De mii de ani, noi oamenii am luptat împotriva alterării alimentelor, iar una dintre metodele utilizate a fost aceea de a le lăsa să fermenteze.
În trecut, oamenii utilizau procesul fermentativ trecând secretele lui din generație în generație, dar nu știau prea multe despre ceea ce se întâmpla exact sub coaja bucății de brânză sau în butoiul de bere. Ca să nu mai vorbim despre controlul acestui proces fermentativ.
Selecția strictă în alegerea microbiană
Astăzi cunoaștem mult mai multe. Progresul științific și tehnologic ne permite să utilizăm aceste metode într-un mod țintit. Astfel, selectăm culturile, de ex. tulpinile de bacterii, în funcție de caracteristicile lor individuale și le utilizăm în consecință. Procedând astfel, putem garanta permanent activitatea constantă a microorganismelor utilizate la obținerea cârnaților și salamurilor crud uscate, a produselor lactate, etc. Aceasta reprezintă o contribuție foarte importantă la producția durabilă a alimentelor standardizate și, fără îndoială, este o valoare adăugată atât pentru producători, cât și pentru consumatori.
Înainte de a fi posibilă producția și comercializarea culturilor de microorganisme este necesară izolarea – cel mai adesea direct din alimente – și identificarea lor. Realizarea acestor proceduri esențiale și importante de screening este comparabilă cu distribuția rolurilor într-o piesa de teatru; în acest proces se pot examina până la 20.000 de probe. Le verificăm pentru detectarea caracteristicilor interesante și a siguranței lor în consum, le excludem pe cele care produc amine biogene și toxine sau pe cele cu rezistență transferabilă la antibiotice. În final, uneori rămân doar trei, patru sau cinci tulpini, care sunt apoi supuse unei secvențieri a genomului în etapa următoare. Înainte de a înmulți aceste bacterii selectate, aprobate și sigure în fermentatoarele noastre, într-un mod controlat, trebuie excluse mutațiile pentru a menține constante proprietățile si activitatea lor. Microorganismele utilizate astăzi de către producătorii de alimente trebuie să aibă aceleași proprietăți precum cele utilizate ieri și cele ce vor fi utilizate mâine. Cu astfel de culturi de microorganisme selecționate, producătorii de alimente primesc trei elemente cheie pentru utilizarea lor finală:
1. cantitatea definită dintr-o
2. cultură selectată și aprobată cu
3. activitate standardizată în procesele respective.
Astfel, aducem o contribuție semnificativă la producția durabilă de alimente gustoase, digerabile și sigure în consum, cu termen de valabilitate mai lung.
Ecosistem microbian controlat prin excluderea competitivă
Dar cum funcționează de fapt? Cum pot proteja culturile selecționate alimentele noastre? Explicația ne este oferită în Figura 1. Locul gol de culoare gri este zona în care a fost amplasată piscina în timpul verii. În toamnă se poate acționa în două direcții: prima ar fi să lăsați Mama Natură să preia conducerea, iar ca rezultat se va obține o creștere eterogenă a tuturor tipurilor de ierburi, fără un control asupra a ceea ce crește aici. A doua direcție este aceea prin care semănați o floră selectată, iar ca rezultat se va obține o zonă verde omogenă asemănătoare unei peluze de la Wimbledon. Din punct de vedere științific, locul va fi dominat de flora selectată, iar ecosistemul local se va afla din nou sub control.
Această vizualizare la nivel biologic poate fi transferată în raport de 1: 1 la nivel de microbiologie alimentară, unde poartă denumirea de „efect Jameson“ sau excludere competitivă. Aceasta înseamnă utilizarea țintită a bacteriilor bune – culturi selectate și sigure, cu activitate standardizată – care pot ajuta la controlul ecosistemului microbian al alimentelor prin inhibarea dezvoltării microorganismelor nedorite, cum ar fi bacteriile patogene sau cele de alterare. În acest fel, bacteriile bune pot contribui semnificativ și în mod natural la creșterea siguranței alimentare și la reducerea risipei de alimente!
Interacțiune cu efecte multiple
Alături de „inhibare”, competiția pentru nutrienți joacă, de asemenea, un rol important. Cultura adăugată consumă carbohidrații, mineralele sau chiar oxigenul dintr-un sistem, astfel încât alți germeni sunt, pur și simplu, lăsați să moară de foame. Un al treilea element ar fi formarea produselor metabolice, așa-numiții metaboliți, care au efecte antagonice asupra anumitor germeni. Aceștia pot fi acizi organici, cum ar fi cei rezultați în producția de cârnați crud uscați sau produse lactate, sau pot fi bacteriocine, care sunt peptide mici sau componente proteice cu efect foarte specific împotriva bacteriei Listeria monocytogenes. Alte exemple de metaboliți antagonici ar fi etanolul, format în producția de bere sau vin, sau dioxidul de carbon format la acrirea verzei. Cea mai mare eficiență este obținută prin efectul combinat al celor trei elemente puse în discuție și anume – inhibiția, competiția pentru nutrienți și formarea metaboliților. (Fig. 2).
Astfel, utilizarea țintită a culturilor selecționate oferă o paletă deschisă de oportunități pentru un control mai bun al florei microbiene, considerată unul dintre parametrii esențiali de determinare a calității alimentelor.
Culturile microbiene nu sunt substante chimice, ci microorganisme vii
Trebuie să avem în vedere faptul că performanța culturilor este foarte dependentă de matrice, deoarece culturile microbiene nu sunt substanțe chimice, ci microorganisme vii. Activitatea lor este puternic influențată de mediul înconjurător și de procesul în care sunt utilizate. De exemplu, în cazul cârnaților crud uscați, acești factori importanți pot fi: materia primă, ingredientele utilizate, diametrul cârnaților, valoarea pHului și activitatea apei din mediu, temperatura sau procesul efectiv de uscare, etc. Un alt exemplu ar fi acela că, în unele aplicații, nivelurile crescute de zaharuri sau carbohidrați pot conduce la afectarea senzorială a produselor, prin creșterea nedorită a acidității. Temperaturile de proces, activitatea apei sau conținutul crescut de sare pot avea, de asemenea, un efect limitativ.
Prin urmare, este important să selectați cultura „potrivită” pentru procesele de producție existente sau să adaptați procesele la cerințele culturii respective. Într-un anumit sens, acesta este locul în care microorganismele întâlnesc tehnica – adică parametrii interni microbiologici întâlnesc parametrii externi tehnologici. Pentru a obține cele mai eficiente rezultate, coordonarea trebuie realizată pentru ambii parametri (Fig. 3). În acest scop, este adesea necesar să se realizeze o validare a proceselor prin introducerea parametrilor de fabricație – în special cei legați de siguranța produsului. Este exact ceea ce fac în fiecare zi laboratoarele și experții noștri, în strâns dialog cu clienții și partenerii din industria alimentară.
Exemplu practic
Cultura „potrivită” face diferența – Bacon în stil american (crud-uscat)
În timpul validării procesului pentru produsul bacon în stil American, s-a comparat efectul a două culturi diferite asupra dezvoltării Listeria monocytogenes, timp de 35 de zile, ce reprezintă termenul de valabilitate al acestui produs menținut în atmosferă modificată (80% azot / 20% dioxid de carbon). Depozitarea produsului s-a realizat în conformitate cu specificația “Ghidului tehnic EURL Lm” pentru realizarea studiilor de termen de valabilitate asociate cu dezvoltarea Listeria monocytogenes în alimente gata de consum, pentru 21 zile la 7°C și pentru cel puțin 14 zile la 12°C. Toți ceilalți parametrii de proces ai produsului au rămas neschimbați și ambele culturi au fost adăugate prin saramura de injecție.
Cultura de referință, de culoare roșie, a îndeplinit standardul producătorului la momentul utilizării, dar, pur și simplu, nu a fost suficient de adaptată la adăugarea prin saramura de injecție si conținutul ridicat de sare asociat cu aceasta. În consecință, în timpul depozitării, s-a observat un potențial masiv de dezvoltare al bacteriei Listeria monocytogenes, la un număr de peste 1,0U + 04 CFU/g – acesta reprezentând așa-numitul „scenariu rău”. Lotul de culoare verde, realizat cu SafePro® B-LC-77, o cultură cu două tulpini deosebit de tolerante la un conținut ridicat de sare, arată o reducere a Listeria monocytogenes până în ultima zi a termenului de valabilitate și, astfel, conduce la așa numitul „scenariu bun”. Acest caz practic demonstrează în mod clar importanța și necesitatea validării procesului in situ, adică în condiții de proces și stocare cât mai aproape de realitate.
Despre Chr. Hansen A/S
Informația prezentată este după cunoștințele noastre adevărată și corectă și vă este pusă la dispoziție spre a vă folosi de ea în scopul testării și evaluării, putând fi modificată fără notificare prealabilă sau ulterioară, cu excepția cazului în care este stipulat altfel prin lege sau în urma acordului scris. Nu există nicio garanție extinsă în ceea ce privește acuratețea, completitudinea, actualitatea, non-încălcarea, vandabilitatea sau utilitatea pentru un anumit scop. După cunoștințele noastre, produsul/produsele menționat/e în acest document nu încalcă drepturile de proprietate intelectuală ale unei terțe părți. Produsul/Produsele pot fi în curs de brevetare, sau brevetate, pot fi sau nu
mărci înregistrate, sau se pot afla sub incidența altor drepturi de proprietate similare. Toate drepturile sunt rezervate.
