Vplyv soli na žiaducu a nežiaducu mikrobiotu pri výrobe syrov zo surového mlieka

Transkript

1 Vplyv soli na žiaducu a nežiaducu mikrobiotu pri výrobe syrov zo surového mlieka Petra Šipošová, Tatiana Mančušková, Ľubomír Valík, Alžbeta Medveďová Oddelenie výživy a hodnotenia kvality potravín, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita v Bratislave

2 vlastnosti: Baktérie mliečneho kysnutia grampozitívne, nespórotvorné, kyselinotvorné a kyselinotolerantné paličky a koky rody: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus,... význam: inhibícia rastu nežiaducej mikrobioty zabezpečenie mikrobiologickej bezchybnosti, zdravotnej neškodnosti predlžovanie trvanlivosti potravinárskych výrobkov

3 vlastnosti: Baktérie mliečneho kysnutia grampozitívne, nespórotvorné, kyselinotvorné a kyselinotolerantné paličky a koky rody: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus,... význam: inhibícia rastu nežiaducej mikrobioty Baktérie mliečneho kysnutia tvoria skupina grampozitívnych baktérií z viacerých rodov, ktoré fermentujú laktózu za vzniku kyseliny mliečnej. Patria medzi mikroorganizmy významné v potravinárstve, kde sa využívajú ako súčasť zákysových a probiotických kultúr. Vďaka svojej schopnosti inhibovať rast nežiaducej kontaminačnej mikrobioty, sa uplatňujú pri zabezpečení zdravotnej neškodnosti a predlžovaní trvanlivosti potravinárskych výrobkov. zabezpečenie mikrobiologickej bezchybnosti, zdravotnej neškodnosti predlžovanie trvanlivosti potravinárskych výrobkov

4 vlastnosti: Escherichia coli gramnegatívna kokoidná palička, fermentujúca laktózu výskyt: v ľudskom a zvieracom črevnom trakte všade v prírode význam: indikátorová funkcia kontaminant a pôvodca závažných ochorení

5 vlastnosti: Escherichia coli gramnegatívna kokoidná palička, fermentujúca laktózu výskyt: v ľudskom a zvieracom črevnom trakte všade v prírode význam: indikátorová funkcia kontaminant a pôvodca závažných ochorení Zatiaľ čo baktérie mliečneho kysnutia majú v potravinách zvyčajne pozitívny význam, Escherichia coli patrí medzi najbežnejšie mikrobiálne kontaminanty. Táto gramnegatívna palička rastie v širokom rozsahu teplôt, ph a aktivity vody. V prostredí potravinárskej výroby je prítomná predovšetkým ako saprofyt, avšak treba brať do úvahy aj existenciu jej patotypov, ktoré sú pôvodcami závažných ochorení.

6 Aktivita vody miera využiteľnosti vody pre mikroorganizmy pomer parciálneho tlaku vodnej pary nad požívatinou (p) k parciálnemu tlaku vodnej pary nad čistou vodou (p 0 ) pri rovnakej teplote znižovanie obsahu vody v prostredí spôsobuje spomalenie rastu mikroorganizmov

7 Aktivita vody miera využiteľnosti vody pre mikroorganizmy pomer parciálneho tlaku vodnej pary nad požívatinou (p) k parciálnemu tlaku vodnej pary nad čistou vodou (p 0 ) pri rovnakej teplote Na inhibíciu mikroorganizmov sa v potravinárskej technológií, okrem iného, využíva zníženie obsahu tzv. využiteľnej vody. Za mieru využiteľnosti vody pre mikroorganizmy sa považuje pojem aktivita vody. Zníženie aktivity vody, a teda zníženie podielu využiteľnej vody a spomalenie rastu mikroorganizmov možno docieliť pomocou niektorých zložiek požívatín, ako soľ, cukor či bielkoviny. znižovanie obsahu vody v prostredí spôsobuje spomalenie rastu mikroorganizmov

8 Ciele práce v závislosti od teploty a prídavku NaCl kvantitatívne popísať rast kyslomliečnych baktérií kultúry Fresco izolátu E. coli BR vyhodnotiť výsledky pomocou nástrojov prediktívnej mikrobiológie

9 Ciele práce v závislosti od teploty a prídavku NaCl kvantitatívne popísať rast kyslomliečnych baktérií kultúry Fresco izolátu E. coli BR vyhodnotiť výsledky pomocou nástrojov prediktívnej mikrobiológie Vzhľadom na pozitívne vlastnosti baktérií mliečneho kysnutia a na negatívny vplyv baktérie E. coli sme v našej práci sledovali vplyv soli na dynamiku ich rastu, pričom cieľom práce bolo kvantitatívne popísať ich rast v závislosti od rôznych prídavkov soli a pri rôznych teplotách.

10 Materiál a metódy komerčná kultúra Fresco DVS a Escherichia coli BR statická aeróbna kultivácia pri 1, 1 a C v UHT mlieku s prídavkom 1, a % NaCl stanovenie denzity baktérií pomocou kultivačnej zrieďovacej metódy na M1, resp. na GTK agare sledovanie poklesu ph hodnoty kultivačného média pre kultúru Fresco v závislosti od času vyhodnotenie pomocou Baranyiho D-modelu

11 Materiál a metódy komerčná kultúra Fresco DVS a Escherichia coli BR statická aeróbna kultivácia pri 1, 1 a C v UHT mlieku s prídavkom 1, a % NaCl Vykonali sme sériu pokusov s použitím komerčnej kultúry baktérii mliečneho kysnutia stanovenie denzity baktérií pomocou s názvom kultivačnej Frescozrieďovacej a baktérie metódy E. coli, na izolovanej M1, resp. na GTK agare z bryndze. Ako kultivačné médium sme používali 00 ml UHT mlieka s 1, % obsahom sledovanie poklesu ph hodnoty tuku kultivačného s prídavkom média 1, pre kultúru a % Fresco NaCl. Počas v závislosti od času statickej aeróbnej kultivácie pri teplotách 1, 1 a C sme stanovili denzitu baktérií pomocou kultivačnej zrieďovacej metódy. vyhodnotenie pomocou Baranyiho D-modelu Súčasne, v stanovených časových intervaloch sme sledovali aj zmenu ph kultivačného média s kultúrou Fresco. Získané údaje sme vyhodnotili pomocou Baranyiho D-modelu.

12 Vplyv teploty na rast kultúry Fresco 1 C 1 C C C 1 C C C 1 C C NaCl (%) 1 T ( C) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1 0, 0,1,0 0,1, 1 0, 0, 0, 1,0 0,1,1 0,0 1, 0,0 1, 0,0 1,

13 Vplyv teploty na rast kultúry Fresco 1 C 1 C C C 1 C C 1 C 1 C C Aby bola zabezpečená reprodukovateľnosť pokusov, snažila som sa dosiahnuť počiatočnú NaCl (%) 1 T ( C) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1 0, 0,1,0 0,1, 1 0, 0, 0, 1,0 0,1,1 0,0 1, 0,0 1, 0,0 1, koncentráciu baktérií mliečneho kysnutia na úrovni približne kolóniu tvoriacich jednotiek v 1 mililitri média a zároveň si môžete všimnúť, že v stacionárnej fáze sa kultúra Fresco pomnožila vždy na počty vyššie ako log poriadkov. V prezentovanej tabuľke sú zhrnuté rastové parametre kultúry Fresco.

14 Vplyv teploty na rast kultúry Fresco 1 C 1 C C C 1 C C 1 C 1 C C Pri porovnaní rastových parametrov kultúry Fresco pri rôznych teplotách a rovnakých NaCl (%) 1 T ( C) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1 0, 0,1,0 0,1, 1 0, 0, 0, 1,0 0,1,1 0,0 1, 0,0 1, 0,0 1, koncentráciách soli si môžete všimnúť, že vplyvom narastajúcej teploty, sa rýchlosť rastu baktérií zvyšovala a kultúra sa množila rýchlejšie. Tento fakt je dobre viditeľný na zobrazených grafoch a príslušnej tabuľke, kde si môžet všimnúť, že najvyššie rastové rýchlosti boli dosiahnuté pri najvyššej teplote.

15 Vplyv NaCl na rast kultúry Fresco 1% % % % % % 0 1 1% % % 0 1 T ( C) 1 1 NaCl (%) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1 0, 0, 0, 0,0 1, 0,1,0 0, 1,0 0,0 1, 0,1, 0,1,1 0,0 1,

16 Vplyv NaCl na rast kultúry Fresco 1% % % Z hľadiska obsahu soli sa pri každej sledovanej teplote so zvyšujúcou koncentráciou NaCl, rast soli bola1% rýchlosť % % rastu 0,1 log KTJ.ml 1% % -1.h -1. % Pri 0 %-nom 1 prídavku soli sa0rýchlosť 1 rastu spoma-lila približne o % a pri %-nom prídavku sa T ( C) 1 1 NaCl (%) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1 0, 0, 0, 0,0 1, 0,1,0 0, 1,0 0,0 1, 0,1, 0,1,1 0,0 1, kultúry Fresco postupne spomaľoval. Príkladom sú napríklad tieto grafy, kde máme znázornený vplyv soli na dynamiku rastu baktérií komerčnej kultúry Fresco. Pri 1 C a 1 %-nom prídavku rastová rýchlosť znížila viac ako o % oproti %-nému prídavku soli. Z grafov je tiež zrejmé, že so znižujúcou sa aktivitou vody, sa predlžoval aj čas, potrebný na prispôsobenie kultúry danému prostrediu. Podobne sa kultúra správala aj pri všetkých sledovaných teplotách.

17 ph ph ph Vplyv NaCl na metabolizmus kultúry Fresco 1 0 1% % % % % % % % % 0 1 T ( C) 1 T ( C) 1 T ( C) NaCl (%) lag ph (h) NaCl (%) lag ph (h) NaCl (%) lag ph (h) 1, 1 1, 1 1,, 1, 1,,, 1,

18 ph ph ph Vplyv NaCl na metabolizmus kultúry Fresco 1 0 1% % % T ( C) 1 NaCl (%) lag ph (h) 1,,, % % % fázy T ( C) ph, pričom 1 s rastom koncentrácie T ( C) NaCl sa NaCl (%) lag ph (h) NaCl (%) lag ph (h), 1% % % 0 1 Taktiež sme sledovali aj vplyv NaCl na dĺžku lag lag fáza ph predlžovala. Ako vidíme na obrázku, napr. 1 pri 11, C sa dĺžka lag fázy 1pohybovala 1, od, až po1,, h a podobný trend1,sme zaznamenali aj pri ostatných teplotách. 1,

19 Vplyv teploty na rast E. coli 1 C 1 C C C 1 C C C 1 C C NaCl (%) 1 T ( C) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1, 0,0, 0,0, 1 0,1 1, 0,1, 0,1, 0,1 0, 0,1 1, 0,1,

20 Vplyv teploty na rast E. coli 1 C 1 C C Podobnú sériu pokusov som uskutočnila aj s baktériou E. coli, kde počiatočné počty boli 1 C 1 C C 1 C 1 C C opäť približne log poriadky a v stacionárnej fáze sa dokázala pomnožiť na počty vyššie ako log poriadkov. Podobne ako v prípade kultúry Fresco, aj rast escherichie bol stimulovaný zvyšujúcou sa teplotou. Ako je znázornené na prezentovaných grafoch, baktéria sa pri vyšších teplotách a rovnakých koncentráciách soli rozmnožovala rýchlejšie a zároveň lag fáza bola postupne stále kratšia. NaCl (%) 1 T ( C) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 1 0,1, 0,0, 0,0, 1 0,1 1, 0,1, 0,1, 0,1 0, 0,1 1, 0,1,

21 Vplyv NaCl na rast E. coli 0% 1% % % % 1% % % % 1% % % 0 1 T ( C) 1 1 NaCl (%) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 0 0,1, 0, 0, 0, 1,0 1 0,1, 0,1 1, 0,1 0, 0,0, 0,1, 0,1 1, 0,0, 0,1, 0,1,

22 Vplyv NaCl na rast E. coli 0% 1% % % % 1% % % 0% 1% % % rastovej rýchlosti izolátu E. coli. Zatiaľ čo pri T ( C) 1 1 NaCl (%) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) Gr (log KTJ.ml -1.h -1 ) l (h) 0 0,1, 0, 0, 0, 1,0 1 0,1, 0,1 1, 0,1 0, 0,0, 0,1, 0,1 1, 0,0, 0,1, 0,1, Naopak, postupné zvyšovanie obsahu NaCl nemalo až taký výrazný vplyv na spomalenie porovnaní rastu E. coli pri 0 a 1 %-nom prídavku NaCl sme zaznamenali výraznú inhibíciu a spomalenie rastu predstavovalo v priemere až %, ďalšie zvyšovanie koncentrácie soli nemalo na rast baktérie žiadaný inhibičný efekt. Rastové rýchlosti sa pri rovnakých teplotách a rôznych koncentráciách soli pohybovali v úzkom intervale hodnôt a relatívna odchýlka medzi nimi dosahovala menej ako 1 %

23 Záver zvyšovanie teploty stimulovalo rast oboch sledovaných kultúr kultúra Fresco zvyšovaním obsahu NaCl sa znižovala rýchlosť rastu, spomalila sa aj kyselinotvorná aktivita izolát E. coli BR výrazná inhibícia rastu pri 1 %-nom prídavku NaCl, ďalšie zvyšovanie obsahu soli nespôsobovalo spomalenie rastu

24 Záver zvyšovanie teploty stimulovalo rast oboch sledovaných kultúr kultúra Fresco zvyšovaním obsahu NaCl sa znižovala rýchlosť rastu, spomalila sa aj kyselinotvorná aktivita izolát E. coli BR Z výsledkov uskutočnených experimentov a ďalšieho spracovania údajov teda vyplýva, že: v suboptimálnom teplotnom intervale mala zvyšujúca sa teplota stimulačný efekt na rast oboch kulúr. Zvyšovaním obsahu NaCl v prípade komerčnej kultúry Fresco sa znižovala rýchlosť jej rastu a predlžovala sa jej lag fáza. Taktiež bola pozorovaná výrazná zmena dynamiky hodnoty ph v závislosti od daných podmienok, kedy zvyšovaním koncentrácie NaCl sa predlžovala dĺžka lag fázy ph aj rýchlosť znižovania aktívnej kyslosti. V prípade E. coli sme zaznamenali výraznú inhibíciu jej rastu pri 1 %-nom prídavku NaCl, ale ďalším zvyšovaním koncentrácie soli už nedochádzalo k spomaľovaniu rastu E. coli. výrazná inhibícia rastu pri 1 %-nom prídavku NaCl, ďalšie zvyšovanie obsahu soli nespôsobovalo spomalenie rastu

25 Ďakujem za pozornosť. Práca bola podporená grantom APVV