Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Agronomická fakulta. Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Mikroorganismy v technologii sýrů Brno 2009 Vedoucí bakalářké práce: Ing. Libor Kalhotka, Ph.D. 1 Vypracovala: Alena Strašilová

Zadání BP 2

P O D Ě K O V Á N Í Děkuji vedoucímu této závěrečné práce panu Ing. Liboru Kalhotkovi, Ph.D. za odborné vedení, pomoc a připomínky při zpracování této závěrečné práce. Dále bych chtěla poděkovat Ing. Miloši Kvasničkovi, majiteli Mlékárny Polná s.r.o. za konzultace, praktické rady a možnost absolvovat praxi v mlékárenském provozu. Moje poděkování patří též rodičům, kteří mě podporovali a umožnili mi studium na MZLU v Brně. 3

P R O H L Á Š E N Í Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci na téma Mikroorganismy v technologii sýrů vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Agronomické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Brně, dne. Podpis.. 4

Abstrakt V bakalářské práci jsou sledovány počty koliformních bakterií, bakterie Escherichia coli, kvasinek a plísní ve vzorcích dvou druhů sýrů Mlékárny Polná s.r.o. v období od 4.-18.6.2008. Zjištěné výsledky jsou srovnány s limity nařízení Komise (ES) č. 2073/2005, vyhláškou č. 132/2004 a normou ČSN 56 9609. Klíčová slova: sýr, mikroorganismy, kolonie Abstract Bachelor's work follows quantity of coliform bacterias, Escherichia coli bacterias, yeasts and moulds in samples of two cheese from dairy Polná s.r.o. in 4.-18.6.2008. Observed results are compared with regulation limits of the commission (ES) No. 2073/2005, with regulation No. 132/2004 and norm ČSN 56 9609. Keywords: cheese, microbes, colonies 5

OBSAH 1. ÚVOD... 8 2. CÍL PRÁCE... 10 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED... 11 3.1. Mléko jako základní surovina pro výrobu sýra... 11 3.1.1. Hodnocení jakosti mléka... 11 3.1.2. Hygienické ukazatele jakosti mléka... 12 3.1.3. Složkové ukazatele mléka... 15 3.1.4. Technologické ukazatele mléka... 18 3.2. Výroba sýrů... 21 3.3. Klasifikace sýrů... 21 3.3.1. Klasifikace sýrů dle charakteristických operacích výroby... 21 3.3.2. Klasifikace sýrů dle obsahu vody v beztuké hmotě... 22 3.4. Mikrobiologie sýrů... 23 3.4.1. Úprava mikroflory... 23 3.4.2. Mikroorganismy zúčastňující se zrání sýrů... 25 3.4.2.1. Jednotlivé druhy mlékařských kultur používaných v sýrařství... 31 3.4.3. Charakteristika bakterií mléčného kysání... 34 3.4.4. Vady sýrů... 37 3.4.4.1. Vady sýrů způsobené mikroorganismy... 38 3.4.5. Patogenní mikroorganismy v sýrech... 40 3.4.5.1. Používaná opatření k zamezení rozvoje nežádoucích mikroorganismů... 44 4. MATERIÁL A METODIKA... 47 6

4.1. Profil firmy Mlékárna Polná s.r.o.... 47 4.2. Technologický proces ve výrobě sýrů... 47 4.3. Charakteristika sledovaných výrobků... 48 4.4. Vlastní materiál a metodika odběr a inkubace vzorku... 50 4.5. Složení použitých živných půd... 51 5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE... 52 6. ZÁVĚR... 62 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 63 7

1. ÚVOD Mléko je první, jediná a nepostradatelná potravina mláďat savců. Je jednou z mála potravin, která obsahuje všechny k životu potřebné živiny jako jsou plnohodnotné bílkoviny, lehce stravitelný tuk, cukr laktosu, minerální soli vápníku, fosforu a vitamíny. Svým složením je mléko a výrobky z něj vyrobené kvalitní potravinou dětí, především kojenců, nemocných lidí, rekonvalescentů, velmi prospěšné je pro zdraví mládeže, dospělých i starších lidí, tělesně i duševně pracujících. Pro lidskou výživu má největší význam co do produkce mléko kravské, které zůstává vysokohodnotnou potravinou pro člověka po celý jeho život (HUDEC et al., 1971). Množství živin a vody obsažených v mléce zabezpečuje velmi vhodné prostředí pro rychlé a neřízené množení mikroorganismů a tím k znehodnocení této potraviny. Lidé si již před několika tisíci lety uvědomili jakou kvalitní potravinou mléko je a naučili se řídit mikrobiální stálost této potraviny. Mléka se nedostávalo v roce kontinuálně a zejména proto bylo třeba ho zpracovat v období, kdy ho pro lidskou potřebu bylo nadbytek a získat tím výrobek s trvanlivostí několik týdnů až měsíců. Takovými výrobky jsou z hlediska nutričního, ale i historického tvaroh, máslo a sýr. Přesnými pracovními, technologickými postupy v mlékařství s využitím zejména vědních oborů jako je chemie, biologie a konkrétních mikroorganismů se vyrábí mnoho mléčných výrobků pro stále náročnějšího zákazníka. Jedním z nejvýznamnějších jsou sýry. Tato bakalářská práce se zabývá mikroorganismy v technologii sýrů. Samotný proces výroby sýrů je složitý a také velmi různorodý proces zejména z důvodu obrovského množství druhů sýrů. Tato a další problematiky ve výrobě sýrů jsou popisovány níže, než se jimi ovšem začne tato práce zaobírat, je nutné si uvědomit širší souvislosti mlékařství současnosti. Produkce kvalitního mléka je výsledkem dlouholeté snahy chovatelů. Již na poli a louce začíná snaha pro zajištění plnohodnotného krmení po celý kalendářní rok, tato snaha přechází k ošetřování a výběru chovných zvířat a zejména v současnosti velmi přísným parametrům souvisejícím s ustájením zvířat. Vysoké finanční náklady tekoucí z kapsy chovatele dojného skotu jsou zde zcela zřejmé. 8

Současné výkupní ceny mléka mlékárnami jsou podle zástupce odbytového družstva Jih, pana HOUŠKY (2009) 2-3 Kč na litr mléka pod výrobními náklady, které se pohybují mezi 8,50 9 Kč na litr mléka. Tato výkupní cena je pro českého chovatele dojnic dlouhodobě neudržitelná a pokud nedojde k brzkému navýšení nákupní ceny mléka, počty českých dojnic významně poklesnou a spolu se stájemi se uzavře i řada českých mlékáren. 9

2. CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je vypracovat literární rešerši na zadané téma Mikroorganismy v technologii sýrů. V praktické části stanovit počet kolonií koliformních bakteriích, Eischerichia coli, kvasinek a plísní plotnovou metodou v Balkánském sýru a Eidamském bloku 30 % t.v.s. v mikrobiologické laboratoři Mlékárny Polná s.r.o. Zjištěné výsledky porovnat s legislativními požadavky. Literární přehled se zabývá zejména poznatky v mikrobiologii sýrů, se zaměřením na bakterie mléčného kvašení. 10

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Mléko jako základní surovina pro výrobu sýra Podle zastoupení hlavních druhů bílkovin se rozeznávají mléka kaseinová a mléka albuminová. Mléka kaseinová produkují přežvýkavci a obsah kaseinu překračuje 75 % celkového obsahu bílkovin. Mléka albuminová produkují masožravci, všežravci a býložravci s jednoduchým žaludkem (GAJDŮŠEK, 2002). Během průběhu laktace se rozlišují mléka nezralá (mlezivo-kolostrum) a mléka zralá. Mléko nezralé je hustá lepkavá tekutina nažloutlé barvy. Obsahuje velké množství sušiny, největší zastoupení mají bílkoviny, z nich imunoglobuliny. Po porodu mláděte slouží mlezivo k jedinečné výživě a ochraně nově narozených telat. Pro technologické zpracování se nehodí. Mléka zralá mají vhodné senzorické vlastnosti a používají s k dalšímu průmyslovému zpracování (INGR, 2003). Jakost mléka a sýrů je zásadně ovlivněna jakostí produkovaného mléka. O jakosti mléčných výrobků se v podstatě rozhoduje již na pastvě, ve stáji, při krmení, při dojení a ošetřování mléka v zemědělském závodě. Mléko obsahuje všechny látky nutné k normálnímu růstu a vývoji dětí a je významnou složkou výživy dospělého člověka. Obsahuje bílkoviny, mléčný tuk, sacharidy a minerální látky. Jako doplňující složky mléko obsahuje vitamíny, enzymy a imunní látky. Kravské mléko se svým složením přibližuje k požadavkům na ideální lidskou potravu (GAJDŮŠEK, 1993). 3.1.1. Hodnocení jakosti mléka Jakost mléka jako potravinářské suroviny případně potraviny lze definovat jako souhrn nejdůležitějších, různým způsobem zjistitelných či měřitelných vlastností, které nás informují o vhodnosti pro zpracování a kulinářskou úpravu, ale zejména o nezávadnosti pro konzumenty, případně o pozitivním přínosu pro zdraví populace a uspokojování smyslových nároků lidí (DOLEŽAL, 2000). 11

Požadavky na jakost syrového mléka lze rozdělit do tří základních skupin: Hygienické ukazatele Složkové ukazatele Technologické ukazatele 3.1.2. Hygienické ukazatele jakosti mléka Celkový počet mikroorganismů (CPM) Dle DOLEŽALA (2000) je CPM jedním z hlavních hygienických ukazatelů mléka, charakterizuje celkovou hygienicko-sanitační úroveň získávání mléka. Jedná se o všechny mezofilní aerobní bakterie z mléka schopné růstu na kultivační půdě za podmínek standardní metody při 30 C. Celková mikroflora mléka je tvořena CPM a psychrofilními mikroorganismy, které rostou výhradně za nízkých teplot kolem 5 C. Z biologického hlediska je CPM představován zejména druhy rodu Pseudomonas. Zdrojem CPM v mléce může být jednak infikovaná mléčná žláza a kontaminované ústí strukového kanálku, ale zejména všechny mikrobiologicky kontaminované povrchy, které během dojení a skladování přijdou do styku s mlékem. Mléko je ideálním živným médiem pro bakterie. Proto musí být zchlazeno na 4-8 C při denním a 4-6 C při obdenním svozu do dvou hodin po nadojení. Nedodržení uvedeného postupu má za následek množení bakterií. Za takových okolností (např. teplota uložení 20 C) může dojít k vzrůstu CPM z běžných 10 4 po nadojení na 3x10 4 a 7x10 4 CPM/ml. Základy prevence proti nežádoucně vysokým CPM spočívají v důsledném dodržování hygienických návyků při celé technologii dojení včetně dalších postupů v chovu krav a v pečlivém provádění sanitace a údržby dojicích zařízení (DOLEŽAL, 2000). 12

Koliformní bakterie (KB) Koliformní bakterie jsou gramnegativní tyčinky, které netvoří spory a jsou schopné růstu na kultivačním médiu obsahujícím žlučové soli. Mají schopnost fermentovat laktózu při teplotě 35 C nebo 37 C se současnou produkcí kyselin, plynu a aldehydu během 24-48 hod. Jsou aerobní či fakultativně anaerobní. Za koliformní jsou všeobecně považovány rody Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella (AMBROŽOVÁ, 2001). Počty koliformních bakterií charakterizují celkovou hygienicko-sanitační úroveň získávání mléka (DOLEŽAL, 2000). Celkový počet psychrotrofních mikroorganismů (CPP) CPP je počet mikroorganismů schopných růstu na kultivační půdě za standardních podmínek metody při 6,5 C. ČSN 57 0529 stanoví standardní hladinu pro CPP 50 tis. KTJ/ml. Hlavními představiteli jsou obvykle druhy rodu Pseudomonas (fluerescens, putida, fragi, aeruginosa, atd.), Chryseobacterium, Acinetobacter, Enterobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Escherichia, Aeromonas (DOLEŽAL, 2000). Tyto mikroorganismy disponují termostabilními enzymy lipázami a proteázami. Vzhledem ke schopnosti těchto lytických enzymů mohou přestát pasteraci v aktivní formě a pak iniciovat ve výrobku rozklad tuků a bílkovin. Jejich činností jde o obtížný zdroj senzorických a hygienických závad. Zejména je známo, že rod Pseudomonas odbourává při 5 C za 48 hodin až 30 % alfa kaseinu (DOLEŽAL, 2000). Termorezistentní mikroorganismy (sporuláty, TS) Termorezistentní mikroorganismy jsou schopné tvořit klidová odolná stádia (spory), ve kterých přežijí nepříznivé podmínky. Jsou schopny růst na kultivační půdě po předchozí pasteraci mléka (75 C po 20 min) při 30 C za podmínek metody. ČSN 57 0529 stanovuje maximální počet TS na 2000 KTJ/ml. 13

Jejich vegetativní formy vylučují termostabilní lipázy a proteázy. Ty pak degradují tukovou a bílkovinnou složku mléčných výrobků za přítomnosti senzorických vad a tím vznik rizik pro konzumenta (tvorba toxinů) (DOLEŽAL, 2000). Sporotvorné anaerobní mikroorganismy (TSAN) TSAN, podskupina termorezistentních bakterií schopná vyvolávat senzorické vady mléčných výrobků (např. duření sýrů) nebo též dietetická rizika pro konzumenty (tvorba toxinů). Přítomnost sporotvorných anaerobních mikroorganismů v testu 0,1 ml mléka za podmínek metody má být negativní (DOLEŽAL, 2000). Počet somatických buněk (PSB) Počet somatických buněk je suma jaderných buněčných útvarů v mléce (velikost v průměru 4 µm). ČSN 57 0529 in DOLEŽAL et al., (2000) stanovuje pro bazénové vzorky dodavatelského mléka PSB 400 tis./ml pro standardní mléko. PSB je tvořen zejména buňkami bílé krevní řady. Dále artefakty buněk epitelu mléčné žlázy. PSB je jednak hygienickým ukazatelem, ale zejména, technologickým ukazatelem a zdravotním ukazatelem vemene, neboť se zvyšuje s výskytem a vzrůstem intenzity především infekčního zánětlivého procesu, ale i faktory jako plemeno, sezona, pořadí laktace, stadium laktace, výživa, stres atd. (DOLEŽAL, 2000). Inhibiční látky (IL) Jedná se o řadu zpravidla cizorodých substancí typu: antibiotik, ostatních léčiv, dezinfekčních a sanitačních prostředků, těžkých kovů, chlorovaných syntetických látek, jiných chemikálií, přirozených inhibitorů, které mohou pronikat do mléka a ohrožovat nejen průběh zpracovatelských technologií, ale rovněž i zvyšovat riziko pro zdraví konzumentů mléka a mléčných potravin (DOLEŽAL, 2000). 14

EEC 92/46 a ČSN 57 0529 in DOLEŽAL, (2000) stanovují proto nezbytnost nepřítomnosti IL ve standardním mléce. 3.1.3. Složkové ukazatele mléka Mléčný tuk (T) Mléčný tuk je jedním z nejkomplikovanějších přírodních komplexů. Dříve býval jedním z hlavních kvalitativních ukazatelů mléka. Dnes, vzhledem k vývoji humánních dietetických pravidel, tento význam poněkud ztrácí. V mléce se nachází ve formě tukových kapiček (velkých v průměru 0,5 až 10 µm, nejčastěji však 2,5 3,5) obalených proteinovými membránami. ČSN 57 0529 stanovuje minimální obsah tuku v mléce 33 g/l (DOLEŽAL et al., 2000). Obsah tuku je jedním z hlavních kritérií ekonomické kalkulace a zpeněžování mléka dodávaného do mlékáren (PIJANOWSKI, 1977). Chemicky je mléčný tuk z 98 % směsí převážně triglyceridů, minoritně i diglyceridů mastných kyselin. 1 až 2 % tvoří jiné lipidy jako lecitin, cholesterol (0,010 0,015 %), karotenoidy a vitaminy rozpustné v tucích. Nejvíce jsou zastoupeny kyseliny olejová, palmitová, myristová a stearová (GAJDŮŠEK, 1993). V praxi se k určení obsahu mléčného tuku používají metody acidobutyrometrická (podle Gerbera) a extrakčně-gravimetrická (podle Rse-Gotlieba). Dále pak nepřímá automatizovaná infraanalysa mléka (Milko-Scan) (DOLEŽAL, 2000). Obsah volných mastných kyselin (VMK) Zvyšuje-li se obsah VMK, jde zpravidla o negativní jev lipolysy rozkladu mléčného tuku v důsledku mikrobiální kontaminace. Lipolysu, oddělování mastných kyselin z mléčného tuku, mohou iniciovat i jakákoliv neúměrné mechanické nebo tepelné namáhání mléka. Zvýšení obsahu VMK v mléce, může být příčinou znehodnocení mléka jako suroviny, tzn. technologických problémů při zpracování, senzorických vad mléčných výrobků a případně dietetických rizik pro konzumenty. 15

Obsah VMK se stanovuje dvěma metodami extrakčně titrační a stlukem. ČSN 57 0529 stanovuje maximální přípustný obsah VMK v mléce 32,0 mmol/kg pro první metodu a 13 mmol/kg pro druhou metodu (DOLEŽAL, 2000). Bílkoviny (B) Mléko krav chovaných ve střední Evropě obsahuje téměř 0,51 % dusíku, co zodpovídá za průměrný obsah 3,25 % celkových bílkovin. Dusíkaté sloučeniny vyskytující se v kravském mléku jsou kasein (2,5 %), albuminy ( 0,45 %), proteázy a peptony ( 0,07 %), imunoglobuliny ( 0,06 %), dusíkaté sloučeniny nebílkovinné povahy ( 0,17 %) (DOLEŽAL, 2000). Celkové množství dusíku se stanovuje Kjeldahlovou metodou mineralizací mléka kyselinou sírovou (PIJANOWSKI, 1977). Kasein Kasein patří mezi nejdůležitější bílkoviny mléka. Tvoří průměrně 77 % celkového dusíku v kravském mléku. Studiem bílkovin se zjistilo, že kasein není homogenní bílkovinou, ale komplexem početných kaseinových frakcí spojených fosforečnanem vápenatým (GAJDŮŠEK, 1993). Jedná se o tři hlavní frakce : α s (alfa s ), κ (kappa), β (beta) kasein. Patří sem i γ (gamma) frakce kaseinu, která se nachází v podobě adsorbovaných bílkovin. V největším množství je zastoupená frakce α s. Základní význam pro stabilitu kaseinových micel, požadavek, který je při výrobě sýrů prvořadý, má frakce κ, která se působením iontů vápníku nesráží. Účinkem proteolytického enzymu, nacházejícího se v syřidle, se odštěpí část frakce κ, frakce α s se spojí s ionty vápníku a vypadává z roztoku, přičemž je strhávána frakce β a γ. Z uvedeného důvodu se připisuje funkce ochranného koloidu ve vztahu k ostatním frakcím frakci κ (PIJANOWSKI, 1977). Laktosa (L) Laktosa je disacharid a představuje téměř jediného zástupce sacharidů v mléku. Její obsah v čerstvém kravském mléku dosahuje 4,55-5,3 %. V kravském mléku se 16

kromě laktosy vyskytují v malých množstvích i jiné cukry. Jedná se o aminocukry, částečně vázané s bílkovinami, hlavně s κ-frakcí kaseinu. Laktosa se stanovuje redukční metodou. Jedná se o redukci alkalického roztoku měďnaté soli (PIJANOWSKI, 1977). Tento disacharid plní funkci bifidogenního faktoru umožňuje rozvoj pravidelné mikroflory v tlustém střevě kojenců (DAVIES, 1939). Obsah tukuprosté sušiny (TPS) Je ukazatelem obsahu bílkovin; obsahu laktosy; obsahu minerálních látek (popelovin). ČSN 57 0529 stanovuje minimální obsah TPS 8,50 % pro standardní mléko a představuje doplňkový ukazatel kvality pro zpeněžování. Přímo se stanoví odpočtem tuku (g/100g) od gravimetrického určení celkové sušiny. Je nutno sečíst obsah hrubých bílkovin, bezvodé laktosy a tzv. minerální konstantu. Ta činí za normálních okolností 0,72g/100g. Obsah celkové sušiny (S) Stanovuje se gravimetricky po sušení mléka při 102 C za podmínek metody. Nutné je sečíst obsah hrubé bílkoviny, bezvodé laktosy, obsah tuku a minerální konstantu. Obsah sušiny v mléce činí průměrně cca 12,7 g/100g (DOLEŽAL, 2000). GAJDŮŠEK (1993) uvedl pro ČR hodnoty 12,67 ± O,43 %. Obsah popelovin v mléce (PO) Obsah PO informuje o celkovém obsahu minerálií v mléce. Stanovuje se gravimetricky po vyžíhání vzorku mléka při 550 C za podmínek metody. V našich podmínkách (ČR) je udáván v hodnotě 0,73 ± 0,06 % (GAJDŮŠEK, 1993). Obsah kyseliny citronové v mléce (KC) Kyselina citronová se nachází v běžném kravském mléce ve formě solí a to v obsahu cca 0,17 %. Citrany působí jako důležitý faktor bodu mrznutí mléka a zúčastní se rovněž významně na pufrační kapacitě mléka a v neutralizační reakci při určení 17

kyselosti mléka. Při zahřívání mléka zabraňuje KC srážení vápníku. Za fyziologickou hranici lze považovat hodnotu 8-10 mmol/l (DOLEŽAL, 2000). Obsah močoviny v mléce (MO) Močovina v mléce je odpadní koncovkou bílkovinného metabolismu. Je přirozenou složkou mléka, fyziologická hodnota je v rozpětí 20-30 mg/100ml, tj. 3,3-5 mmol/l. Vysoký obsah močoviny v mléce poukazuje na přebytek dusíkatých látek nebo nedostatek pohotové energie v krmné dávce. Nízké hladiny močoviny indikují většinou nedostatek dusíkatých látek v krmné dávce (DOLEŽAL, 2000). Obsah acetonu v mléce (AC) Obsah acetonu jako jedné z ketolátek poukazuje na metabolický stav dojnice ve vazbě na odbourávání tělesných zásob (především tukových). Zejména zvýšené hladiny nežádoucích metabolitů v krvi a následně v mléce, jako je amoniak bachorového štěpení proteinu, z něho vznikající močovina, nebo aceton a ketony, mohou intoxikovat organismus. Za prahové hladiny acetonu v mléce se považují hodnoty max. 2 4 mg/l u bazénových vzorků a 4 7 mg/l u individuálních vzorků od krav v počátku laktace (DOLEŽAL,2000). 3.1.4. Technologické ukazatele mléka Specifická hmotnost mléka Je výsledkem koncentrace složek v mléce. Měří se nejčastěji při 20 C a hodnoty v ČR jsou uváděny 1,023 ± 0,002 g/cm 3. Nejméně však 1,028 g/ cm 3. Aktivní kyselost mléka (ph) Mléko z hlediska koncentrace vodíkových iontů vykazuje téměř neutrální reakci, kravské mléko ph 6,5 až 6,8. Proti změně ph vykazuje mléko pufrační schopnost, díky 18

přítomnosti pufrů: kyselina fosforečná, kyselina citronová, kyselina uhličitá, mléčné bílkoviny. Titrační kyselost mléka (SH) Hodnotu titrační kyselosti obdržíme titrací mléka alkalickým roztokem 0,25M NaOH za podmínek metody v přítomnosti indikátoru fenolftaleinu. Vyjadřuje se v ml spotřebovaného roztoku x 2,5 mmol/l (DOLEŽAL, 2000). Jedná se o důležitou technologickou vlastnost syrového mléka. Mléko pod 5 SH je vodnaté, modré barvy, nejčastěji od krav se zánětem vemene. Mléko s titrační kyselostí nad 8 pochází od dojnic po otelení. Hodnota vyšší než 9 vypovídá o přítomnosti mleziva či zánětu vemene. Mléko o titrační kyselosti 10 11 se sráží varem (GAJDŮŠEK, 1993). ČSN 57 0529 in DOLEŽAL (2000) stanovuje hodnoty pro standardní mléko 6,2 7,8 x 2,5 mmol/l. Bod mrznutí mléka (BMM) Mléko mrzne při teplotě pod 0 C. Měří se kryoskopicky a byl určen k posuzování možnosti příměsi cizí vody v mléce. Zředěním vodou se bod mrznutí zřetelně zvyšuje směrem k nule (GAJDŮŠEK, 1993). Směrnice EEC 92/46 in DOLEŽAL (2000) určuje BMM - 0,520 C pro standardní mléko. Kysací schopnost mléka (KSM) Tato vlastnost udává způsobilost mléka jako prostředí pro rozvoj ušlechtilých mlékařských kultur (jogurtová kultura R x : Streptococcus thermophilus a Lactobacillus bulgaricus). KSM je vedena jako doplňkový ukazatel kvality a ČSN 57 0529 stanovuje pro standardní mléko hodnotu 25 ml x 2,5 mmol/l. Měří se titrací vzorku mléka po předchozí fermentaci kulturou R x za podmínek metody (43 C po 3,5 hod.) Vyjadřuje se jako spotřeba titračního roztoku 0,25M NaOH (DOLEŽAL, 2000). 19

Elektrická vodivost konduktivita mléka (K) Konduktivita mléka představuje opačnou hodnotu odporu, kterou musí překonat elektrický proud při průchodu mlékem. Závisí na koncentraci elektrolytů v mléce. Zvedá se např. při zkvašování laktózy (neelektrolytu) na kyselinu mléčnou (elektrolyt) v poměru 4 molekuly z jedné molekuly laktosy. Konduktivita se využívá v konstrukci různých technických zařízení. Vyjadřuje se v milisiemensech na metr (ms/m) (DOLEŽAL, 2000). Alkoholová stabilita mléka (AS) Odolnost mléčných bílkovin proti vysrážením tepelným namáháním je důležitou podmínkou při UHT ošetření, vysoké pasteraci mléka a výrobě kondenzovaných mlék. Test termolability, který vyjadřuje dobu schopnosti bílkovin odolávat záhřevu v olejové lázni při 140 C až do sražení. Pro zjednodušení je tento test v mlékárnách nahrazován alkoholovým testem. Často vyjadřuje schopnost bílkovin odolat srážení přídavkem alkoholu (96 %), kdy je uveden např. spotřebou alkoholu v ml na zřetelné sražení bílkovin 5 ml mléka (DOLEŽAL, 2000). Sýrařské vlastnosti mléka (S) Jedná se o spotřebu času k počátku enzymatického srážení, dobu vytuhování sýřeniny, pevnost sýřeniny za určitou dobu synereze, atd. Jako doplňkové sýrařské vlastnosti lze spatřovat také obsahy hrubých bílkovin, čistých bílkovin a kaseinu (tzv. kaseinové číslo). Z výživářských činitelů vykazuje negativní vliv (nižší výtěžnost sýřeniny, nižší kaseinové číslo, méně bílkovin) např. nedostatek bílkovinné, ale zejména energetické složky krmné dávky (DOLEŽAL, 2000). 20

3.2. Výroba sýrů Výrobu sýrů lze v podstatě rozdělit na několik samostatných úseků s jednotlivými operacemi. Technologie různých druhů sýrů se liší. (Šustová, přednášky 30.4.2008) 3.3. Klasifikace sýrů 3.3.1. Klasifikace sýrů dle charakteristických operacích výroby Klasifikaci sýrů z hlediska jejich technologie navrhl LAXA (KNĚZ et al., 1956). Dělí sýry na sladké, kyselé a tavené. Pod pojmem sladké sýry rozumí ty, při kterých se na srážení kaseinu zúčastňují jen proteolytické enzymy syřidla a ne ty, při kterých se na srážení kaseinu podílí i kyselina mléčná, vzniklá bakteriální fermentací laktosy mléka. Rozpustný ionizovaný vápník se 21

váže na para-kapa-kasein za vzniku nerozpustné vápenaté soli (GÖRNER et VALÍK, 2004). Pod pojmem kyselé sýry se rozumí ty, při kterých se kasein sráží jen kyselinou mléčnou bez významného působení syřidla. Při poklesu ph na 5,3 až 5,2 začíná kasein vypadávat z koloidního roztoku jako sraženina. Z uvedených příčin obsahují sýry v závislosti od podílu působení syřidla a kyseliny mléčné při vzniku sýřeniny rozličné množství vápníku (GÖRNER et VALÍK, 2004). U tavených sýrů se trvanlivost prodlužuje přiměřeným pasterizačním záhřevem za přísady tavících solí, které mění nerozpustný parakaseinový gel na parakaseinový sol. Tento sol se při záhřevu nesmršťuje a váže vodu. 3.3.2. Klasifikace sýrů dle obsahu vody v beztuké hmotě Na konzistenci sýrů má vliv jejich obsah vody, obsah tuku, koncentrace vápníku v beztuké sušině bez NaCl a intenzita proteolysy při jejich zrání. Obsah vody v beztuké hmotě sýra spolu koncentrací soli jsou významným faktorem ovlivňující mikrobiologické pochody, kvalitu, rychlost, rozsah a hloubku jeho zrání (GÖRNER et VALÍK, 2004). Z hlediska výrobců a konzumenta, ale i z hlediska mikrobiologie je důležité třídění sýrů podle jejich konzistence na: Velmi tvrdé 41 % vody v beztuké hmotě Tvrdé 52 % vody v beztuké hmotě Polotvrdé 57 % vody v beztuké hmotě Poloměkké 67 % vody v beztuké hmotě Měkké 77 % vody v beztuké hmotě 22

3.4. Mikrobiologie sýrů 3.4.1. Úprava mikroflory Základním požadavkem při výrobě sýrů všech druhů je výroba kyseliny mléčné. Kysání v mléku, sýřenině a v mladém sýru musí probíhat přiměřeným tempem a za vhodný čas se musí dosáhnout přiměřené kyselosti prostředí. Tomuto požadavku se vyhovuje výběrem vhodných mezofilních zákysových kultur, které zabezpečí optimální tempo a stupeň kyselosti v jednotlivých fázích výroby (GÖRNER et VALÍK, 2004). Čisté mlékařské kultury Užitečné mikroorganismy mají v mlékařství mimořádně důležitou úlohu. Pod pojmem čisté mlékařské kultury jsou zahrnuty druhy specifických mikroorganismů, které se přidávají do suroviny (mléka, smetany, syrovátky) zbavené patogenní mikroflóry s cílem vyvolat očekávaný průběh technologického procesu (GRIEGER et al., 1990). U nás se od vyhlášení povinné pasterace v r. 1934, to jest zahřívání mléka nejlépe při 85 C, používá k výrobě mléčných výrobků mléka pasterovaného (NĚMEC et DVOŘÁK, 1971). Pasterací se v mléce ničí všechny vegetativní formy mikroorganismů. Nezničí se jedině ona část sporogenní mikroflóry, která má schopnost přežít nepříznivé tepelné vlivy působící na ni při výrobním procesu (TEPLÝ, 1984). Tímto zásahem se v mléce zničí mikroorganismy pro výrobu nezbytné, bez nichž není výroba možná. Proto jsou tyto užitečné mléčné mikroorganismy pěstovány v čistých mlékařských kulturách, jimiž je mléko zpracovávané na výrobky očkováno. Činnosti mikroorganismů se při výrobě mléčných výrobků využívá již odnedávna. Využívalo se účinku mikroorganismů obsažených v mléce, resp. těch, které se dostaly do mléka přirozenou cestou. Toto období využívání vlastností mikroorganismů mléka jen na základě zkušeností trvalo prakticky až do konce 19. století. Mikroorganismy obsažené v syrovém mléce způsobovaly samovolné zkysání mléka nebo smetany; avšak takto získaný výrobek měl kolísavou jakost. 23

Objev čistých mlékařských kultur profesorem Storchem r. 1890 dává rozvinout výrobě kvalitnějších mléčných výrobků. Čisté mlékařské kultury jsou výrobní prostředky klíčového významu. Přítomností a činností mikroorganismů v surovině vznikají biochemické a fyzikálně chemické procesy, které jsou základem jednotlivých výrobních odvětví mlékařského průmyslu (KNĚZ et al., 1956). Čisté mlékařské kultury jsou děleny na bakteriální, plísňové a kvasinkové (NĚMEC et DVOŘÁK, 1971). Zákysové kultury používané v sýrařských technologiích se rozdělují podle různých kritérií: 1. Podle obsažených skupin mikroorganismů se kultury rozdělují na: bakteriální dále se dělí podle optimální teploty růstu na mezofilní (20-30 C) a termofilní (40-45 C) kvasinkové plísňové smíšené (obsahující bakterie i kvasinky) 2. Podle druhové a kmenové skladby se kultury dělí na: jednokmenové (Single Strain Starters) obsahující jeden kmen určitého druhu vícekmenové (Multiple Strain Starters) obsahující různé známé kmeny jednoho druhu směsné vícekmenové (Multiple-Mixed-Strain Starters) obsahující různé definované kmeny různých druhů. tradiční kultury (Traditional Starters or Raw Mixed Strain Starters) obsahující druhy a kmeny částečně nebo zcela neznámé (KADLEC, 2007). 24

Hlavními funkcemi mikroorganismů obsažených v zákysových kulturách jsou: Zajištění technologické zpracovatelnosti surovin na výrobky požadovaných parametrů, které je u sýrů i dalších mlékárenských výrobků spojeno s katabolickými procesy mikrobiální degradace sacharidů, lipidů, bílkovin a citrátů. Ochranná funkce založená na inhibici růstu nežádoucích mikroorganismů a mikroorganismů způsobujících onemocnění z poživatin v surovinách, meziproduktech a finálních výrobcích. Probiotická funkce uplatňující se prokázaným a potenciálním působením na stav organismu (u kysaných mléčných výrobků s probiotickou kulturou) (KADLEC, 2007, HOLEC, 1989). Kultury jsou buď hluboko mražené nebo lyofilizované (usušené vymražením) (www.madeta.cz, 2009). 3.4.2. Mikroorganismy zúčastňující se zrání sýrů Na zrání sýrů se zúčastňují: Zákysové bakterie mléčného kysání Nezákysové bakterie mléčného kysání Propionové bakterie Bakterie sýrového mazu Ušlechtilé plísně Kvasinky 25

Zákysové bakterie mléčného kysání Základní úlohou zákysových bakterií při zrání sýrů je produkce kyselin, především kyseliny mléčné z disacharidu mléka, laktosy a jejích složek, glukosy a galaktosy, případně kyseliny citronové. Zúčastňují se také vlastního zrání sýrů pomocí svých proteolytických enzymů při štěpení bílkovin. Za zákysové se považují ty bakterie mléčného kysání, které mají schopnost produkovat v mléku při 30 až 37 C za 6 hodin tolik kyseliny mléčné, která sníží kyselost mléka z původní hodnoty ph 6,8 na hodnotu ph < 5,3 (GÖRNER et VALÍK, 2004). V sýrařství se používají BMK jako startovací i doplňkové kultury velmi často a jejich role je rozmanitá (produkce kys. mléčné, protektivní a probiotický účinek) (HEBERT et al., 2000). Podle druhu vyráběných sýrů se používají mezofilní a termofilní zákysové kultury. Mezofilní kultury bakterií mléčného kysání se používají při výrobě sýrů s nízko dohřívanou sýřeninou nebo sýřeninou nedohřívanou (holandské sýry, čedar, plísňové sýry, čerstvé sýry, tvaroh). Termofilní zákysové kultury bakterií mléčného kysání jsou využívány při výrobě sýrů s vysoko dohřívanou sýřeninou typu ementálského sýra, parmezánu. Při sýrech s vysoko dohřívanou sýřeninou se používá většinou obou zákysů mezifilního pro kysání mléka, termofilního pro kysání vysoko zahřáté sýřeniny. Nejčastějšími složkami mezofilních kultur bakterií mléčného kysání bývají druhy rodů Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc a Enterococcus. Lactococcus lactis ssp. lactis, L. lactis ssp. cremoris, mají schopnost produkovat kyselinu mléčnou a fermentací kyseliny citronové také aromatické látky (GÖRNER et VALÍK 2004). Rod Leuconostoc se začíná uplatňovat teprve tehdy, když rod Lactococcus připraví mírně kyselou reakci. Leuconostoc začíná reagovat na obsah 0,6-0,7 % kyseliny mléčné, kdežto Lactococcus je mnohem více rezistentnější. Zvláštní snášenlivostí se vyznačuje rod Lactobacillus. Uplatňuje se při 2 3 % kyseliny mléčné. (KNĚZ et al., 1960). Z termofilních zákysových kultur to bývají obyčejně druhy Streptococcus thermophillus, termofilní laktobacily L. delbrueckii, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. delbrueckii subsp. lactis nebo L. helveticus. 26

Koky této skupiny patří k rodu Lactococcus a Leukonostoc. Mikroorganismy Lactococcus rozkládají mléčný cukr za téměř výhradního vzniku pravotočivé kyseliny mléčné (homofermentativní druhy). Rod Leuconostoc produkuje vedle levotočivé kyseliny mléčné zřetelné množství jiných látek, včetně kyseliny octové a oxidu uhličitého (heterofermentativní druhy). Některé druhy rodu Lactococcus a všechny druhy rodu Leuconostoc vytvářejí i acetoin a z něho diacethyl, čímž způsobují specifickou vůni másla ze zakysané smetany. Tyčinky této skupiny přísluší k rodu Lactobacillus a rozlišují se opět na podskupinu homofermetativní a heterofermentativní. Dusík ke stavbě svého těla získávají tyto bakterie z mléčných bílkovin. Za nepřítomnosti mléčného cukru např. v tvrdých sýrech, získávají bakterie energii rozkladem bílkovin a mají proto vedoucí úlohu při zrání těchto výrobků. Žádné bakterie této skupiny netvoří spory, proto vysokou pasterací a varem hynou. Některé druhy však snášejí teplotu nízké krátkodobé pasterace (71 až 76 C) a dlouhodobé pasterace při 63 C. (KNĚZ et al., 1960). Zákysové bakterie se pomnoží při kysání sýřeniny a v počátečných fázích zrání sýrů, tvoří významnou část biomasy v mladém sýru. Tato biomasa zákysových bakterií představuje významný biokatalytický potenciál pro pochody probíhající při zrání sýrů. Jak je v sýřenině ze začátku kysání mnoho hmoty zákysových bakterií nebo zůstávají dlouhou dobu nezměněné, mohou mít nepříznivý vliv na chuťové vlastnosti sýrů, jako hořkost nebo nedostatečný vývoj chuti sýra. Nezákysové bakterie mléčného kysání (NSLAB) Zvláštní skupinu BMK tvoří tzv. NSLAB (non-starter lactic acid bacteria = nezákysové bakterie mléčného kvašení), které se do sýra dostávají z jiných zdrojů než ze zákysových kultur (DEPOUILLY et al., 2004). Nezákysové bakterie mléčného kvašení hrají významnou roli při zrání sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou. V sýrech rostou velmi dobře, rychle a během zrání se stávají dominantní mikroflórou, přestože nejsou cíleně přidávány do mléka. Zdrojem NSLAB je syrové mléko, ingredience k výrobě sýra, personál, strojní zařízení, vzduch 27

nebo nedostačující hygienicko-sanitační režim výroby či pasterace (PLOCKOVÁ, TŮMA, 2007). Nezákysové bakterie mléčného kysání nejvíce odpovídají kritériím fakultativně heterofermentativní skupiny. Z druhů mezofilních laktobacilů byly ze sýrů často izolovany L. casei, L. paracasei, L. plantarum, L. curvatus. Z pediokoků byly nejčastěji izolované P. acidilactici, P. pentosaceus. Zdrojem energie pro nezákysové bakterie mléčného kysání je laktosa, která se však již v mladém sýru normálně zrajícím nenachází. V tomto případě jako zdroj uhlíku slouží kyselina citrónová nebo citrany z mléka (GÖRNER et VALÍK, 2004). Propionové bakterie Jsou téměř kokovité tyčinky rozkládající kyselinu mléčnou a mléčnany v anaerobním prostředí na kyselinu propionovou, kyselinu octovou, oxid uhličitý a vodu. Za aerobních podmínek ustupuje kyselina propionová kyselině octové. Bakterie této skupiny nesporulují a jejich teplotní optimum leží mezi 22-30 C (KNĚZ et al., 1960). Jejich růst a fermentační činnost se významně projevují až po solení sýrů. (GÖRNER et VALÍK, 2004). DOLEŽÁLEK (1962) dokázal, že se propionové bakterie vyskytují i v jiných druzích sýra (ne jen v ementálském typu), ale jejich počet je vždy nižší jak počet bakterií mléčného kysání. Bakterie sýrového mazu Mazová kultura bývá složená z proteolytických, halofilních bakterií Brevibacterium linens a kvasinek, například Geotrichum candidum, Debaryomyces hansenii. Očkování sýrů mazovými bakteriemi je dvojího druhu (KNĚZ et al., 1956). Jeden způsob spočívá v tzv. omývání sýrů. Při tomto způsobu se vyformované a už zrající sýry utírají textilní utěrkou namáčenou do 5 % roztoku soli. Tím se na povrchu sýrů vytváří halofilní prostředí a mazové bakterie se přenášejí na vyformované sýry. Mazové bakterie s danými kvasinkami rostou na sýrech počátku v koloniích, které se omýváním slanou vodou roztírají po celém povrchu. 28

Při druhé metodě očkován sýrů se mazová kultura na sýry rozstřikuje ve formě vodní suspenze. Ve všeobecnosti jsou sýry zrající pod mazem měkké a poloměkké (GÖRNER et VALÍK, 2004). Ušlechtilé plísně Z potravinářko technického hlediska se jako plísně označují mikroorganismy, které tvoří na poživatinách povlaky (viditelné mycelium) složené z jednotlivých vláken - hyf (ŠILHÁNKOVÁ, 1995). U plísňových sýrů všechny hlavní složky mléka, jako je mléčný cukr, mléčné bílkoviny, mléčný tuk i popeloviny, podléhají činnosti enzymů vyprodukovaných přítomnými mikroorganismy (GÖRNER et VALÍK, 2004). Také u plísňových sýrů se v první fázi zrání nejdříve uplatňují Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris, Lactococcus diacetylactis, Leuconostoc dextranicum a Leuconostoc citrovorum bakterie mléčného kvašení jsou hlavní složkou mikroflóry máslařské kultury. Hlavní mikroflórou těchto sýrů jsou však plísně. Při výrobě sýrů typu roquefort plíseň Penicillium roqueforti, při výrobě typu camembert plísně Penicillium camemberti a Penicillium caseicolum a při výrobě Nalžovského sýra Penicillium nalgiovensis. Zajišťují svou proteolytickou i lipolytickou aktivitou hlavní zrání sýrů (DOLEŽÁLEK, 1967). Penicillium roqueforti Používá se při výrobě sýrů s plísní v těstě. Typické původní sýry tohoto druhu jsou rokfortský, sýr francouzského původu vyráběný z ovčího mléka; sýr italského typu gorgonzola a sýr anglického původu stilton. Dvě hlavní vlastnosti, proteolytické a lipolytické se navzájem doplňují (GÖRNER et VALÍK, 2004). Působením plísní se kasein štěpí na volné aminokyseliny, např. kyselinu asparagovou, kyselinu glutamovou, valin, leucin, lysin a další. Mléčný tuk se postupně rozkládá až na ketony. Právě tyto metabolity dávají plísňovému sýru typickou vůni a chuť. Penicillium roqueforti je plíseň méně náročná na přístup kyslíku, kdy jeho obsah 29

nesmí být nižší jak 5 %. Snáší také vyšší obsah soli v prostředí. Tyto vlastnosti umožňují dobrý růst této plísně v dutinách sýrů. Na médiích tvoří po vysporování modrozelený povlak. (GÖRNER et VALÍK, 2004). Symbiózu bakterií mléčného kysání a ušlechtilé houby Penicillium rogueforti podporuje mazová kultura, tvořená zejména kvasinkami (KNĚZ et al., 1956). Penicillium camemberti Tato plíseň je velmi náročná na přístup kyslíku, proto roste jen na povrchu sýrů. Camembertská kultura obsahuje obyčejně dva druhy: Penicillium camemberti a Penicillium caseicolum. Chuť a aroma sýrů zrajících vzájemným působením oběma druhy, je jemnější než v případě, když by se použil jen jeden (GÖRNER et VALÍK, 2004). Penicillium camemberti vykazuje podle DOLEŽÁLKA (1967) větší proteolytickou aktivitu než Penicillium caseicolum. Naopak větší lipolytickou aktivitu má Penicillium caseicolum. Dále pokládá při výrobě sýrů typu camembert za výhodné dodržení poměru obou uvedených plísní poměr 1:1. Penicillium nalgivense Vytvořená kultura se může používat na zrání sýrů s plísní na povrchu. DOLEŽÁLEK (1962) experimentálně zjistil, že při zrání sýrů, vyrobených podobnou technologií a podobného tvaru jako camembertského typu, tvoří tato plíseň velmi málo amoniaku, což přispívá k velice jemné chuti vyrobených sýrů. Penicillium nalgiovense se používá při výrobě a zrání Nalžovského sýra (DOLEŽÁLEK, 1967). LAXA (1936) uvádí podobnou peptonizační aktivitu Penicillium nalgiovense jako Penicillium camemberti a Penicillium caseicolum. 30

Kvasinky Jsou to heterotrofní eukaryontní mikroorganismy. Většina druhů má schopnost zkvašovat sacharidy (zvláště mono, di a případně trisacharidy) na etanol a CO 2 (PLOCKOVÁ, 1988). Vedle zákysových a proteolytických bakterií a dále specifických plísní jsou sice kvasinky významnou, ale méně probádanou složkou mikroflóry sýrů zrajících od povrchu do vnitřku. Kvasinky jsou první mikroorganismy, se kterými se začíná aerobní fáze zrání sýrů zrajících od povrchu do vnitřku. Nejvýznamnějsí z hlediska tohoto typu zrání se považují druhy Kluyveromyces cerevisae, Kluyveromyces marxianus, Debariomyces hanseni a jejich perfektní formy, dále Saccharomyces cerevisce, Geotrichum candidum, Cryptococcus cutanulata a Yarovia lipolytica. Pomocí lipolytických, proteolytických enzymů se tvoří různé sloučeniny, které difundují do středu sýrů. Zkvašují laktosu, tím zvyšují ph, asimilací laktátů a tvorbou alkalických metabolitů (NH 3 ) odkyselují povrch, produkcí potřebných růstový faktorů umožňují rozmnožování vlastních aerobních proteolytických bakterií a plísní. V neposlední řadě přispívají k tvorbě aroma těchto sýrů (GÖRNER et VALÍK, 2004). Kvasinky jsou při zrání plísňových sýrů důležité především pro jejich schopnost tvořit etanol, který s uvolněním mastných kyselin tvoří estery. Kromě toho oxid uhličitý, vznikající činností kvasinek, tvoří v mladém sýru dutinky, které poskytují lepší možnost růstu Penicillium roqueforti (KNĚZ et al., 1956). 3.4.2.1. Jednotlivé druhy mlékařských kultur používaných v sýrařství Kultura smetanová Smetanovou kulturu tvoří bakterie rodu Lactococcus (L. lactis, L. lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris, L. lactis subsp. diacetylactis), Leuconostoc (L. mesenteroides subsp. cremoris a subsp. dextranicum). Streptokoky jsou kyselinotvornou součástí smetanové kultury. Produkují kyselinu mléčnou, malé množství kyseliny octové, propionové a další látky. Leukonostoky jsou aromatvornou složkou smetanové kultury. Produkují diacetyl a acetoin. Dále vznikají těkavé kyseliny, oxid uhličitý a 2,3-butylenglykol (GRIEGER et al., 1990). 31

Mikroorganismy přítomné ve smetanové kultuře využívají jako zdroje uhlíku mléčného cukru a kyseliny citronové. Přeměnu laktosy na glukosu a galaktosu, dále pak na kyselinu mléčnou obstarávají ve smetanové kultuře především L. lactis a L. cremoris. Rozklad laktosy zahajuje enzym β galaktosidasa (laktasa), která hydrolyticky štěpí laktosu na galaktosu a glukosu, dále již pak tyto monosacharidy neštěpí. Optimální teplota mikrobiální β galaktosidasy je asi 40 C a optimální ph 5,0. Glukosa a galaktosa je dále činností složitého souboru enzymů přeměněna na kyselinu pyrohroznovou, jejíž hydrogenací vzniká kyselina mléčná (DOLEŽÁLEK, 1967) Kultura ementálská Jedná se o mikroorganismy důležité při zrání tvrdých bochníkových sýrů, s otevřeným těstem (ementál, moravský bochník) (KNĚZ et al., 1956). Základní ementálskou kulturu tvoří Lactobacillus helveticus a Streptococcus thermophilus v poměru 2:1 až 1:2, jako doplňková kultura se používají Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. casei. L. casei subsp. casei. Ementálská kultura se v průběhu procesu zrání uplatňuje zejména svojí proteolytickou činností (GRIEGER et al., 1990). Kultura eidamská Rozumí se bakterie mléčného kysání, používané kromě základní kultury při výrobě sýrů s mírně dohřívanou sýřeninou (eidamská koule, eidamská cihla, gouda) (KNĚZ et al., 1956). Při výrobě sýru tohoto typu používá základní mezofilní kultura Lactococcus Lactis subsp. Lactis, Lactococcus Lactis subsp. cremoris, Lactococcus Lactis subsp. lactis biovar diacetylactis (tvorba hrachovitých ok). Nově jsou používány také laktobacily L. casei nebo L. delbrueckii, které mají vyšší proteolytickou aktivitu (GÖRNER et VALÍK, 2004). Kultura čedarová Čedarová kultura je tvořena mikroorganismy nutné při zrání čedaru. Používá se při výrobě sýrů čedar a čester (KNĚZ et al., 1956). 32

Tato speciální kultura bakterií se vyznačuje vysokou tolerancí vůči soli (6,5 %), značnou termorezistencí (60 C, 30 min) a vyšší optimální teplotou (37 C), při dobré proteolytické aktivitě. Jako základní kultura se používá Lactococcus lactis subsp. cremoris, bez významnější tvorby CO 2, Lactobacillus casei, který se vyznačuje především svou peptonizační tvorbou. Propionová kultura Bakterie z rodu Propionibacterium jsou nepostradatelné při zrání sýrů ementálského typu (vysokodohřívaná sýřenina s tvorbou ok v těstě). Jejich hlavní funkcí je tvorba pravidelných ok v těstě působením oxidu uhličitého vzniklého fermentací mléčnanu. Současně vzniká kyselina propionová, kyselina octová a z kaseinu ve větším množství uvolněná aminokyselina prolin. Používané druhy rodu Propionibacterium jsou Propionibacterium freudenreichii a Propionibacterium freudenreichii subsp. germanii (GRIEGER et al., 1990). Mazová kultura Mazovou kulturou se rozumí živná půda obsahují flóru důležitou při zrání měkkých sýrů zrajících od povrchu (KNĚZ et al., 1956). Sýry zrající pod mazem, tzn. omývané sýry, jsou charakteristické jejich mazem, který se za aerobních podmínek vytváří na jejich povrchu. Do této skupiny patří romadúr, limburský, krkonošský pivní. Nejčastěji obsahuje mazová kultura bakterie Bravibacterium linens, Kocuria rosea a kvasinky Candida famata, Kluyveromyces lactis, Candida utilis. Kvasinky za přítomnosti kyslíku oxidují organické kyseliny vzniklé při kysání mléka a sýřeniny (kyselina mléčná a octová), čím odkyselují povrch sýrů z počátečních kyselých hodnot na hodnoty blízké neutrálnímu ph. Dále jsou zdrojem vitamínů skupiny B pro ostatní bakterie zúčastněné při zrání. 33

3.4.3. Charakteristika bakterií mléčného kysání Tato skupina je tvořena podle JAY et al. (2005) 13 rody grampozitivních bakterií. Jedná se o rody Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Paralactobacillus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus, Weissella. Společným znakem bakterií mléčného kvašení je tvorba kyseliny mléčné z fermentovatelných sacharidů. Dále je možno třídit tuto skupinu bakterií podle hlavních a vedlejších fermentačních produktů na homofermentativní, kdy je fermentovaný sacharid přeměněn výlučně na kyselinu mléčnou a heterofermentativní, přeměňující sacharidy na kyselinu mléčnou ( > 50 %), kyselinu octovou, oxid uhličitý a etanol (GÖRNER et VALÍK, 2004). Rod Streptococcus Nepohyblivé, fakultativně anaerobní, nesporulující, grampozitivní buňky uspořádané do řetízků. Fermentací sacharidů produkují především laktát, ne plyn. Rostou v rozmezí teplot 25 až 45 C, s optimem 37 C s výjimkou termofilního druhu Streptococcus salivarius subsp. thermophillus. Streptokoky jsou náročné na živiny, pro svůj růst a metabolismus vyžadují aminokyseliny, peptidy, puriny, vitaminy (GÖRNER et VALÍK, 2004). Rod Lactococcus V rodu Lactococcus jsou zahrnuty druhy: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Lactococcus lactis subsp. raffinolactis, Lactococcus lactis subsp. hardniae, Lactococcus lactis subsp. garviae, Lactococcus plantarum. Jedná se o grampozitivní bakterie. - Lactococcus lactis subsp. cremoris (smetanový streptokok) je složkou mezofilních zákysů 34

- Lactococcus lactis subsp. lactis je nejrozšířenějším mikroorganismem v mlékařství, používá se na výrobu všech druhů sýrů. Jeho optimální teplota se pohybuje okolo 30 C. - Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis se nachází v mezofilních kulturách, ve kterých je požadována tvorba aroma (diacetyl). - Lactococcus lactis subsp. cremoris jeho optimální teplota je nižší než 30 C. Je typickým smetanovým streptokokem, ne však typickým sýrařským mikroorganismem. Vyšší koncentrace NaCl mu škodí. - Streptococcus salivarius subsp. thermophillus je součástí termofilních zákysů, používany při výrobě sýrů s vysokodohřívanou sýřeninou. Je velmi citlivý na antibiotika a jiné inhibiční látky. Roste v rozmezí 20 až 50 C. Snáší prostředí 2 až 2,5 % NaCl. Rod Enterococcus Grampozitivní, fakultativně anaerobní bakterie. Jejich hlavním produktem fermentace je kyselina mléčná, bez tvorby plynu. Na krevním agaru rostou od teploty 10 C do 45 C. Obsah NaCl v prostředí snáší do 6,5%, ph 9,6 (SEDLÁČEK, 2007). Tvoří aroma, podílejí se na chutnosti potravin. Potraviny živočišného původu (sýry, klobásy, šunky) i rostlinného původu po mikrobiální fermentaci obsahují podle GÖRNER et VALÍK (2004) značné množství enterokoků, které se v nich považují za složku přírodního mikrobiálního společenstva. - Enterococcus durans v potravinách mající za základ mléko (jogurt) - Enterococcus malodoratus - v potravinách mající za základ mléko (sýr) Rod Leuconostoc Buňky krátkého tyčinkovitého tvaru, grampozitivní, nepohyblivé, nesporulující. Leukonostoky jsou fakultativně anaerobní, přirozeně rezistentní k vankomycinu. Optimální růstová teplota je 20 až 30 C (SEDLÁČEK, 2007). Některé druhy rostou i při 5 C, ale ne při 45 C. Glukosa je fermentována na etanol a laktát. - Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides - Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum 35

- Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris - Leuconostoc lactis Rod Pediococcus Patří mezi homofermentativní bakterie mléčného kysání. Jedná se o grampozitivní koky, nepohyblivé, spory netvořící, fakultativně anaerobní. Všechny druhy rostou při teplotě 30 C. Za optimálních podmínek fermentují sacharidy na kyselinu mléčnou, za jiných podmínek na přechodný produkt fermentace kyselinu pyrohroznovou (GÖRNER, VALÍK, 2005). Jsou přirozené rezistentní k vankomycinu - glykopeptidové antibiotikum (SEDLÁČEK, 2007). - Pediococcus pentosaceus - Pediococcus acidilactici Rod Lactobacillus Jedná se o pravidelné tyčinkovité občas kokovité, grampozitivní, nesporulující, zřídka pohyblivé buňky. Přítomnost 5 % CO 2 podporuje růst laktobacilů. Optimální růstová teplota je 30 až 40 C, optimum ph 5,5 až 6,2. Na základě konečných produktů fermentace cukrů je možno dělit laktobacily do tří skupin (SEDLÁČEK, 2007): 1. skupina = obligátně homofermentativní: Hexosy fermentují výhradně na kyselinu mléčnou; pentosy nefermentují. - Lactobacillus helveticus je stálou složkou ementálského zákysu na výrobu tvrdých sýrů - Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ementálský zákys - Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis ementálský zákys 2. skupina = fakultativně heterofermentativní: hexózy fermentují na kyselinu mléčnou či část kyseliny mléčné, octové, mravenčí a etanolu. Pentosy fermentují na kyselinu mléčnou a octovou. - Lactobacillus plantarum - Lactobacillus casei 36

3. skupina = obligátně heterofermentativní: Hexosy fermentují na kyselinu mléčnou, octovou, etanol a CO 2 ; pentosy fermentují na kyselinu mléčnou a octovou. - Lactobacillus buchneri - Lactobacillus fermentum - Lactobacillus kefir 3.4.4. Vady sýrů Vady sýrů znamenají v sýrařství vždy hospodářské ztráty. Při podrobném studiu bylo poznáno, že stejná vada může být zaviněna různými příčinami. Aby mohla být vada sýra odstraněna, je využíváno smyslového posouzení, chemických, fyzikálních a mikrobiálních zjišťování (KNĚZ, 1960). Nejčastějšími příčinami snížení jakosti a pak vzniku vad sýrů podle KNĚZE (1960) jsou: 1. Nevhodná jakost zpracovávaného mléka nutnost je jakost mléka k výrobě jakostních sýrů po stránce bakteriální čistoty, chemického složení, chuti a vůně. Časté vady v jakosti jsou způsobovány nedostatečným a neúčinným tepelným ošetřením. 2. Používání vadných pomocných látek může mít často nepříznivý vliv na jakost výrobku. Největší pozornost je věnována jakosti používaných zákysů a čistých kultur. Bakteriální kultury, které nemají správnou biologickou vitalitu nebo jsou infikovány škodlivými mikroorganismy, vedou vždy přímo k výrobě zmetků. Stejné důsledky má mikrobiálně nečisté syřidlo a závadná voda. 3. Nedodržení technologického postupu nejčastější nedostatky vznikají při zpracování sýřeniny, jejím formování, při solení a zrání sýrů. Je to především nedodržení optimální tepelné křivky. 4. Nevhodné skladování a distribuce hotových výrobků 37