Sledování vad u tvarůžků Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Sledování vad u tvarůžků Diplomová práce Vedoucí práce: doc. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D. Vypracoval: Bc.Kateřina Picková : Brno

2 Mendlova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin 2009/2010 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autorka práce: Studijní program: Obor: Bc. Kateřina Picková Chemie a technologie potravin Jakost a zdravotní nezávadnost potravin Název tématu: Sledování vad u tvarůžků Rozsah práce: 50 stran Zásady pro vypracování: 1.Prostudovat dostupnou odbornou literaturu o dané problematice. 2.Provádět laboratorní analýzy podle pokynů vedoucího diplomové práce. 3.Do konce května 2010 zpracovat literární rešerši v rozsahu 20 strojopisných stran a odevzdat vedoucímu diplomové práce. 4.Statisticky vyhodnotit naměřené hodnoty. 5.Výsledky zpracovat do diplomové práce. 2

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma vypracoval(a) samostatně a použil(a) 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 Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta. 3

4 Poděkování Děkuji Doc. Ing. Květoslavě Šustové, Ph.D., vedoucí diplomové práce, za odborné vedení při zpracování předkládané diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat Ing. Liboru Kalhotkovi, Ph.D., za pomoc při práci v laboratoři a poskytnutí odborných informací v dané problematice. 4

5 ABSTRAKT Práce je zaměřena na zjišťování příčin vzniku vad u tvarůžků a to zejména vad konzistenčních, deformačních, vady chuti a vůně a uvolňování tekutiny z tvarůžků. Mikrobiologicky bylo vyšetřeno 35 vzorků tvarůžků v průběhu sedmi týdnů a 5 vzorků průmyslového tvarohu v délce tří týdnů. U vzorků bylo stanoveno 5 skupin mikroorganismů: CPM, koliformní, psychrofilní, sporulující, kvasinky a plísně. V práci jsme se zaměřili zejména na plíseň rodu Geotrichum, která bývá často součástí kontaminující mikroflóry sýra a může způsobovat vznik nežádoucích vad. V průběhu experimentu byl překročen stanovený limit u sporulujících mikroorganismů (>100 KTJ/g), u kvasinek a plísní (>100 KTJ/g) a plísně rodu Geotrichum (>100 KTJ/g). Chemickým vyšetřením byla stanovena titrační kyselost u vzorků průmyslového tvarohu, která se pohybovala v rozmezí 67,34 až 92,85 SH. Hodnoty titrační kyselosti u všech vzorků překračovaly limitní hodnotu stanovenou normou ( SH). Zjištěné výsledky ukázaly na nevhodné vlastnosti stanovených vzorků průmyslového tvarohu jako výchozí suroviny pro výrobu tvarůžků. V průběhu výroby tak dochází k pomnožení kontaminující mikroflóry, zejména kvasinek a plísní, na úkor čistých mlékárenských kultur tj. Brevibacterium linens a Candida valida. Mikroorganismy kontaminující mikroflóry způsobují nežádoucí senzorické vady. Pro výrobu tvarůžků je třeba preferovat průmyslové tvarohy vyhovující předepsaným mikrobiologickým a senzorickým parametrům. Klíčová slova: sýr, tvarůžky, průmyslový tvaroh, senzorické vady, mlékárenské kultury, sekundární mikroflóra 5

6 ABSTRAKT Work is focused on identifying the causes of defects in the cheese and especially consistency defects, strain, taste and smell defects and release of liquid from the cheese. Microbiologically were examined 35 samples of cheese during the seven weeks and 5 samples of industrial curds of three weeks. The samples were set 5 groups of microorganisms: CPM, coliform, psychrophilic, spore, yeast and mold. In this work we focused especially on the genus Geotrichum mold, which is often part of the microflora of cheese and contaminants can cause formation of undesirable defects. During the experiment, the threshold was exceeded in spore count (> 100 KTJ/g), yeast and fungi (> 100 KTJ/g) and fungi of the genus Geotrichum (> 100 KTJ/g). Chemical examination was set titratable acidity of the samples of industrial cheese, which ranged from 67,34 to 92,85 of SH. Values of titratable acidity in all samples exceeded the limit fixed standard (SH ). Proven results showed an inappropriate set of samples of industrial properties of curd as a starting material for the manufacture of cheese. In the course of production and leads to micro propagation of contaminants, particularly yeasts and molds at the expense of pure dairy cultures ie, Brevibacterium linens and Candida valid. Microorganisms contaminating microflora causing adverse sensory defects. For cheese production should be preferred industrial curds satisfying the prescribed microbiological and sensorial parameters. Keywords: cheese, industrial curds, sensory defects, dairy cultures, secondary microflora 6

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Historie tvarůžků Charakteristika výrobku Výroba tvarůžků Vlastní výroba Další suroviny používané při výrobě tvarůžků Zrání Chemické změny složek sýra během zrání Vady tvarohů a tvarůžků Příčiny kažení sýrů Charakteristika vad tvarůžků Mikrobiologie sýrů Rozdělení mikroorganismů dle jednotlivých kritérií Fyzikální účinky prostředí na bakterie Mikroorganismy stanovované u tvarůžků Ochrana proti nežádoucím mikroorganismům v potravinářském průmyslu Senzorická analýza potravin Vlastní senzorické hodnocení Stupnicové metody Smyslové hodnocení sýrů MATERIÁL A METODIKA Příjem a zpracování vzorku v laboratoři Mikrobiologická stanovení Senzorické hodnocení Stanovení titrační kyselosti tvarohu VÝSLEDKY A DISKUZE Vyhodnocení titrační kyselosti tvarohu Vyhodnocení mikrobiologické analýzy tvarohu Celkový počet mikroorganismů Koliformní mikroorganismy Sporulující mikroorganismy Psychrofilní mikroorganismy Kvasinky a plísně Geotrichum candidum Senzorická analýza tvarohu Vyhodnocení mikrobiologické analýzy tvarůžků Celkový počet mikroorganismů (CPM) Sporulující mikroorganismy Psychrofilní mikroorganismy Koliformní mikroorganismy Kvasinky a plísně ZÁVĚR LITERATURA SEZNAM TABULEK

8 1 ÚVOD Jednou z nejznámějších moravských specialit, jejíž typická pikantní chuť a výrazná vůně má své věrné zastánce i zaryté odpůrce, jsou Pravé olomoucké tvarůžky. Tento poklad české kuchyně je znám již několik století a i dnes je vyhledávanou pochoutkou našeho jídelníčku. Vyniká nejen díky svým smyslovým vlastnostem ale i nízkému obsahu tuku, díky kterému je stále častěji zařazován do programu redukčních diet. V této práci bych se chtěla zaměřit na vlivy způsobující vady tvarůžků, ke kterým dochází nejčastěji týden po uvolnění tvarůžků do tržní sítě. Díky těmto vadám, zejména konzistenčním a deformačním, dochází ke znehodnocení tvarůžků a jejich následným reklamacím, jejichž počet stále stoupá. Cílem práce je na základě mikrobiologické analýzy průmyslového tvarohu a tvarůžků a na základě stanovení titrační kyselosti tvarohu a jeho senzorické analýzy, vyhodnotit možné příčiny vzniku vad u tvarůžků. 8

9 2 CÍL PRÁCE Pravé olomoucké tvarůžky jsou sýrem s výraznou typickou vůní a chutí. Tato moravská specialita je díky svým senzorickým vlastnostem zcela nezaměnitelná. V posledních letech však dochází ke vzniku vad, spočívajících v měknutí a deformaci tvarůžků za současného uvolňování tekutiny. Proto cílem mé diplomové práce bylo: 1. Prostudovat dostupnou odbornou literaturu o výrobě a možných příčinách vzniku vad u tvarůžků, 2. Provádět laboratorní analýzy podle pokynů vedoucího diplomové práce, 3. Spolupracovat s firmou A.W. spol. s.r.o., 4. Zpracovat literární rešerši v rozsahu 20 strojopisných stran, 5. Výsledky statisticky a graficky zpracovat, 6. Výsledky zpracovat do diplomové práce. 9

10 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Sýry obecně Sýr má dlouhou historii v lidské stravě. Již v dávných dobách byl sýr využíván, jakožto koncentrovaná podoba mléka, pro výhodu delší trvanlivosti. Nedávné pokroky v oblasti výživy člověka zdůraznily přínos sýra pro výživu a zdraví. Sýr je bohatým zdrojem základních živin, zejména bílkovin, bioaktivních peptidů, aminokyselin, tuku, mastných kyselin, vitamínů a minerálů. Zrající sýr neobsahuje laktózu a proto je vhodný pro jednotlivce s intolerancí laktózy. Sýr je důležitý mléčný výrobek, který je nedílnou součástí zdravé stravy díky jeho podstatnému příspěvku na lidské zdraví (Walter et al., 2008). Výroba sýrů je nejstarším odvětvím zpracování mléka. Patří také mezi technologicky nejnáročnější. V podstatě se jedná o koncentraci mléčných bílkovin, které společně s tukem, laktózou a minerálními látkami jsou nejpodstatnějšími složkami sýrů. Celý technologický proces je provázen řadou změn prakticky všech složek sýrů. Tyto změny postihují chuť, aroma a konzistenci finálních výrobků (Simeonovová, Ingr, Gajdůšek, 2003). Sýry je možno rozdělit podle řady hledisek: 1. podle použité suroviny: - přírodní sýry - klasické sýry, vyráběné přímo z mléka - tavené sýry - vyráběné dalším zpracováním přírodních sýrů 2. podle druhu použitého mléka: - kravské, ovčí, kozí apod. 3. podle obsahu vody v tukuprosté hmotě - extra tvrdé méně než 51,0 % - tvrdé 49,0-56,0 % - polotvrdé 54,0-69,0 % - měkké nejméně 67 % 10

11 4. podle procentického obsahu tuku v sušině: - vysokotučné nad 60 % tuku - plnotučné % - polotučné % - nízkotučné % - odtučněné pod 10 % (Kadlec a kol, 2008) 5. podle způsobu srážení mléka: - kyselé sýry při výrobě se uplatňuje pouze kyselé srážení. - sladké sýry při srážení mléka se uplatňuje jen působení syřidla. Srážení je rychlé a prokysávání působením mikroorganismů probíhá proto převážně až při dalším zpracování sýřeniny -měkké sýry a tvarohy tato skupina je běžně zahrnována do skupiny sladkých sýrů. Při srážení mléka se uplatňuje jak působení syřidla, které je relativně mnohem pomalejší, tak i srážení vlivem vytvořené kyseliny mléčné. (Simeonovová, Ingr, Gajdůšek, 2003). 6. podle způsobu zrání: - sýry nezrající (čerstvé) včetně tvarohů - sýry zrající - převážně v celé hmotě (anaerobně) - převážně od povrchu do vnitřní hmoty sýra (sýry s mazem) - plísňové sýry - s plísní na povrchu a speciality s plísní na povrchu i uvnitř těsta - s plísní uvnitř těsta (Kadlec a kol., 2008) 3.2 Historie tvarůžků Tvarůžky jsou výchozí surovinou i způsobem výroby natolik spojeny s mlékem a vesnickým domovem, že nebude možné nikdy určit chvíli, kdy se poprvé objevily na jídelníčku. I nejstarší zprávy je uvádějí jako běžné jídlo, jak Kuxova zmínka z roku 1452, tak soupis pozůstalosti z Olomouce z roku 1583, kde se poprvé objevuje pojmenování tvarůžky (Kolektiv, 2009). 11

12 Dostupné historické prameny a výzkum prováděný Krajským vlastivědným muzeem v Olomouci potvrdily, že počátky výroby jsou spojeny s Olomouckem i městem samotným, kde vedle omezené produkce je doložen prodej tvarůžků a to na trzích či prostřednictvím překupníků (Pospěch, 1986). Zpočátku se tvarůžky připravovaly podomácku, hlavně pro vlastní spotřebu, snad na každém statku Olomoucka i širšího okolí, teprve později se postupně rozmáhala i výroba živnostenská. K rozvoji tvarůžků došlo v polovině 19. století s pokrokem v zemědělství a zavedením železnice, kdy bylo možno produkty přepravovat na větší vzdálenosti bez nebezpečí, že během transportu podlehnou zkáze. Tehdy také nastoupily tvarůžky vítěznou cestu světem vyvážely se do všech zemí rakousko-uherského mocnářství, Německa, Srbska, Turecka, Bulharska, Rumunska, ba i do Argentiny. V sedmdesátých letech 19. století převzaly iniciativu manufaktury, jež se soustřeďovaly do vesnic poblíž Olomouce. A to už přecházíme k počátkům průmyslové výroby a konečně se dostáváme do Loštic. Zdejší povozník Josef Wessels měl ještě obyčejnou, nepříliš úspěšnou manufakturu, když ji však v roce 1892 převzal jeho syn Alois, přeměnil ji v továrnu, přičemž se mu jako prvnímu velkovýrobci podařilo udržet kvalitu a charakteristickou chuť domácího sýra. Zakrátko se zařadil mezi největší producenty a v tradici pak úspěšně pokračovaly jeho děti. Následovalo několik desetiletí národního podniku a národ si stále s radostí pochutnával na své oblíbené lahůdce. I tato éra se odebrala a v Lošticích nyní vyrábí tvarůžky společnost A.W., spol. s.r.o., jež dodržuje původní recepturu a technologii rodiny Wesselsových (Švehelka, 2005). 3.3 Charakteristika výrobku Společnou charakteristikou sýrů zrajících pod mazem je typické zrání převládající od povrchu směrem do středu sýra, při kterém se uplatňuje mazová mikroflóra. U řady sýrů se mazová kultura různou měrou podílí na zrání a jejich senzorických vlastnostech. Pravé olomoucké tvarůžky jsou odtučněný měkký, pod mazem zrající sýr z netučného kyselého tvarohu. Mají zcela ojedinělou pikantní chuť, typickou vůni, povrch se zlatožlutým mazem a soudržnou poloměkkou až měkkou konzistencí 12

13 s patrným světlejším jádrem. Tvar má zpravidla podobu kotoučků, kroužků, tyčinek, nebo nepravidelných kousků. Pravé olomoucké tvarůžky jsou stolní sýr. Zcela unikátní a nenapodobitelné chuti se dosahuje působením přírodních podmínek zeměpisné oblasti Haná. Na biologických procesech zrání se uplatňují kromě jiného i mikroklimatické podmínky tohoto regionu, s vápencovým podložím a používanou pitnou vodou (Kolektiv, 2009). Tabulka č.1 Charakteristika tvarůžků Zařazení Skupina sýra Hodnoty Dle použité suroviny Přírodní - Dle obsahu sušiny Měkký % Dle obsahu tuku v sušině Odtučněný max 1 % Dle způsobu srážení mléka Kyselý - Dle způsobu zrání Zrající od povrchu dovnitř - Tvarůžky jsou přírodním měkkým pod mazem zrajícím sýrem s max. 1 % tuku abs., se sušinou % a max. 5 % kuchyňské soli bez jakékoliv chemické přísady. Pravé olomoucké tvarůžky se vyrábějí v šesti různých tvarových a hmotnostních variantách a mohou se upravovat na nespočet různých způsobů dle receptů a fantazie kuchařů (Kolektiv, 2009). 3.4 Výroba tvarůžků Výchozí surovina pro výrobu tvarůžků K výrobě tvarůžků či tyčinek se používá krátkodobě a dlouhodobě skladovaný průmyslový tvaroh se 4 až 4,5 % soli, který byl vhodně uskladněn a chráněn před přístupem vzduchu, s možností odvodu dodatečně uvolněné syrovátky. K výrobě tvarůžků se také používal tvaroh z nepasterovaného mléka. Takový tvaroh se však skladoval aspoň 50 dnů (v této lhůtě se devitalizují eventuelně původně přítomné patogeny) (Lukášová a kol., 2001). Průmyslové tvarohy se vyrábí prakticky stejně jako tvrdé tvarohy s tím, že po vylisování syrovátky se tvaroh mele, vychladí a po udusání do polyetylénových pytlů se 13

14 na povrchu posype kuchyňskou solí, uzavře do pevných pytlů a expeduje k dalšímu zpracování (Lukášová a kol., 2001). Sůl má působit jako konzervační prostředek, zejména vůči plesnivění tvarohu, který plesnivěním získá nevhodné vlastnosti pro výrobu tvarůžků. Správně zralý a uchovávaný tvaroh se lépe spojuje a je dostatečně pevný. Tvaroh dosahuje kyselost 120 až 160 SH při sušině 32 %. Tato kyselost je způsobená jednak kyselinou mléčnou a i samotným kaseinem, který obnáší asi 95 SH. Jelikož je vysoká kyselost tvarohu pro další mikrobiologické procesy nevhodná, snižuje se neutralizací uhličitanem sodným nebo uhličitanem vápenatým. Tyto soli mají v tvarohu podobnou funkci jako tavící soli při výrobě tavených sýrů. Sodné soli způsobují měkkou konzistenci a vápenaté soli se podílejí na vzniku tvrdší konzistencie. Přitom by se neměla zneutralizovat veškerá kyselina mléčná, tj. kyselost tvarohu má klesnout asi na hodnotu 115 SH (Gorner, Valík, 2004). Tvrdý tvaroh se vyrábí o sušině 32 %, pro přímý konzum nebo se dále zpracovává jako tzv. průmyslový tvaroh, kyselým srážením pasterovaného odstředěného mléka. Při výrobě tvrdého i průmyslového tvarohu se běžně používá tzv. dvoutepelný způsob výroby, u průmyslového tvarohu také jednotepelný způsob. U dvoutepelného způsobu se pasterované odstředěné mléko po ochlazení na 22 až 30 ºC a přídavku 0,5 až 2 % smetanového zákysu nechá prokysat po dobu 14 až 18 hodin. Sraženina se pak pokrájí, za míchání se dohřeje přímo v koagulačních tancích na 38 až 42 ºC, přepustí do syrníků nebo lisovací vany vyložené perforovanými tvořítky a lisuje. Po vychlazení v chladírně se vylisované bloky případně ještě porcují a balí. Při výrobě průmyslového tvarohu se postupuje prakticky stejně. Po dosažení požadované kyselosti syrovátky se sraženina zpracuje stejným způsobem. Vylisovaný průmyslový tvaroh se pak rozemele a po vychlazení v chladírně naplní za dusání do polyetylénových pytlů a povrch tvarohu se ještě před uzavřením pytlů může mírně posypat solí. Pytle se ukládají do vícevrstvých ochranných papírových obalů a uchovávají v chladírně až do expedice (Gajdůšek, 2002). Při výrobě průmyslového tvarohu tzv. jednotepelným způsobem se mléko zakysává při vyšší teplotě 32 až 38 ºC. Jakmile sraženina dosáhne kyselosti 22 až 24 SH začne se opatrně promíchávat až kyselost syrovátky dosáhne hodnot 25 až 27 SH. Po odpuštění části uvolněné syrovátky se sraženina přepustí do lisovacích van a po vylisování stejným způsobem mele, rychle chladí a balí. 14

15 K výrobě průmyslového tvarohu je možno použít i termofilní kultury. Srážení s termofilními kulturami probíhá při teplotách 38 až 44 ºC podstatně rychleji než při použití mesofilních kultur. Zvyšuje se však, stejně jako u jednotepelného způsobu výroby s mesofilními kulturami, nebezpečí překysání.proto se sraženina zpracovává již při dosažení titrační kyselosti syrovátky 23 až 25 SH a tvaroh se musí ze stejných důvodů také rychle vylisovat a vychladit. Výrobu průmyslového tvarohu je také možno provádět kontinuálně odstřeďováním. Nelze však použít běžné odstředivky na měkký tvaroh a jsou používány tzv. dekantační šnekové odstředivky (Gajdůšek, 2002). Tabulka č.2 Porovnání vybraných vlastností průmyslového a tvrdého tvarohu Tvaroh průmyslový Tvaroh tvrdý Sušina v % Titrační kyselost SH do 120 Chuť Čistě mléčně nakyslá Čistě mléčně nakyslá Konzistence Tvrdá strouhatelná Hrudkovitá (Lukášová a kol., 2001) Vlastní výroba Průmyslový tvaroh se ve výrobně opakovaně mele, prosoluje (4 % soli) a skladuje 1 až 2 týdny k dalšímu použití. Vzhledem k nerovnoměrným dodávkám tvarohu se v dobách přebytku tvaroh skladuje i několik měsíců. Při vlastní výrobě se mísí tvaroh dlouhodobě a krátkodobě skladovaný. Kyselost této směsi se upravuje na SH přídavkem uhličitanu sodného a vápenatého. Obsah soli se upravuje na 4-5 % (Lukášová a kol., 2001). Okyselený tvaroh se sušinou 32 % se dvakrát mele, přičemž se obsah dokonale zhomogenizuje. Pomletá hmota se strojově formuje na známé bochníčky a nebo tyčinky s rozměry 55 x 12 mm, 45 x 8 mm a 20 x 100 mm. Zformované nezralé tvarůžky jsou ještě příliš kyselé, aby se na nich mohl uskutečnit proces vlastního zrání aerobními proteolytickými bakteriemi. Proto se pomocí technologické operace, nazývané sušení, umožňuje rozmnožení oxidačních kvasinek z rodu Torulopsis a Candida. Tyto bakterie za pomocí vzdušného kyslíku oxidují nadbytečnou kyselinu mléčnou na CO 2 a H 2 O. Tato operace probíhá při 18 až 45 ºC, 15

16 proto tvarůžky současně vysychají až na sušinu 35 % a hodnotu ph 6,4. Přitom existuje nebezpečí nadměrného růstu mléčné plísně Geotrichum candidum, která může postup odkyselení brzdit až znemožnit. Při sušení vzniká tzv.šum, což jsou bubliny s oxidačními kvasinkami ve vrchní vrstvě sýrů. Tento šum se musí před dalším pokračováním technologického procesu praním odstranit. Při tzv. sušení je důležitý dostatečný přístup vzduchu s jeho obsahem vzdušného kyslíku. Pokud je ho nedostatek, dostávají sýry zatuchlou chuť a vůni (Gorner, Valík, 2004). Sušárnou může být suchá, vzdušná místnost, teplá 20 až 25 ºC anebo komorová sušárna s teplotou asi 40 ºC a regulovanou výměnou vzduchu (Drdák a kol., 1996). Až po praní se začne uplatňovat vlastní proces zrání tvarůžků, který trvá při teplotách 15 až 20 ºC 4 až 8 dnů. Zrání způsobuje aerobní proteolytická mikroflóra mazových bakterií, zejména Brevibakterium linens. Přitom se na tvarůžkách tvoří zlatožlutý až oranžový maz a sýry dostávají typickou chuť a vůni. V průběhu zrání se může pozorovat na řezu tvarůžků, že vrchní vrstva dostává žluté zbarvení a vnitřní jádro zůstává více nebo méně bílé podle postupu difúze zracích enzymů produkovaných aerobní proteolytickou mikroflórou. Po vytvoření zlatožlutého mazu na povrchu bochníkovitých tvarůžků anebo tyčinek jsou tyto sýry zralé a hotové na balení a expedici do skladu, kde může podle potřeby pokračovat zrání až na požadovaný stupeň. Po tento čas se musí uchovávat v chladu, při dostatečné vlhkosti, aby nevyschly (Gorner, Valík, 2004) Další suroviny používané při výrobě tvarůžků Čisté mlékárenské kultury Mazová kultura používaná pro zrání sýrů s mazem na povrchu obsahuje obvykle směs bakterií rodu Brevibakterium a Micrococcus a kvasinky rodů Kluyveromyces a Candida. Kvasinková a bakteriální složka se pěstují odděleně za použití různých komplexních médií (Kadlec a kol., 2008). Biochemickou činností kvasinek během zrání sýrů při teplotě 12 až 16 ºC a vysoké relativní vlhkosti (aby povrch sýrů nevyschl) se víc jak 90 % kyseliny mléčné oxiduje za přítomnosti vzdušného kyslíku na CO 2 a H 2 O. Kvasinky kromě toho deaminují aminokyseliny uvolněné z bílkovin na příslušné ketokyseliny a uvolňují amoniak, který vniká do hmoty sýra a snižuje jeho kyselost (Gorner, Valík, 2004). 16

17 Pro správný průběh zracího procesu je nejdůležitější mikroorganismus Brevibakterium linens, který se může uplatnit na povrchu sýra poté, co přítomná kyselina mléčná je metabolizována a neutralizovaná kvasinkami a mikrokoky a ph povrchu sýra stoupne k hodnotám ph 5,7-6,0. Brevibakterium linens je halotolerantní až halofilní proteolytická grampozitivní krátká tyčinka s teplotním optimem blízkým k teplotě 21 ºC, dobře rostoucí i v prostředí s 15 % NaCl při ph 6,0 až 9,8. Při ph 5,0 už neroste (Gorner, Valík, 2004). Brevibakterium linens produkuje žlutooranžové karotenoidní pigmenty, které se podílí na charakteristickém zbarvení povrchu sýra. Nevyužívá laktózu ani citráty, ale může využívat laktát vzniklý v předchozí fázi výroby sýra. Nejlépe roste při neutrálním ph. Vyznačuje se vysokou proteolytickou aktivitou a schopností degradovat i kasein i bílkoviny syrovátky. Schopnost B. linens degradovat aminokyseliny za vzniku amoniaku a methionin za vzniku mathanthiolu je částečně zodpovědná za vznik velmi výrazné chuti a vůně sýrů. Z ostatních těkavých sloučenin ke vzniku typické chutě a vůně přispívají zejména kyselina máselná, kyselina kapronová, fenylmethanol, dimethyldisulfid a dimethyltrisulfid (Kadlec a kol., 2008). Brevibacterium linens se běžně vyskytuje v přírodě a byl izolován z různých přírodních materiálů. Zvýšeného výskytu Brevibacterium linens v určitých oblastech, například Olomoucko, se již od 15. století využívalo k výrobě tvarohových sýrů zrajících od povrchu dovnitř pod vrstvou oranžového mazu tvořeného oxidační a proteolytickou mikroflórou, jejíž důležitou složkou je Brevibacterium linens. K přenosu zrací mikroflóry na nové sýry docházelo vzdušnou cestou, přenosem z výrobního zařízení a v neposlední řadě i samotnými pracovníky ve výrobě. Od 50.let 20. století, kdy docházelo ke změně výrobních podmínek, centralizace výroby a zavádění strojů, se začalo hovořit o nutnosti ošetřování sýrů čistými mlékárenskými kulturami (Cikánek a kol., 1990). Bioprotektory Bioprotektory řady ALTA, FARGO jsou na bázi mikrobiálních kultur a jejich metabolitů vznikajících při fermentaci. Produkty se vyznačují silným potlačujícím účinkem na růst a množení nežádoucích mikroorganismů a tím kladně ovlivňují stabilitu a trvanlivost potravin různých druhů. Tyto jejich vlastnosti jsou s výhodou využívány 17

18 v potravinářském průmyslu - ve výrobě masných a mléčných výrobků, lahůdek i k výrobě hotových jídel a polotovarů (Kloubek, 2010). ALTA - kultury kmenů Lactococcus, Pediococcus, Propionibacterium FARGO - kultura bakterie Pediococcus acidilactici Regulátory kyselosti Regulátory kyselosti nebo regulátory ph mění nebo udržují kyselost a alkalitu potravin. Nejčastěji jsou to různé soli kyselin s pufrujícími účinky a alkálie (Velíšek, 2002). Kuchyňská sůl Chlorid sodný je dnes v potravinářství běžně používán v kombinaci s dalšími konzervačními prostředky a metodami konzervace. Antimikrobiální aktivita chloridu sodného souvisí s jeho schopností snižovat aktivitu vody a vytvářet tak nepříznivé podmínky pro růst mikroorganismů (podobně působí sacharóza). Citlivost mikroorganismů se značně lisí. Intolerantní baktérie mohou být inhibovány již množstvím 10 g/kg, mezofilní a psychrotrofní gramnegativní tyčinky tolerují koncentrace 6-10krát vyšší, mléčné bakterie přežívají i v prostředí, kde je koncentrace chloridu sodného g/kg, sporulující baktérie dokonce tolerují koncentrace 160 g/kg (Velíšek, 2002). Chlorid sodný se k potravinám přidává z důvodů: dosažení žádoucích organoleptických vlastností výrobků a pokrmů, úpravy technologických podmínek, konzervace, která spočívá ve schopnosti snižovat aktivitu vody, kterou vyžadují k růstu nežádoucí mikroorganismy, bakteriostaticky působí i chloridové ionty, regulace žádoucích fermentačních procesů, potlačení růstu nežádoucí mikroflóry (Velíšek, 2002). 18

19 3.5 Zrání Jak uvádí Sousa, Ardo, McSweeney (2001), zrání sýrů zahrnuje komplexní řady biochemických a pravděpodobně i některé chemické děje, které vedou ke vzniku charakteristické chuti, vůně a textury každé odrůdy sýra. Nejsložitější z těchto biochemických dějů, proteolýza, je způsobena řadou činitelů z různých zdrojů: zbytkového koagulantu (obvykle chymosin), mléčnými enzymy, působením startovací mikroflóry a v mnoha případech působením enzymů kontaminující mikroflóry. Předběžné zrání sýrů probíhá již při zpracování mléka a sýřeniny, formování a solení. V této době je potřeba dosáhnout správného průběhu kysání s rozkladem laktózy. Dle Lukášové a kol. (2001) je nutno během 24 hodin dosáhnout požadované kyselosti (u tvrdých sýrů ph 5,1-5,2; u měkkých sýrů ph 4,8-5,0). V průběhu hlavního zrání dochází ke změnám téměř všech složek mléka. Zrající sýr obsahuje široký okruh látek, které přispívají pozitivně i negativně k chuti a vůni. Chuťové komponenty zahrnují peptidy a aminokyseliny, vyšší mastné kyseliny, metylketony, estery mastných kyselin, dimetylsulfid, acetaldehyd, diacetyl, alkoholy včetně etanolu a metanolu (Lukášová a kol., 2001). Obecně lze říci, že sýr dynamickým systémem, v němž na základě biochemických reakcí probíhá řada mikro a makrostrukturních změn. Druh a rozsah biochemických změn závisí na odrůdě, složení sýra a podmínkách zraní (Fox et al., 2000). Zrání rozlišujeme: v celé hmotě sýra (anaerobní), zrání od povrchu (aerobní) působením povrchové mikroflóry. Podle množství rozložené bílkoviny při zrání a podle stupně jejího rozložení rozlišujeme: rozsah zrání procentický podíl ve vodě rozpustného N v celkovém dusíku, hloubka zrání podíl aminosloučenin a amoniaku v celkovém N (Lukášová a kol., 2001). 19

20 3.5.1 Chemické změny složek sýra během zrání Bílkoviny Proteolýza je hlavním faktorem při zrání sýrů a ovlivňuje jak chuť a vůni tak i texturu sýra. Proteolytické enzymy pocházejí ze tří zdrojů: jsou to zbytky syřidla, plasmin a mléčné a ostatní mikroorganismy. Lukášová a kol. (2001) uvádí, že za hlavní stupeň proteolýzy je považována degradace para-κ-kaseinu zbytkovým syřidlem na polypeptidy, které jsou dále štěpeny bakteriálními proteázami a peptidázami na peptidy a aminokyseliny. Plasmin se účastní společně s ostatními enzymy na degradaci β- kaseinu. Lukášová a kol. (2001) zdůrazňuje, že peptidy mohou ovlivňovat chuť sýru příznivě, ale i nežádoucím způsobem. Jsou někdy příčinou hořké chuti sýrů. Tyto hořké peptidy jsou přítomné v mnoha sýrech, význam nabývají jestliže jejich koncentrace překročí prahovou hranici. Rozkladem bílkovin vznikají také těkavé mastné kyseliny, které ovlivňují chuť sýrů. Rozkladem aminokyselin vznikají amoniak, aldehydy, alkoholy, aminy (Lukášová a kol., 2001). Tuk Podléhá při zrání sýrů nejmenším změnám. V sýrech se tuk nalézá v podobě tukových kuliček. Absorpční vrstvy kolem tukových kuliček a nízké napětí CO 2 vytváří nevhodné podmínky pro rozklad tuku. Rozsah lipolýzy je dán obsahem tuku v sýru. Na lipolýze se podílejí mikrobiální enzymy a syřidla s vysokou lipázovou aktivitou ( Lukášová a kol., 2001). Laktóza Je rozkládána na kyselinu mléčnou až do úplného vymizení. Množství kyseliny mléčné má vliv na bobtnání parakaseinu. Kyselina mléčná reaguje se solemi sýra a parakaseinem. Odštěpuje vápník, přičemž vzniká mléčnan vápenatý. V konečné fázi se vytvoří monokaseinová sůl parakaseinu, která snadno bobtná ve vodě a v roztoku NaCl. Vznik této soli má velký význam pro konzistenci sýrů (Lukášová a kol., 2001). 20

21 3.6 Vady tvarohů a tvarůžků Při výrobě sýrů se může vyskytnout řada chyb. Tyto chyby mohou mít technologické, fyzikální (mechanické) nebo biologické, tedy mikrobiální příčiny. Pokud se přijme názor, že příčinou příslušné chyby mohou být mikroorganismy, je třeba najít jejich zdroj a uplatňovat následující opatření: pokud se předpokládá výroba sýrů ze syrového mléka, zabezpečit jeho účinnou pasteraci, zabránit rekontaminaci pasterizovaného mléka a vytvořit hygienické podmínky a stav při výrobě sýrů podle požadavků správné výrobní a hygienické praxe, při výrobě sýrů také zabezpečit podmínky, které zaručí optimální množení a metabolismus kulturních mikroorganismů a zabránit rozmnožování a metabolismu nežádoucích mikroorganismů dodržováním přiměřených teplot, požadovaných hodnot ph, správného obsahu soli, zabezpečením fermentace laktózy v mladých sýrech za vhodný čas, realizovat účinné sanitační opatření výrobního nářadí a zařízení a účinné preventivní ovládání nebezpečí systémem HACCP. Jedním z cílů je též zamezit vznik nežádoucího biofirmu na příslušném nářadí a zařízení (Gorner, Valík, 2004). Během technologie je důležité dodržování teplot a časů, jinak dochází k poruchám ve fermentačních pochodech. Ty se projevují změnou chutí, vůní i konzistencí, neboť metabolické pochody mikroorganismů neběží ve správném směru. V takových případech probíhají i nežádoucí proteolytické i lipolytické změny (Hrubý, 1984). Dle Fox et al. (2000) je obecně důležitější vyhnout se výrobě sýra o podprůměrné chuti než vyrábět mimořádně kvalitní sýry a to z toho důvodu, že relativně málo zákazníků dokáže ocenit vynikající sýr. 21

22 3.6.1 Příčiny kažení sýrů Mikrobiologické příčiny Řada míst a úseků relativně složité technologie, doplňované i úseky manuálních manipulací s tvarohovinou mohou vést, zejména při nedbalé hygienické péči, k závažným mikrobiálním kontaminacím. V některých technologických úsecích může nastat pomnožení kontaminujících buněk, provázené fyzikálně chemickými i smyslově zjistitelnými odchylkami. V případech kontaminace patogenními či podmíněně patogenními mikroorganismy mohou vznikat rizika zdravotního ohrožení (Lukášová a kol., 2001). Chemické příčiny Jsou spojeny především s nekulturním odbouráváním aminokyselin, případně i tuků (Lukášová a kol., 2001) Charakteristika vad tvarůžků Při výrobě a samotném zrání olomouckých tvarůžků mohou za nevhodných podmínek vzniknou některé chyby produktů: Konzistenční vady lepkavá konzistence - povrch tvarůžku lepká tzn. na povrchu je přebytečná vlhkost s produktem zrání, která při doteku prstem vytvoří pocit nalepení produktu zrání na prst, mazlavá konzistence - povrch tvarůžku je klouzavý (mokrý) tzn. vlhkost na povrchu je vyšší než u konzistence lepkavé, prst klouže po povrchu tvarůžku, svlékavá konzistence - nezáleží na vlhkosti povrchu tvarůžků, povrch tvarůžků se svléká tzn. tažením prstu po tvarůžku se oddělí horní část sýra od jádra, tato svlékavá vrstva má ve většině případů hořkou chuť, 22

23 uvolňování tekutiny - tato vada není patrná u jednoho kusu tvarůžků. Vada je sledována po zabalení balíčku, projevuje se uvolňováním tekutiny (syrovátky) ze sýra do primárního obalu, často i vytečením do obalu sekundárního (tekutina v obalu je viditelná). Množství uvolněné tekutiny je různé, roztékání - při této vadě dojde ke změně tvaru sýra. Rozteklá část tvarůžku jakoby vyteče ze sýra, je lesklá, hladká, oblých tvarů. Předčasné roztékání - příliš měkká konzistence - způsobuje Bacillus cereus nebo také oospory, které pocházejí především ze špatně ošetřeného tvarohu (Lukášová a kol., 2001). Dle Gornera a Valíka (2004) se mohou aerobní sporotvorné proteolytické bakterie rozmnožit ve tvarohu počas jeho uchování při zvýšených teplotách. Nežádoucí je také pomnožení plísně Geotrichum candidum. Tato plíseň je poměrně nenáročná na přítomnost vzdušného kyslíku, proto může růst i uvnitř tvarohu, tvarohovitost - může být způsobena nedostatečným prozráním za nevhodných zracích podmínek. Může být způsobena také nedostatkem kulturní proteolytické mikroflóry na povrchu. Vyskytuje se také u předčasně balených tvarůžků, které pak vysychají a neprozrávají (Lukášová a kol., 2001). Vady povrchu sýrů černání a modrání - způsobuje vyšší obsah železa nebo mědi v surovině průmyslovém tvarohu. Ložiskovité či difúzní zbarvení vzniká reakcí kovů a síry v degradačních produktech aminokyselin, nebo růstem barevných kolonií plísní či kvasinek (Lukášová a kol., 2001). Je potřeba si uvědomit, že kyselé prostředí tvarohu působí agresivně na železo a měď z nevhodného nářadí a zařízení. Při zrání tvarůžků se z bílkoviny uvolňují sirné sloučeniny a mezi nimi i sirovodík, který dává se železem a mědí tmavé sulfidy. Udává se, že surovina nesmí obsahovat více jak 1 mg Fe/kg a 5 mg Cu/kg (Gorner, Valík, 2004), hnědavé zabarvení - bývá způsobeno velkými dávkami dusičnanů přidaných do mléka před sýřením, 23

24 hnědé skvrny - mohou být způsobeny různými druhy mikroorganismů, bílá mazovitost - tvarůžky neprozrávají, nepříjemně páchnou, jejich povrch se povléká šedobílým hlenovitým až řídkým mazem (Lukášová a kol., 2001). Bílá mazovitost tvarohu vzniká při vysoké vlhkosti (uvolňování volné vody) a současném zrání při nízkých teplotách. Místo žlutého mazu se tvoří sivobílý až hlenovitý maz, tvarůžky nezrají, ale až nepříjemně páchnou (Gorner, Valík, 2004). Vady arómatu a chuti Vady arómatu a chuti spojené s nedostatečnou profilací těchto smyslových znaků se technologicky označují jako výrobky nezralé. Fyzikálně-chemicky jsou spojeny s nedostatečnou titrační kyselostí a s ph v oblasti obvykle nad 5,0. Opačně vady spojené s nadměrnou aktivitou použitých kultur se projevují příliš kyselou či příliš ostrou chutí, technologicky často stavem přezrálosti. Tento stav je provázen také odchylkami v konzistenci i ve fyzikálně chemickým charakteristikách (Lukášová a kol., 2001). mýdlovité aroma a chuť - mohou být spojeny také s kontaminací výrobků reziduí čistících prostředků ve výrobcích (Lukášová a kol., 2001), hořká a hnilobná příchuť bývá způsobena významnou kontaminací a aktivitou aerobně sporulujících mikroorganismů (B. cereus) vedoucí k nekulturní proteolýze (Lukášová a kol., 2001), zatuchlá chuť bývá způsobena nedostatečným přístupem vzduchu během sušení tvarůžků nebo silným pomnožením Geotrichum candidum (Gorner, Valík, 2004). 24

25 3.7 Mikrobiologie sýrů Sýry jsou výrobky z mléka, získané enzymatickými nebo mikrobiologickými pochody. Řada sýrů obsahuje charakteristickou kulturní mikroflóru, která tvoří biologickou ochranu výrobku. Surovinou pro výrobu sýrů je kravské mléko, v omezeném množství také mléko ovčí. To má mít dobrou mikrobiální jakost a nemá obsahovat látky inhibující růst technologicky důležitých mikroorganismů. Nevhodná jsou též větší kvanta sporulujících mikrobů (Hrubý, 1984). Kritických bodů ve výrobě sýrů je řada. Začínají mlékem, které musí odpovídat mikrobiologickým požadavkům a nesmí obsahovat inhibiční látky, přes tvorbu sýřeniny a první kysání až po zrání ve sklepích. U málokterých výrobků je čistota a technologie tak výrazně navázána na výsledné senzorické vlastnosti výrobků, jako je tomu u sýrů (Hrubý, 1984). Mikroorganismy jsou nezbytnou součástí všech druhů přírodních sýrů a hrají důležitou roli při technologii výroby a zrání. Mohou být rozděleny do dvou hlavních skupin, startéry a sekundární mikroflóry. Během doby zrání podporují startovací kultury, spolu s vedlejší mikroflórou, komplexní řadu biochemických reakcí, které jsou životně důležité pro správný vývoj i chuť a texturu (Beresford et al., 2001). Primární role startovacích kultur je tvorba kyseliny. Významně se však podílejí na rozvoji smyslových vlastností a zrání sýrů. Svou metabolickou činností vytvářejí nepříznivé prostředí pro růst kontaminující mikroflóry (Lukášová a kol., 2001). Dle Lukášové a kol. (2001) nízké ph sýrů 5-4,5 nechrání sýry před růstem plísní a kvasinek, inhibuje však rozmnožování bakterií kažení, zvláště v kombinaci s nízkou aktivitou vody, nízkým obsahem kyslíku a vyšší koncentrací soli. Měkké zrající sýry jsou charakterizovány vytvářením specifické povrchové mikroflóry z kvasinek, plísní a bakterií, které určují rheologické a smylové vlastnosti sýrů. Zrání sýrů zahrnuje rozsáhlou proteolýzu s tvorbou amoniaku, H 2 S a metylmerkaptanu. Tyto produkty difundují do sýra. ph na povrchu sýra se zvyšuje, což umožňuje rozmnožování některých nežádoucích bakterií jako jsou Listeria monocytogenes, stafylokoky a koliformní bakterie. Zvýšení ph sýrů zrajících pod mazem je důsledkem symbiózy mezi kulturními kvasinkami a Brevibacterium linens. Kvasinky metabolizují kyselinu mléčnou a tím 25

26 dochází ke zvýšení ph. To umožňuje růst mikrokoků (M. variant, M. caseolyticus aj.) a následně B.linens. Pro růst B. linens musí být ph vyšší jak 5,5. Kvasinky také syntetizují vitaminy (pantotenová kyselina, niacin, riboflavin), které jsou nezbytné pro růst B. linens (Lukášová a kol., 2001) Rozdělení mikroorganismů dle jednotlivých kritérií Podle vztahu ke kyslíku rozlišujeme: bakterie aerobní (striktně aerobní), které kyslík vyžadují a bez něj nemohou žít, bakterie anaerobní (striktně anaerobní), které kyslík nejen nevyžadují, ale pro které je naopak toxický a musí být z prostředí vyloučen, bakterie fakultativně anaerobní (fakultativně aerobní), které dobře prospívají v prostředí s kyslíkem i bez něho (Bednář, 1996). Podle optimální růstové teploty rozlišujeme: psychrofilní Mají optimální teplotu nižší než 20 ºC a rostou ještě poměrně intenzivně při teplotě 0 až 5 ºC, kdy na tuhé půdě vytvářejí z jediné buňky během dvou týdnů kolonii zjistitelnou pouhým okem, jejich generační doba je za těchto podmínek 48 hodin nebo méně. Některé z těchto mikroorganismů (např. některé plísně) jsou schopny pomalého růstu ještě při teplotách -10 ºC. Z potravinářského hlediska jsou důležité psychrotrofní mikroorganismy, tj. takové které se rozmnožují ještě dosti rychle při teplotách 0 ºC až +10 ºC bez ohledu na jejich optimální teplotu, mezofilní Mají minimální teplotu vyšší než 5 ºC a optimální teplotu nižší než 45 ºC, představují většinu všech mikroorganismů. U bakterií se optimální teplota pohybuje nejčastěji kolem 37 ºC, u kvasinek a plísní kolem 30 ºC, 26

27 termofilní Mají optimální teplotu růstu 45 ºC nebo vyšší, pro růst většiny z nich je optimální teplota 50 až 60 ºC, pro některé dokonce ještě vyšší (Šilhánková, 2008). 3. Podle barvení bakterií dle grama rozlišujeme: grampozitivní Mají buněčnou stěnu obsahující silnou vrstvu peptidoglykanu. Po chemické stránce stěna obsahuje deset či méně aminokyselin, neobsahuje aromatické či sirné aminokyseliny, převažuje peptidoglykanová vrstva (mureinové struktury a kyselina teichoová). Tvary bakterií jsou kokální či tyčinkovité, některé tyčinky jsou schopné pravého větvení. gramnegativní Mají buněčnou stěnu složenou z vnější třívrstevné membrány (proteiny, lipopolysacharidy, lipoproteiny) a vnitřní tenké a pevné peptidoglykanové vrstvy. Chemické složení stěn je poměrně bohatší než u bakterií grampozitivních, stěna obsahuje až sedmnáct aminokyselin, aromatické a sirné aminokyseliny, arginin a prolin, také lipidů je větší zastoupení. Zástupci tohoto oddělení netvoří spory. Pohyb zajišťují bičíky či se pohybují plazivě po substrátu. Některé rody tvoří pouzdra či pochvy. Barvení dle GRAMA je jednou z diagnostických metod, na jejímž základě je známa v mikrobiologii koncepce grampozitivních (G + ) a gramnegativních (G - ) bakterií. Mechanismus tohoto barvení vysvětlují rozdíly v propustnosti (tj. permeabilitě) buněčných stěn grampozitivních a gramnegativních bakterií (krystalová violeť a jod reagují uvnitř buňky, čímž vzniká sloučenina obsahující velké molekuly, které u grampozitivních bakterií neprojdou zpět membránou a nejsou rozpustné v alkoholu) a rozdílné vlastnosti protoplazmy (vnější vrstva u grampozitivních bakterií je grampozitivní a obsahuje magnesium ribonukleát, u gramnegativních bakterií tato vnější vrstva a magnesium ribonukleát chybí) (Říhová, 2007). 27

28 3.7.2 Fyzikální účinky prostředí na bakterie Teplota Teplota pronikavě ovlivňuje životní děje. Bakteriální buňka má v celém svém prostoru vždy stejnou teplotu jako je teplota prostředí. Zato rozsah teploty, ve kterém konkrétní bakterie může vykonávat životní funkce ve srovnání s ostatními organismy, je široký. V daném teplotním intervalu rostou bakterie ovšem různou růstovou rychlostí. Jedna z teplot je optimální, při ní bakterie rostou nejrychleji. Na obě strany od ní růstová rychlost klesá, a při teplotě minimální resp. maximální se růst zastavuje (Bednář, 1996). Stanovení minimální teploty je poměrně obtížné, neboť s klesající teplotou klesá postupně i rychlost rozmnožování. Teplotní mez úplného zastavení růstu je proto zjistitelní velmi obtížně. Zatímco optimální teplota je obvykle asi o 30 ºC vyšší než teploty minimální, převyšuje maximální teploty pouze o 5 až 10 ºC optimální teplotu určitého organismu. To znamená, že při zvýšení teploty nad optimální teplotu dochází k prudkému poklesu rychlosti rozmnožování a nakonec k jeho zastavení. Další zvýšení teploty pak vede k usmrcení buněk. Prudký pokles růstu při vyšších teplotách je způsoben denaturací určitých enzymů, jež jsou pro růst nezbytné. Tato denaturace je zprvu reverzibilní, avšak při vyšších teplotách se stává ireverzibilní a vede k usmrcení buňky. Smrtící účinky vysokých teplot se kvantitativně vyjadřují tzv. smrtící teplotou,což je nejnižší teplota, při které je organismus usmrcen během určité doby (nejčastěji 10 minut) a za přísně definovaných vnějších podmínek. Smrtící účinnost vysokých teplot závisí na druhu mikroorganismu, jeho fyziologickém stavu a koncentraci jeho buněk v prostředí, a dále na složení prostředí a jeho ph. Většina mezofilních mikroorganismů je usmrcena ve vlhkém prostředí při zahřívání nad 60 až 65 ºC během 10 až 15 minut, kdežto spory rodů Bacillus, Clostridium a Desulfotomaculum jsou usmrceny za tuto dobu až při teplotách 120 ºC nebo ještě vyšších. Spory kvasinek a plísní nemají tak vysokou odolnost, takže je ve vlhkém prostředí obvykle usmrtí 10-ti minutové zahřívání na 60 až 70 ºC. Jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících termorezistenci mikroorganismů je obsah vody v prostředí i buňkách, neboť v suchém prostředí jsou mikroorganismy mnohem rezistentnější k vysokým teplotám než v prostředí vlhkém. Termorezistenci 28

29 vegetativních buňěk i spor silně ovlivňuje ph prostředí. Obecně můžeme říci, že termorezistence je nejvyšší, je-li ph optimální pro růst daného mikroorganismu. Teploty nižší než minimální teplota růstu přežívá většina mikroorganismů poměrně dlouhou dobu. Jestliže se však intenzivně se rozmnožující buňky některých druhů bakterií přenesou z optimální teploty na teploty blízké 0 ºC, dochází k tzv. chladovému šoku, který se projevuje ztrátou životnosti velkého podílu populace. Chladový šok byl pozorován u gramnegativních bakterií, u grampozitivních sporulujících bakterií a dokonce i u psychrofilů (Šilhánková, 2008). Vlhkost Bakterie obsahují až 80 % vody a její nedostatek vede k zástavě činnosti buňky a podle okolností buď k její smrti nebo k její konzervaci, s možností obnovení životní činnosti po dodání vody. Bakterie jsou na vysušení poměrně citlivé, citlivější než např. kvasinky (Bednář, 1996). Většina bakterií je schopna rozmnožovat se v živných prostředích o aktivitě vody (a w ) v rozmezí 0,99 až 0,93. Některé bakterie se však rozmnožují pouze za nízkých vodních aktivit (0,65 až 0,63), které panují např. při vysokých koncentracích (20 až 30 %) chloridu sodného. Proto se tyto bakterie nazývají halofilní. Obvykle se jako halofilní označuje taková bakterie, která se rozmnožuje lépe při 15% a vyšší koncentraci chloridu sodného v prostředí. Rozmnožování většiny bakterií se však zastavuje, je-li v prostředí obsaženo 6 až 10 % chloridu sodného. Minimální a w kvasinek se pohybuje v rozmezí 0,91 až 0,88, a je tedy nižší než u většiny bakterií. Plísně se většinou rozmnožují za nižší vodní aktivity než většina bakterií a kvasinek. Výjimkou jsou pouze vodní plísně, vyžadující poměrně vysoké a w (Šilhánková, 2008). Osmotický tlak Vnitřní a vnější prostředí bakteriální buňky jsou vodné roztoky o různé koncentraci rozpuštěných látek, navzájem oddělené cytoplazmatickou membránou. Podstatné zvýšení osmotického tlaku v prostředí vede k zástavě životních funkcí, zpravidla to však nevede k smrti buňky, podobně jako jiné způsoby jejího vysušení. Bakterie snášející vysoký osmotický tlak prostředí se nazývají osmotolerantní a ty, které jej dokonce vyžadují ke svému růstu, jsou označovány jako osmofilní. Přirozená prostředí 29

30 s vysokým osmotickým tlakem jsou solná jezera. Bakterie žijící v takovém prostředí jsou halotolerantní resp. halofilní (Bednář, 1996). ph Růst mikroorganismů a jejich biochemická činnost jsou silně ovlivněny koncentrací vodíkových iontů v prostředí. Každý mikrobní druh se může rozmnožovat pouze v určitém rozmezí ph. Pro optimální růst většiny bakterií a kvasinek je toto rozmezí poměrně úzké, zatímco u většiny plísní je podstatně širší. Extrémní ph může mikroorganismy usmrtit (Šilhánková, 2008). Kvasinky vyžadují pro růst kyselé prostředí (optimální ph se pohybuje mezi 4,2 až 5,5) a již slabě alkalické ústojné prostředí (kolem ph 7,5) zastavuje jejich růst. Optimální ph většiny plísní je poblíž neutrálního bodu, avšak mohou se rozmnožovat ve velmi širokém rozmezí ph (1,2 až 11) (Šilhánková, 2008). Vnější ph ovlivňuje také regulační procesy metabolismu a vede ke změně poměru jeho hlavních produktů. Tak např. silně alkalickým prostředím se mnohonásobně zvyšuje tvorba glycerolu u kvasinek, neutralizací vznikajících kyselin se zvyšuje produkce mléčné kyseliny u mléčných bakterií na koncentrovaných cukerných médiích a tvorby máselné kyseliny na úkor butanolu a acetonu některých klostridií (Šilhánková, 2008). ph prostředí ovlivňuje také odolnost buněk ke zvýšeným teplotám. Jak již bylo uvedeno, je odolnost k vysokým teplotám tím menší, čím větší je odchylka od optimálního ph, což platí jak pro vegetativní buňky, tak i pro spory. U bakteriálních spor rodu Bacillus, Clostridium a Desulfotomaculum zabraňuje kyselé ph klíčení spor a jejich přeměně ve vegetativní formu (Šilhánková, 2008) Mikroorganismy stanovované u tvarůžků Celkový počet bakterií (CPM) V mikrobiologii potravin pod pojmem celkový počet mikroorganismů (CPM) rozumíme stanovení počtu mezofilních aerobních a fakultativně anaerobních mikroorganismů (bakterie, kvasinky a plísně), které rostou v neselektivních nutričně bohatých médiích nebo tvoří kolonie na nutričně bohatých agarových půdách za aerobních podmínek během inkubace při 30 o C po dobu 72 hodin. Výsledkem je stanovení počtu KTJ - 30

31 kolonie tvořících jednotek, v 1 ml (g) vyšetřovaného výrobku, přičemž 1 kolonie může být tvořena i desítkami buněk (Necidová, 2003). V potravinářských výrobcích a surovinách mají obvykle v úhrnu všech mikroorganismů kvantitativní převahu mikroorganismy mezofilní, tvořící kolonie na základních živných půdách při aerobní kultivaci. Tato rozsáhlá skupina se nejvíce přibližuje absolutnímu celkovému počtu a nejlépe vystihuje stupeň znečištění daného vzorku. Při tomto rozboru zůstávají nestanoveny termofilní mikroorganismy, část psychrotrofních, přísně anaerobní mikroorganismy, dále kultivačně náročné druhy vyžadující růstové faktory, část plísní, kvasinek a některé další méně důležité skupiny. Rovněž chybí informace o druhovém složení mikroflóry a jejích technologických a hygienických vlastnostech (Necidová, 2003). Stanovení CPM má význam jako základní informace o stupni mikrobiální kontaminace a rekontaminace surovin, hotových výrobků a prostředí provozoven. Z jeho výsledků lze posoudit dodržení technologických postupů a hygienických směrnic při výrobě, přepravě a uskladnění výrobků i surovin. Nemá však význam pro kontrolu potravin, při jejichž výrobě byly použity kulturní mikroorganismy (Necidová, 2003). V mikrobiologické praxi se ke stanovení CPM používají dvě metody, a to plotnová metoda a stanovení v tekuté půdě - metoda MPN. Mimo to se například v mlékařství rutinně používají i moderní přístrojové metody stanovení (Necidová, 2003). Sporotvorné mikroorganismy Bakterie rodu Bacillus a Clostridium (a ještě několik málo bakterií jiných rodů) mohou za určitých okolností, obecně řečeno při vzniku podmínek nepříznivých prodavší růst a množení, přetvořit svoji vegetativní a fyziologicky aktivní buňku v buňku klidovou, dormantní, charakterizovanou téměř nulovým metabolismem, ale zato extrémní odolností. Taková forma bakterie se nazývá spora, přesněji endospora, neboť se tvoří uvnitř buňky a vždy jen jedna (Bednář, 1996). Odolnost a životaschopnost bakteriálních endospor je opravdu extrémní. V tomto ohledu převyšují všechny ostatní známé klidové formy života. Nedostatek vody jim nevadí celá staletí. Snášejí i hodinový var, a to je důvod, proč nestačí ke sterilizaci pára, ale je nutný autokláv. Jsou odolné vůči všem formám záření, kyselinám i organickým rozpouštědlům, nesnadno se barví, atd. (Bednář, 1996). 31

32 Rod Bacillus V tomto rodu jsou zařazeny aerobní sporulující grampozitivní tyčinky. Jeho příslušníci patří k běžně se vyskytujícím druhům v přírodě, zejména v půdě. Většina druhů je nepatogenní, výjimku tvoří Bacillus anthracis, z části B. cereus a skupina druhů patogenních pro hmyz (Bednář, 1996). Dle Šilhánkové (2008) mají jeho druhy široké enzymové vybavení a tudíž schopnost rozkládat nejrůznější organické sloučeniny. Většina druhů má velmi aktivní amylolytické enzymy, které štěpí škrob, řada druhů má pektolytické enzymy, které štěpí rostlinné pektiny, a většina druhů má velmi aktivní proteolytické enzymy, takže se uplatňuje při aerobním a anaerobním rozkladu bílkovin (Šilhánková, 2008). V potravinách se vyskytují velice často a při mikrobiologických rozborech se s nimi setkáváme téměř vždy. Podílí se na kažení potravin např. způsobují rozklad a bombáž konzerv, podílí se na hnití konzervovaných zelenin, na zkáze polokonzerv, masa, sýrů a celé řady dalších výrobků (Hrubý a kol., 1984). Společným znakem bacilů je tvorba endospor, které v důsledku své stavby jsou vybaveny odolností k teplu, radiaci a dezinfekčním činidlům (Bednář, 1996). Bacillus cereus je grampozitivní aerobní a fakultativně anaerobní sporotvorná tyčinka dlouhá 3-5 µm, náležící do čeledi Bacillaceae. Vyskytuje se jednotlivě, ve dvojicích nebo řetízcích, spory jsou eliptické a umístěné centrálně. B. cereus je pohyblivý, vytváří velké suché a drsné kolonie s nepravidelnými okraji (Necidová, 2003). Bacillus cereus je saprofyt, který běžně roste na zbytcích rostlin v půdě, v hnoji a v krmivech. Důležitým zdrojem kontaminace jsou i spóry vyskytující se v ovzduší. Běžně se vyskytuje v půdě a v prachu a kontaminuje i různé materiály odebrané pro mikrobiologické vyšetření. Jeho přítomnost je často hodnocena jako náhodné znečištění (Bednář, 1996). Optimální teplota růstu B. cereus je 30 C, technologicky a hygienicky významné jsou psychrotrofní biotypy schopné růstu při nízkých teplotách (6 až 10 C). Vegetativní buňky nepřežívají pasterační záhřev na teplotu 72 C, spóry pasterační teploty běžně přežívají, naopak mohou být tímto záhřevem aktivovány ke klíčení. Inaktivace spór probíhá až při sterilizačních teplotách, např. 134 C při UHT ošetření mléka či 121 C - sterilizační teplota v autoklávu (Bednář, 1996). 32