5 µm x 2,0 5,0 µm. Jsou fakultativně anaerobní a biochemicky velmi aktivní. Optimální teplota růstu je C, tepelné minimum i maximum je závislé na kmenu. Salmonely nepřežívají pasteraci s výdrží s při teplotě 65 C a vyšší. Optimální ph se pohybuje v rozmezí 6,5 7,5. Všechny druhy salmonel fermentují glukosu za tvorby plynu. Typickou vlastností je také produkce sirovodíku. Nezkvašují však laktosu. Stejně jako rod Escherichia patří do čeledi Enterobacteriaceae. Podstatou patogenity salmonel je jejich termostabilní endotoxin. Vyskytují se v zažívacím traktu domácích zvířat a hlodavců, nemocných lidí a bacilonosičů, v drůbežích vejcích, zvláště kachních. Přenášejí se kontaminovaným masem, masnými i vaječnými surovinami, polotovary a potravinami, zmrzlinami, mlékem a mléčnými výrobky, vodou. (Šilhánková, 1995, Jičínská, Havlová, 1995, Klaban, 1999) Salmonella enteritica subsp. enteritica sv. Typhi způsobuje velmi vážné a často i smrtelné střevní onemocnění lidí břišní tyf. S. enteritica subsp. enteritica sv. Typhi je patogenní pouze pro člověka, přenáší se vodou a potravinami kontaminovanými lidskou stolicí. Bakterie se množí ve střevním traktu. Salmonella enteritica subsp. enteritica sv. Enteritidis se vyskytuje v trusu ptáků (hlavně kachen a holubů), odkud se může dostat do potravin. U člověka vede požití 30

31 potravin, jež ji obsahují, k lehčím onemocněním, která jsou charakterizována krátkou inkubační dobou (6 až 20 hodin), průjmy a často i zvracením. Tento typ onemocnění se označuje jako salmonelóza. Ve většině států Evropy nejčastější salmonela způsobující gastroenteritidy u člověka (Sedláček, 2007). Rod Shigella jsou gramnegativní, tyčinkovité, nepohyblivé bakterie z čeledi Enterobacteriaceae. Jejich optimální teplota je 37 C. Jsou aerobní a velmi citlivé na nejrůznější nepříznivé činitele vnějšího prostředí. Laktosu nezkvašují, fermentují pouze glukosu, ale jen ojediněle s tvorbou plynu. Rod Shigella se dělí na sérotické skupiny A D. Každá skupina obsahuje různé počty sérotypů. Shigelly mohou být přítomny v potravinách a vodě, znečištěné fekáliemi. Do potravin se vždy dostávají sekundárně. Jsou patogenní, vytvářejí endotoxin. Onemocnění způsobené rodem Shigella se nazývá bacilární úplavice nebo dyzentérie. (Šilhánková, 1995, Jičínská, Havlová, 1995, Sedláček, 2007) Shigelly vnikají do organismu orální cestou. Tato infekce je velice nakažlivá a infekční dávka činí přibližně 200 zárodků (Klaban, 1999). Bakterie jsou přenášeny z fekálií nemocných lidí na potraviny hlavně v letním období, např. mouchami. Onemocnění je rozšiřováno také bacilonosiči. Příznakem infekce jsou horečka a úporné průjmy. Nejčastějším původcem v našich podmínkách je Shigella sonei, méně často Shigella flexneri a vzácně Shigella dysenteriae, která způsobuje úplavici s nejtěžším průběhem. (Šilhánková, 1995) Rod Campylobacter představují štíhlé, zahnuté, gramnegativní tyčinky. Pohybují se pomocí polárního bičíku, spory netvoří. Nemají schopnost zkvašovat glukosu ani další sacharidy, a také nerozkládají přírodní makromolekuly (proteiny, tuky). Jsou mikroaerofilní, obvykle vyžadují koncentraci O 2 mezi 3 až 15 % a koncentraci CO 2 mezi 3 až 5 % (Sedláček, 2007). Minimální teplota pro růst je 30 C, optimální 42 až 45 C a teplota 48 C je tepelně inaktivuje. Nepřežívají pasterační záhřev 16,2 s při teplotách vyšších než 63 C (Jičínská, Havlová, 1995). Optimální ph se pohybuje 6,5 až 7,5. V potravinách přežívají dobře chlazení i zmrazení, ale nesnášejí vyschnutí. Kampylobakterióza většinou probíhá jako krátká, benigní gastroenteritida, k onemocnění jsou náchylné především děti. Podle statistických šetření se podílí na etiologii akutních průjmů až 14%. Minimální infekční dávka je pravděpodobně velmi 31

32 nízká cca 500 bakterií. Geneticky jsou kampylobaktery velmi aktivní a přizpůsobivé: vykazují geneticky programované změny fenotypu (fázové a antigenní variace) a spontánní transformabilitu homologickou DNA. (Šilhánková, 1995) Rozhodujícím zdrojem infekce pro člověka je drůbež (drůbeží maso), následuje syrové mléko a kontaminovaná voda. (Komprda, 2004) Campylobacter jejuni vyžaduje pro svůj růst živné půdy s krví obohacené vitamíny a aminokyselinami, současně i atmosféru se sníženou tenzí kyslíku. U člověka je Campylobacter jejuni běžným celosvětově rozšířeným původcem gastroenteritid, působí také septikémie a potraty. Má dva poddruhy. (Klaban, 1999, Sedláček, 2007) Zdrojem kontaminace tímto rodem může být hygienicky závadná voda používaná k mytí výrobních prostor a zařízení. Dalším rodem, z potravinářského hlediska velice důležitým, je rod Listeria, který je v přírodě velmi rozšířený a vyskytuje se také ve fekáliích a někdy i v potravinách. Listerie jsou grampozitivní, fakultativně anaerobní, krátké až kokoidní tyčinky, někdy však mohou tvořit i delší vlákna. Při C se čile pohybují, naopak při teplotě 37 C jsou prakticky nepohyblivé. Vždy jsou katalazapozitivní. (Klaban, 1999) Hlavním produktem fermentace glukózy je L(+)-laktát, okyselují řadu cukrů, ale bez tvorby plynu. (Sedláček, 2007) Nejvýznamnějším druhem je patogenní Listeria monocytogenes, která u oslabených jedinců (děti, těhotné ženy, rekonvalescenti, starší lidé apod.) může vyvolat encefalitidu, onemocnění jater a jiné nemoci. Napadá buňky imunitního systému a rozmnožuje se v nich. Infekční dávka není dosud přesně známa, je udávána v rozsahu mikroorganismů.g -1. V průmyslově rozvinutých zemích jsou listeriózy příčinou jen asi 0,5 1 % všech hromadných alimentárních infekcí a intoxikací mikrobiálního původu, mají však mezi těmito onemocněními zcela nesporné prvenství v procentu mortality, které se odhaduje až na 30 % úmrtí z celkového počtu onemocnění. L. monocytogenes se dobře rozmnožuje v chladírenských teplotách. Vedle svých psychrotrofních vlastností má tento mikrob významný mezofilní potenciál, který umožňuje přežívat teploty mezi C. Za bezpečnou hranici se považuje teplota 71,8 C (Cempírková aj., 1997). Listeria monocytogenes může růst za aerobních i mikroaerofilních podmínek na obohaceném krevním agaru, je nalézána v syrovém mléce i syrovém mase. Startovací mlékárenské kultury mohou růst L. monocytogenes inhibovat, její nárůst je pomalý (Farber, Peterkin, 1991). Přežívá sušení i mražení. 32

33 Rod Staphylococcus zahrnuje grampozitivní koky o průměru 0,5 1,0 µm, které se často vyskytují ve shlucích, ale také jednotlivě, po dvou, čtyřech nebo dokonce v krátkých řetízcích. Jsou vždy nepohyblivé, nikdy nevytvářejí spory a vykazují pozitivní katalasový test. Optimální teplota je 30 až 37 C. Rostou v přítomnosti 10 % NaCl. (Sedláček, 2007) Z fyziologického hlediska se většinou jedná o fakultativně anaerobní bakterie, avšak za aerobních podmínek rostou lépe. Staphylococcus je schopen zkvašovat cukry za vzniku kyselin. Obecně jsou stafylokoky velmi rozšířené v prostředí, ve kterém primárně osidlují povrch těla člověka a mnoha zvířat, také různé sliznice ptáků a savců. (Klaban, 1999) Často jsou izolovány z různých potravin živočišného původu (maso, mléko, sýr) a z nejrůznějších zdrojů v prostředí, jako je půda, voda, písek a prach. (Sedláček, 2007) Nejdůležitější je patogenní druh Staphylococcus aureus subsp. aureus, který je zřejmě nejúspěšnějším lidským patogenem, způsobuje anginu, hnisavé onemocnění kůže (trudovitost, furunkly), hnisání ran a hnisavé onemocnění poraněných kostí. Dostane-li se do potravin, produkuje enterotoxiny bílkovinné povahy, které mohou způsobit vážné až smrtelné otravy. Na tvorbu enterotoxinu má velký vliv složení potraviny a teplota. Pokud jde o rezistenci enterotoxinu, ten je termostabilní, není inaktivován ani působením teploty 100 C po dobu 20 minut (Komprda, 2004). Proto může onemocnění vyvolat také potravina či pokrm ohřívaný nebo krátce povařený. Potraviny, obsahující stafylokokové toxiny, většinou nemají viditelné známky kažení. Příznaky otravy se projevují 1 až 6 hodin po požití potraviny a vyznačují se žaludeční nevolností až křečemi, zvracením, průjmy, bolestí hlavy a někdy poklesem teploty. K otravě dochází obyčejně tehdy, je-li koncentrace buněk Staphylococcus aureus v potravině řádu 10 5 až g -1. (Šilhánková, 1995, Sedláček, 2007) Minimální a maximální teplota pro růst S. aureus a tvorbu enterotoxinu je 10 až 45 C, optimální C. S. aureus je halotolerantní až mírně halofilní, roste dobře ještě při koncentraci 10 % NaCl. Stafylokoky jsou poměrně rezistentní k vyšším teplotám, tj. více než 60 C. Podle studií prováděných s různými kmeny za rozdílných podmínek mohou přežívat při C po dobu 30 až 120 min. (Jičínská, Havlová, 1995) Některé druhy bakterií (laktobacily, enterokoky aj.) si adaptivně zvyšují suboptimální ph prostředí dekarboxylací aminokyselin histidinu a fenylalaninu na histamin a tyramin biogenní aminy (Jičínská, Havlová, 1995). Laktobacily, laktokoky 33

34 i kontaminující enterokoky tvoří biogenní aminy v sýrech s mírně kyselým ph během zrání a skladování při pokojové teplotě. Pokud se biogenní aminy nahromadí v potravině v toxickém množství, mohou způsobit alimentární otravu. Otrava histaminem se projevuje zvracením, bolestmi hlavy, pálením v krku, zatímco otrava tyraminem, který uvolňuje z tkání norepinefrin, může vyvolat hypertenzní krizi. Sýry byly zjištěny jako příčina několika otrav histaminem a v jednom případě byl jako etiologické agens, produkující v sýru histamin, charakterizován Lactobacillus buchneri. (Jičínská, Havlová, 1995) Plísně V přírodě se plísně běžně a hojně vyskytují. Jejich význam spočívá v mineralizačních procesech, kdy spolu s ostatními mikroorganismy rozkládají organické látky a zajišťují tak koloběh látek v přírodě. Plísně způsobují vady, až úplné znehodnocení potravin, pokud jsou pro rozvoj plísní podmínky. Nejdůležitější z nich je přístup vzdušného kyslíku a vlhkost. Plísně, které tvoří toxické metabolity, jsou označovány jako toxinogenní. Je to každá plíseň produkující metabolity toxické pro jakýkoliv jiný organismus, tedy i antibiotika, která jsou toxická pro bakterie. V užším smyslu se,,toxinogenní nazývají jen ty druhy, které produkují toxicky účinné látky pro člověka a hospodářská zvířata. Jimi produkované toxiny jsou mykotoxiny, onemocnění způsobená mykotoxiny se nazývají mykotoxikózy (na rozdíl od mykóz, kde přímým patogenním faktorem je plíseň sama). Mykotoxiny jsou produkty sekundárního metabolismu plísní, které se tvoří během vegetativního saprofytního růstu, především v postexponenciální fázi (idiofázi) během sporulace. (Jičínská, Havlová, 1995) Velmi rozšířený rod Aspergillus se vegetativně rozmnožuje konidiemi. U některých druhů je známa též tvorba neuspořádaných asků obsahujících 8 askospor. Asky jsou umístěny v kulovitém kleistotheciu, které má sírovitě žlutou barvu a je zřetelné pouhým okem jako drobné kuličky o průměru menším než 1 mm. Podle Žižka, Korbelová (1992) jsou příslušníci tohoto rodu biochemicky velice aktivní. Tvoří mnoho enzymů proteolytické, amylolytické a pektolytické. Tato vlastnost je pak využívána v potravinářství nebo v průmyslu. 34

35 Rod Fusarium je velmi rozsáhlý a v přírodě velmi rozšířený. Rozmnožuje se pomocí vícebuněčných rohlíčkovitých nebo banánovitých konidií. Kromě toho tvoří i jednobuněčné konidie, jež jsou uspořádány v řetízcích nebo nepravých paličkách, které vznikají shlukem lepkavých spor. (Šilhánková, 1995) Mnoho druhů tvoří nápadné kolonie s výraznou pigmentací červená, oranžová, fialová, modrá apod. Některé jeho druhy způsobují nemoci rostlin, jiné produkují toxiny, které mohou vést k vážnému onemocnění člověka. Rod Penicillium je nejrozšířenější a nejrozsáhlejší rod z plísní. Jeho druhy tvoří kolonie s velkým množstvím žlutozelených až modrozelených konidií, které jsou na různých potravinách i jiném materiálu patrné jako zelené, sametové až moučné povlaky. Okraje koloniií, na nichž nejsou spory, jsou bílé. (Šilhánková, 1995) Mnoho druhů uvolňuje do prostředí žluté až červené pigmenty. Tento rod se rozděluje do několika sekcí Podle (Šilhánková, 1995) : I. Monoverticillata se štětečkem tvořeným svazkem sterigmat či fialid. II.a Biverticillata symmetrica tvoří na konci konidioforu symetricky uspořádaný svazek válcovitých buněk nazvaných metuly. Každé metuly vyrůstá svazek sterigmat. II.b Biverticillata asymmetrica skupina s nesymetricky uspořádaným štětečkem konidioforu. (P. expansum, P. roqueforti, P. camemberti) III. Polyverticillata s konidioforem končícím bohatým, opakovaně větveným, symetricky uspořádaným štětečkem. Rod Scopulariopsis se morfologicky podobá rodu Penicillium. Liší se tím, že bílé až žlutohnědé konidie rodu Scopulariopsis jsou vzájemně spojeny úzkým krčkem a mají na svém povrchu výrustky. V přírodě se běžně vyskytuje Scopulariopsis brevicaulis, který se podílí na hnilobných procesech, doprovázených nepříjemným zápachem. Je patogenní, způsobuje mykózy nehtů, kůže a ústní dutiny. Na půdě se stopami arzénu tvoří pronikavý česnekový zápach (Žižka, Korbelová, 1992). 35