Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta

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

Mikrobiologická kontrola vybraných druhů sýrů Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

Ing. Libor Kalhotka, Ph.D.

Bc.Romana Kovaříková

Brno 2008

ZADÁNÍ

2

PROHLÁŠENÍ

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

Dne 30. dubna 2008 Podpis diplomanta Kovaříková Romana 3

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

4

ABSTRAKT Moje práce popisuje jednotlivé kroky v technologickém postupu výroby Eidamské cihly a faktory působící na mikroorganismy v potravinách. Podrobněji se zabývá technologicky významnými mikroorganismy využívaných při výrobě eidamských sýrů, jejich charakteristikami a metabolismem. Práce dále rozvíjí jak charakteristiky mikroorganismů jakožto původce hygienických vad sýrů, tak samotný a detailnější popis těchto vad. Charakteristiky mikroorganismů způsobující otravy a nákazy z potravin a jejich metabolity s následnými preventivními protiopatřeními jsou v práci uvedeny poté. U tří vzorků eidamských sýrů, zakoupených v obchodní síti, byly experimentálně stanoveny tyto skupiny mikroorganismů : celkový počet mikroorganismů, bakterie mléčného kvašení, plísně a kvasinky, sporulující mikroorganismy a koliformní mikroorganismy. Výsledky rozboru byly porovnány s legislativou a vyhodnoceny. Všechny testované vzorky vyhovovaly legislativě a zdravotně nezávadným potravinám.

sýr, bakterie mléčného kvašení, vady sýrů, mikroorganismy

ABSTRACT My thesis describes particular steps in technological process of the Edam cheese brick production and factors applied on microorganisms in food. Technologically significant microorganisms used at the Edam cheeses production as well as their characteristics and metabolism are mentioned in detail. The work further describes characteristics of microorganisms as causers of the hygienic defects of a cheese. These defects and characteristics of the microorganisms causing poisoning and infection from food and their metabolites are also described in the work. Consequently a procuration against undesirable microorganisms is discussed. Three samples of the Edam cheese purchased in trade network were experimentally tested for these groups of microorganisms: total microorganism, lactic acid bacteria, fungi and yeasts, sporulating bacteria and coliform bacteria. Results of the analysis were compared with legislature and evaluated. All tested samples well met legislature requirements and can be declared as health-unexceptionable food.

cheese, lactic acid bacteria, cheese defects, microorganism

5

OBSAH

1. ÚVOD…………………………………………………………………………... 8

2. CÍL PRÁCE………………………………………………………………….. 9

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED………………………………………………….. 9 3.1 Mléko na výrobu sýrů…………………………………………………………. 9 3.2 Rozdělení sýrů…………………………………………………………………. 10 3.3 Sýry s nízkodohřívanou sýřeninou…………………………………………... 11 3.3.1 Technologie výroby Eidamské cihly 45 % t.v.s. ……………………………... 12

3.4 Mikrobiologie sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou………………………….. 14 3.5 Faktory v potravinách a jejich vliv na mikroorganismy…………………… 15 3.5.1 Vnitřní faktory………………………………………………………………… 15 3.5.2 Vnější faktory………………………………………………………………….. 17 3.5.3 Implicitní faktory………………………………………………………………. 18

3.6 Technologicky významné mikroorganismy…………………………………. 19 3.6.1 Bakterie mléčného kvašení…………………………………………………….. 19 3.6.1.1 Mléčné kvašení………………………………………………………………. 20 3.6.2 Čisté mlékařské kultury……………………………………………………….. 21

3.7 Negativní ovlivnění zdraví potravinami…………………………………….. 25 3.8 Mikroorganismy způsobující kažení sýrů…………………………………… 25 3.8.1 Bakterie………………………………………………………………………... 25 3.8.2 Plísně…………………………………………………………………………… 31 3.8.2.1 Mykotoxiny………………………………………………………………….... 33 3.8.3 Kvasinky……………………………………………………………………….. 34

3.9 Vady sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou vyvolaných mikroorganismy……………………………………………………………….. 35 3.10 Boj proti nežádoucím mikroorganismům…………………………………... 40 3.10.1 Prevence………………………………………………………………………. 40 3.10.2 Mechanické prostředky………………………………………………………. 41 3.10.3 Fyzikání prostředky………………………………………………………….. 41 6

3.10.4 Chemické prostředky…………………………………………………………. 42 3.10.5 Antibiotika……………………………………………………………………. 46

3.11 Prevence alimentárních infekcí a enterotoxikóz…………………………… 47

4. MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ……………………………. 48 4.1 Charakteristika materiálu……………………………………………………… 48 4.2 Příprava laboratorních pomůcek……………………………………………… 48 4.3 Zpracování vzorku……………………………………………………………... 48 4.4 Stanovení mikroorganismů……………………………………………………. 49 4.5 Vyjádření výsledků…………………………………………….………………. 51

5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE……………………………………… 52 6. ZÁVĚR…………………………………………………………………………. 57

7. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY…………………………………... 58 8. SEZNAM TABULEK A GRAFŮ…………………………………........... 69

9. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK…………………………………… 70

7

1. ÚVOD Sýry patří k nejhodnotnějším potravinám z pohledu svého složení. Zprávy o výrobě sýrů pocházejí již ze starověku. Římané znali čerstvé sýry obohacené bylinkami i tvrdé sýry s vysokou sušinou typu cantau. Z Británie pochází čedar, z Holandska eidam a gouda, ze Švýcarska ementál, ve Francii vznikla řada typických sýrů měkkých – brie, camembert, roquefort. Rozvoj výroby sýrů v českých zemích nastal v průběhu 19.století, kdy byly při velkostatcích zřizovány manufakturní sýrárny. Na Schwanzenbergském panství v jižních Čechách byl úspěšně vyráběn sýr limburského typu. První družstevní mlékárna byla založena na Moravě v roce 1878, v Čechách 1885. Sýrařští odborníci postupně zavedli výrobu řady sýrů v modifikacích pro naše podmínky. Ke zvyšování odborné úrovně přispělo i založení mlékařské stolice na ČVUT v Praze v roce 1906. Sýrem se dle vyhlášky 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje, ve znění pozdějších změn a doplnění,

rozumí „mléčný výrobek vyrobený vysrážením mléčné bílkoviny z mléka

působením syřidla nebo jiných vhodných koagulačních činidel, prokysáním a oddělením podílu syrovátky“. V sýrárnách se zpracovává pouze mléko kravské, produkty vyrobené z mléka jiných savců (kozí, ovčí) se u nás objevují pouze jako obchodní zboží. Konečnou mikrobiologickou jakost sýrů ovlivňuje mléko jako surovina, tepelné ošetření

mléka

v mlékárně,

vnější

faktory

zajišťující

ochranu

před

růstem

mikroorganismů a faktory ovlivňující růst a přežívání mikroorganismů během výroby sýrů. Je tedy nutné dbát na důslednou hygienu, sanitaci a správné technologické kroky během celého procesu – od nadojení až do distribuce hotových výrobků.

8

2. CÍL PRÁCE Cílem práce bylo:

1.

Shrnout poznatky o mikrobiologii sýrů.

2.

Zaměřit se na mikroorganismy působící kažení sýrů.

3.

Charakterizovat mikroorganismy a produkty jejich metabolismu negativně ovlivňující lidské zdraví.

4.

Charakterizovat opatření v boji proti nežádoucím mikroorganismům.

5.

Charakterizovat mikroorganismy používané při výrobě sýrů, především bakterie mléčného kvašení.

6.

Experimentálně stanovit vybrané skupiny mikroorganismů u zvolených druhů sýrů.

9

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED

3.1 Mléko na výrobu sýrů Na mléko určené pro výrobu sýrů se kladou vysoké jakostní požadavky. Mléko musí mít dobrou syřitelnost a prokysávací schopnosti a musí pocházet od zdravých, dobře živených dojnic. Kysací schopnost je rozhodujícím kritériem zda v mléce bude zajištěn dobrý růst přidaných čistých mlékařských kultur potřebných pro zdárný průběh všech mikrobiologických procesů. Syřitelnost je schopnost mléka srážet se syřidlem a tvořit sýřeninu požadovaných vlastností. (Gajdůšek, 2003) Významnou roli při výběru mléka hraje také pH mléka, zastoupení minerálních látek a vitamínů. Mléko s nevhodným složením, které je zapříčiněno často se vyskytujícími záněty vemene dojnic, má snížený obsah kaseinu, kyseliny fosforečné a vápníku, v důsledku čehož je sýření stížené a sýřenina velmi měkká. (Drdák aj., 1996) Mikrobiální čistota mléka pro výrobu sýrů by také měla být co nejlepší. Rozhodující

není

jen

nízký

celkový

počet

zárodků,

resp.

psychrotrofních

mikroorganismů, ale zejména nepřítomnost bakterií máselného kvašení, hnilobných a plynotvorných bakterií. Významnou roli v tomto případě hraje především jakost krmiva. Zejména nekvalitní siláže obsahují velké množství bakterií máselného kvašení. Na mikrobiologické čistotě mléka se významně podílí hygiena získávání a ošetřování mléka. (Gajdůšek, 2000) Při odběru mléka rozhodují o jeho jakosti jako sýrařské suroviny výsledky rozličných testů (Drdák aj., 1996). Mléko nemá mít například zvýšenou kyselost, pozitivní test na inhibiční látky, ani vysoký počet mikroorganismů. Důležitým technologickým krokem při výrobě sýrů je pasterace mléka. Pasterací se zničí všechny vegetativní formy mikroorganismů, kromě spor a některých druhů termofilních bakterií. Čím čistší mléko před pasterací, tím jakostnější po pasteraci. Má-li se vyhovět vysokým požadavkům kladeným na jakost mléka z hlediska bakteriologické čistoty, je nutno při výrobě, získávání, ošetřování, sběru a svozu mléka zajistit:

10

– vyloučení infekce mléka mikroorganismy, – zabránění pomnožení mikroorganismů v mléce od doby nadojení po převzetí v sýrárně.

3.2 Rozdělení sýrů Sýry je možno rozdělit podle řady hledisek : podle použité suroviny se dělí sýry na přírodní sýry, tj. klasické sýry, vyráběné přímo z mléka sladkým nebo kyselým srážením, historicky mnohem mladší tavené sýry, které jsou vyráběny dalším zpracováním sýrů přírodních tavením a také na sýry syrovátkové (Třídění podle – Gajdůšek, 2000) • podle druhu použitého mléka : kravské, ovčí, kozí apod., • podle obsahu sušiny: –

tvrdé (obsah vody max. 45 %),

–

měkké (obsah vody min. 45 %),

• podle procentického obsahu tuku v sušině: –

vysokotučné ( více než 60 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra),

–

plnotučné (více než 45 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra),

–

polotučné (více než 25 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra),

–

nízkotučné (více než 10 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra),

–

odtučněné ( méně než 10 % tuku včetně v tukuprosté hmotě sýra),

• podle konzistence: –

měkké (více než 68,0 % vody v tukuprosté hmotě sýra),

–

poloměkké (62,0 až 68,0 %),

–

polotvrdé (55,0 až 61,9 %),

–

tvrdé (47,0 až 54,9 %),

–

extra tvrdé ( méně než 47 % včetně),

11

• podle způsobu srážení: –

kyselé srážení – kyselé sýry – průmyslový tvaroh a z něj výráběné olomoucké tvarůžky,

–

sladké srážení – působením syřidla – sladké sýry, polotvrdé a tvrdé,

–

sladké srážení, které je mnohem pomalejší – měkké sýry a tvarohy,

• podle základních technologických principů: měkké sýry − nezrající (Čerstvý sýr), − zrající (Romadúr), − zrající v chladu (Blaťácké zlato), − zrající v solném nálevu (Balkánský sýr), − s plísní na povrchu (Hermelín), − s plísní v těstě (Niva), − dvouplísňový (Vltavín), tvrdé sýry − sýry s nízkodohřívanou sýřeninou: −

sýry eidamského typu (Eidamská cihla),

−

sýry s hnětenou sýřeninou,

−

sýry s mletou sýřeninou typu čedar (Cheddar),

− sýry s vysokodohřívanou sýřeninou: −

sýry ementálského typu (Primátor, Ementál),

−

sýry bez tvorby ok (Parmezán),

−

sýry ke strouhání (Parmezán) .

3.3 Sýry s nízkodohřívanou sýřeninou Tato skupina sýrů obsahuje 52 – 60 % sušiny, 30 – 60 % tuku v sušině a 1,5 – 3,0 % soli. Hmotnost hotových sýrů je 1,5 – 14 kg.

12

Patří sem sýry holandského (eidamského) typu, které mají původ v holandských městech Edam a Gouda. V ČR je typickým zástupcem Eidamská cihla.

3.3.1

Technologie výroby Eidamské cihly 45 % t.v.s. - podle Grieger, Holec (1990) a Görner, Valík (2004):

• pasterace – mléko pro výrobu sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou se ošetřuje šetrnou pasterací při 72 až 74 °C po dobu 15 až 20 s, • standardizace mléka – před sýřením se u mléka upravuje tučnost (podle tuku v sušině hotového výrobku) mísením plnotučného a odstředěného mléka, tučnost mléka je závislá také na obsahu bílkovin (kaseinu), • úprava kyselosti – spočívá v přídavku smetanové kultury v množství 0,5 - 1,0 % a kultury Lactobacillus casei subsp. casei, • zlepšení syřitelnosti mléka – se zabezpečuje úpravou obsahu rozpustných vápenatých solí, do mléka se přidává chlorid vápenatý ve formě nasyceného roztoku v množství 10 – 40 ml na 100 l mléka a někdy se také přidává dusičnan draselný v maximálním množství 20 – 25 g na 100 l mléka, čímž se zabraňuje nadouvání sýrů, • barvení – při výrobě sýrů holandského typu se zpravidla používá barvení mléka sýrařskou barvou – extrakt Bixa orelana, • homogenizace mléka má za následek snížení ztrát tuku v syrovátce, • teplota mléka se upravuje ihned po pasteraci na teplotu sýření, • sýření – provádí se ve výrobníku sýra, jedná se o přídavek syřidla, jehož síla, použité množství a čas působení ovlivňují jakost, výtěžnost a charakter sýřeniny (kromě těchto se uplatňují i jiní činitelé jako např. teplota, kyselost mléka, obsah rozpustných vápenatých solí a přítomnost vody), teplota sýření je 30 – 32 °C po dobu 30 – 40 minut,

13

•

zpracování sýřeniny

– sýřenina se rozděluje na zrno o velikosti 4 mm, čím se uvolní potřebné množství syrovátky, dosáhne se požadované struktury a pevnosti sýřeniny a usměrní a podpoří se v ní činnost mikroorganismů, • dohřívání a dosoušení – cílem těchto úkonů je zvýšit tuhost sýrového zrna a zabezpečit rozvoj termorezistentních mikroorganismů, sýřenina eidamských sýrů se dohřívá a dosouší při teplotě 34 – 42 °C 40 – 75 minut, jedná se vlastně o částečné vypuštění syrovátky a přidání vody o teplotě 40 – 45 °C v množství 60 % vypuštěné syrovátky, • vypouštění sýřeniny do skupinových perforovaných forem – většinou jsou z nerezavějící oceli nebo plastů, • předlisování a lisování sýřeniny – dochází k němu přímo ve formách pomocí hydraulických či pneumatických lisů při tlaku 50 – 500 kPa, sýr při lisování dostává svůj standardní tvar a dochází k oddělování syrovátky, lisování trvá 1 až 20 h podle typu lisovacího zařízení, typu a tvaru sýra, • solení – trvá 1 – 3 dny a probíhá v solné lázni, nejdříve je teplota solné lázně 19 °C, přičemž skončí v sýrech mléčná fermentace a potom se snižuje teplota na 14 – 16 °C; koncentrace solné lázně se pohybuje v rozmezí 18 až 22 °Bé a její kyselost 20 až 25 SH; pH maximálně 4,7, • zrání – začíná vlastně po přídavku kultur, kdy dochází k rozkladu laktózy na kyselinu mléčnou, ale vlastní zrání spočívá ve štěpení bílkovin na látky jednodušší a v hydrolýze tuku v sýrech po jejich nasolení; působením mikrobiálních a syřidlových enzymů vznikají v sýru výrazné látky s typickou sýrovou chutí a vůní; z hlediska působení mikroflóry rozeznáváme dva typy zrání a to: primární (anaerobní) a sekundární (aerobní) zrání; zrání eidamských sýrů probíhá v plastových fóliích při teplotě 10 - 13 °C a relativní vlhkosti 80 – 90 % 5 – 7 týdnů, • skladování – probíhá při teplotě do 12 °C a u menších sýrů mohou být zrací fólie zároveň expedičním obalem. Záruční doba těchto sýrů je 14 dní ode dne dodání odběrateli.

14

Příjem mléka → Terminace →

Laboratorní kultura

Pasterace →

→ Matečný zákys

Standardizace → → Formování a lisování → Solení

Proteolýza

→ Dohřívání a osoušení (36 – 40 °C, 20 – 25 min)

Fermentace citranu

Koagulace, krájení a drobení (29 – 31 °C, 30 min) Fermentace laktózy

→

Růst bakterií

→ Provozní zákys

14 dní

6 týdnů

Obr. 3.1 Schématické znázornění technologických kroků a procesů při výrobě sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou (Görner, Valík, 2004)

3.4 Mikrobiologie sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou Mikroorganismy v mlékárenství mají významné poslání nejen zdravotní, ale také hygienické a technologické. Mléko a mléčné výrobky představují vhodné prostředí pro

15

růst mikroorganismů, které svou metabolickou činností mohou ovlivnit příznivě nebo nepříznivě kvalitu a biologickou hodnotu výrobku. (Grieger, Holec, 1990)

3.5 Faktory v potravinách a jejich vliv na mikroorganismy

Mikroorganismy v potravinách jsou ovlivňovány řadou činitelů, které souvisejí jednak složením a enzymatickými pochody v potravinách (vnitřní faktory) a jednak technologickými procesy, balením a skladováním (vnější faktory). (Cempírková aj., 1997) Implicitní parametry se týkají vzájemného ovlivňování

asociovaných

mikroorganismů (Komprda, 2004).

Vnitřní faktory:

3.5.1

• pH Většina mikroorganismů roste nejlépe při pH hodnotách kolem 7 (6,6 – 7,5). Jen málo z nich je schopno růst při pH 4 a níže a 9 a výše (Cempírková aj., 1997).

Tab. 3.1 Mezní hodnoty pH růstu mikroorganismů (Cempírková aj., 1997) min. pH

max. pH

bakterie

4 – 4,5

8,5 – 9

kvasinky

2

8,5

plísně

1,5

11

Nejvíce citlivé ke změnám pH jsou patogenní mikroorganismy, které se v kyselých produktech nerozmnožují, mnohé v nich ani nepřežívají. (Cempírková aj., 1997) Podle Görner, Valík (2004) se rozlišují potraviny na kyselé (pH < 4,0), málo kyselé (pH 4,0 – 6,5) a zcela nekyselé (pH > 6,5). pH sýrů se pohybuje mezi 5,9, patří tedy k potravinám málo kyselým.

16

4,9 –

• aktivita vody Aktivita vody (aw) představuje míru využitelnosti vody pro mikroorganismy, volnou vodu v potravinách. Voda vázaná na bílkoviny, uhlohydráty nebo soli není pro mikroorganismy využitelná (Cempírková aj., 1997). aw ovlivňuje růst a metabolickou aktivitu (včetně produkce toxinů) mikroorganismů (Cempírková aj., 1997). Jednotlivé druhy mikroorganismů jsou charakterizovány mezními (limitními, kritickými), ale i optimálními hodnotami aw. Tab. 3.2 Mezní a optimální hodnoty aw vybraných mikroorganismů (Ingr, 2005) Mikroorganismy

Hodnota aw Kritická

Optimální

Pseudomonas sp.

0,97

Escherichia coli

0,96

Bacillus subtilis

0,95

Staphylococcus aureus

0,86

0,900 – 0,995

Salmonella sp.

0,93

0,990 – 0,995

Clostridium botulinum

0,95

Aspergillus sp.

0,85

Rhizopus sp.

0,94

0,995

0,980 – 0,995

Na základě znalostí hodnot aktivity vody lze předpokládat bakteriální kalitelnost potravin.

Tab. 3.3 Bakteriální kalitelnost potravin a jejich aw (Cempírková aj., 1997) aw

Potraviny

0,99 – 0,97

lehce kazitelné

0,95 – 0,93

obtížněji kazitelné

0,90 a méně

nekazí se

Aw sýrů se pohybuje v rozmezí 0,91 – 0,98.

17

• oxidoredukční potenciál (Eh) Podle Cempírková aj. (1997) závisí Eh na složení, pH, atmosférickém tlaku kyslíku a přístupu vzduchu k potravině. Eh se v průběhu zpracování i skladování mění za přispění

přítomných mikroorganismů. Hodnota Eh je závislá na poměru

oxidovaných a redukovaných látek. U zralých sýrů se Eh pohybuje v rozmezí – 20 až – 200 mV. • obsah živin Ke svému růstu mikroorganismy potřebují vodu, zdroj energie, zdroj dusíku, vitamíny a růstové faktory a minerální látky. (Cempírková aj., 1997) • antibakteriální látky Stabilita některých potravin proti nežádoucí činnosti mikroorganismů je dána přítomností přirozeně se vyskytujících látek s antimikrobiální aktivitou (Cempírková aj., 1997). Například bakterie mléčného kvašení produkují nisin.

3.5.2

Vnější faktory:

• teplota Mikroorganismy jsou schopny růst v širokém teplotním rozsahu. Proto správné určení výrobní nebo skladovací teploty za předpokladu znalosti růstových okruhů mikroorganismů, může představovat účinnou ochranu potravin. (Cempírková aj., 1997)

Tab. 3.4 Rozdělení mikroorganismů podle teplotních nároků (Cempírková aj., 1997)

minimum (°C)

optimum (°C)

maximum (°C)

psychrofilní

-5

12 – 15

20

mezofilní

5

30 – 45

50

termofilní

40

55 – 75

60 – 90

Mikroorganismy, které rostou při teplotách 5 °C a nižších bez ohledu na optimální teplotu růstu se nazývají psychrotrofní a v potravinách se vyskytují daleko častěji než mikroorganismy psychrofilní. 18

Psychrofilní a mezofilní mikroorganismy jsou ničeny teplotami do 100 °C (pasterace atd.). Mohou přežívat termofilní a některé termorezistentní mikroorganismy a spory. Teploty nad 100 °C (sterilační) přežívá pouze malé množství spor, které jsou většinou subletálně poškozeny. Nízké teploty slouží ke krátkodobému (chlazení) nebo dlouhodobému (mražení) uchovávání potravin. Při chladírenských teplotách se rozmnožují psychrotrofní mikroorganismy, které při dostatečné vlhkosti působí kažení potravin. Mražení působí na mikroorganismy selektivně. V průběhu zmrazování část organismů uhyne a ty co přežijí,

zůstávají

životaschopné

po

dlouhou

dobu

při

skladování

potravin

v mrazírenských komorách. (Cempírková aj., 1997) • relativní vlhkost Cempírková aj. (1997) uvádí, že relativní vlhkost prostředí je důležitá jak z hlediska aw uvnitř potraviny, tak i z hlediska růstu mikroorganismů na jejím povrchu. Při aw potraviny 0,60 je důležité ji skladovat v prostředí s relativní vlhkostí, která nedovolí zvýšení aw do takové výše, aby došlo k pomnožení mikrobů. Důležitou roli hraje také skladovací teplota. Obecně platí, že čím vyšší je skladovací teplota, tím nižší musí být relativní vlhkost a naopak. • přítomnost a koncentrace plynů Přítomnost plynů v prostředí se využívá při balení a skladování potravin v řízené atmosféře. Používá se kombinace plynů CO2 a O2 nebo N

2

(při poměru plynů

15 - 20 % : 85 – 80 %). Prostředí řízené atmosféry brání růstu aerobních bakterií, plísní a kvasinek. Dominantní mikroflórou se pak stávají fakultativně anaerobní bakterie (laktobacily). Skladování vakuově balených potravin nebo potravin balených v ochranné atmosféře při chladírenských podmínkách prodlužuje dobu jejich údržnosti. (Cempírková aj., 1997)

3.5.3

Implicitní faktory

• synergismus Určitá skupina mikroorganismů produkuje, zvyšuje dostupnost esenciálních živin nebo mění hodnoty jako pH

nebo redox-potenciál, což umožňuje rozvoj jiných

19

mikroorganismů, které by jinak nebyly schopny růstu nebo jsou méně tolerantní na extrémnější hodnoty těchto parametrů. (Komprda, 2004) • antagonismus Jde o kompetici o esenciální živiny mezi různými skupinami (druhy) bakterií nebo změny hodnot pH, aw, redox-potenciálu určitými mikroorganismy, což může ovlivnit růst a množení jiných skupin mikroorganismů (Komprda, 2004).

I když samostatné působení jednotlivých faktorů není dostatečné pro zabránění růstu a metabolismu mikroorganismů zhoršujících jakost potraviny, může kombinace více či méně intenzivně působících faktorů způsobit optimální konzervaci potraviny (Görner, Valík, 2004). V mnohých potravinách působí na mikroorganismy současně více faktorů. Toto působení označujeme jako překážkový efekt.

Obr. 3.2 Kumulační vliv více faktorů inhibujících růst mikroorganismů v potravině (Görner, Valík, 2004) T – teplota av – aktivita vody hodnota pH Eh – oxido-redukční potenciál konz. – konzervační látka

20

3.6 Technologicky významné mikroorganismy

3.6.1

Bakterie mléčného kvašení (BMK) Bakterie mléčného kvašení se využívají při výrobě fermentovaných nejen

mléčných výrobků. Využívají se ,,divoké“, v surovině přirozeně se vyskytující bakterie mléčného kvašení, nebo přidávané v podobě čistých mlékařských kultur nebo startovacích kultur. Přestože bakterie mléčného kvašení patří do řady různých skupin, jsou klasifikovány společně podle tvorby stejného produktu metabolismu, kyseliny mléčné. Bakterie mléčného kvašení tolerují kyselost mléka kolem pH 4 po několik týdnů, jsou grampozitivní a anaerobní, mikroaerofilní, resp. fakultativně anaerobní. (Görner, Valík, 2004, Grieger, Holec, 1990) Dnes tato skupina zahrnuje 13 grampozitivních rodů: Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc,

Oenococcus,

Pediococcus,

Paralactobacillus,

Streptococcus,

Tetragenococcus, Vagococcus, Weissella. (Jay et. al, 2005). Morfologicky

jsou

to

koky

nebo

tyčinky.

Systematicky

se

dělí

na

homofermentativní mléčné bakterie, které zkvašují cukry na pravotočivou kyselinu mléčnou a na heterofermentativní mléčné bakterie, které produkují levotočivou kyselinu mléčnou (> 50%) a vedle toho značné množství jiných kyselin a látek (kyselina octová, CO2, etanol). (Grieger, Holec, 1990) V sýrech eidamského typu se kromě základní mezofilní LD kultury, vyskytují i další druhy bakterií mléčného kvašení. Mohou to být laktobacily, které se používají jako doplňková kultura nebo non-starter lactic acid bacteria (NSLAB). Na rozdíl od bakterií mléčného kvašení, NSLAB nemusí být záměrně přidávány do mléka určeného pro výrobu sýra. Možným zdrojem těchto mikroorganismů v sýru je syrové mléko, voda, ingredience k výrobě sýra, personál, výrobní zařízení a vzduch mlékárny. Také to může být mikroflóra přežívající pasteraci nebo postpasterační kontaminace vzdušnými mikroorganismy. Jejich zdroj je tedy jiný než zákysové kultury. NSLAB jsou příčinou samovolného kysnutí mléka, které omezuje možnosti jeho technologického využití. Z hlediska složení převládají ve skupině NSLAB fakultativně heterofermentativní laktobacily. (Plocková, Žáčková, 2003)

21

3.6.1.1 Mléčné kvašení Mléčné kvašení probíhá anaerobně. Při něm je pyruvát vzniklý glykolýzou redukován v laktát, tj. anion kyseliny mléčné (alfa-hydroxypropionové) CH3-CHOHCOO- působením enzymu laktátdehydrogenasy s NADH. (Klaban, 1999) Z hlediska konečných produktů mléčného kvašení rozeznáváme kvašení homofermentativní a heterofermentativní. Při tzv. homofermentativním mléčném kvašení vzniká prakticky jen kyselina mléčná (90%). Mléčné bakterie vyrábějí většinou jen D-laktát. Některé laktobacily však neobsahují aldolázu, a odbourávají proto glukózu kombinací pentózového cyklu a částí glykolytického systému. Na laktát se proto mění jen část glukózy, ze zbytku se tvoří ethanol a oxid uhličitý nebo acetát a oxid uhličitý. Pak hovoříme o tzv. heterofermentativním mléčném kvašení. (Zehnálek, 1999) Jednotlivé růstové podmínky mohou významně změnit formaci konečného produktu určitými bakteriemi mléčného kvašení. Tyto změny mohou být připsány změněnému pyruvátovému metabolismu anebo použití vnějších elektronových donorů, takových jako kyslík nebo organické látky. (Salminen, Wright, 2004) Součástí bakterií mléčného kvašení je důležitá skupina kulturní mikroflóry, která je základem tzv. čistých mlékařských kultur. (Grieger, Holec, 1990)

3.6.2

Čisté mlékařské kultury (ČMK) Čisté mlékařské (starterové) kultury jsou popisovány jako specifické BMK, které

jsou používány k inokulaci mléka a jejich metabolismus vede k charakteristickým mléčným

produktům.

ČMK

jsou

v podstatě

izolované

kultury

užitečných

mikroorganismů a neoznačují tedy pouze jejich absolutní druhovou čistotu. Zahrnují jednak klasické přírodní kultury (Natural Starter Culture) obsahující komplex nedostatečně definované směsi mikroorganismů a jednak ,,definované“ (Defined Strain Culture) nebo také ,,selektované“, obsahující jeden, nebo více identifikovaných a definovaných rodů, druhů, příp. kmenů mikroorganismů se specificky známými vlastnostmi. Specifická kritéria pro selekci BMK včetně rychlosti produkce kyseliny mléčné, jsou pak kapacita pro produkci polysacharidů, jejich limitovaná proteolýza (která by mohla vést i ke vzniku hořkých látek) a jejich produkce aromatických (chuťových) komponent. (Gajdůšek, 2000)

22

ČMK se do mlékárenských podniků dodávají v různých formách, nejčastěji jako sušené (lyofilizované).

Jedná se o směs několika mikrobiálních druhů, které jsou

určeny pro výrobu příslušného mléčného výrobku. Cílem kombinování kultur je dosáhnout optimálních senzorických, technologických, výživových, ekonomických a dalších parametrů příslušného výrobku. (Grieger, Holec, 1990) Funkci ČMK lze rozdělit do několika skupin podle základního účelu, kterému ve výrobě slouží : Kysací funkce, zrání, dieteticko – léčebné funkce (Kněz, 1960), dále funkce ochranná a probiotické účinky (Gajdůšek, 2000).

Kultury využívané při výrobě sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou: 1.

Smetanová kultura

Složení: –

Lactococcus lactis subsp. lactis

–

Lactococcus lactis subsp. cremoris

–

Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris

–

Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum

Podle Grieger, Holec (1990) má být chuť a vůně smetanové kultury čistá, výrazně aromatická, smetanová, správně kyselá, film pak homogenní a kompaktní a měl by na stěně ulpívat 1 minutu. Kultura se kultivuje 16 – 20 hodin při 21 – 23 °C, při zaočkování mléka 1 % kultury. Titrační kyselost kultury se pohybuje mezi 36 a 42 SH.

Rod Lactococcus Jsou to grampozitivní, fakultativně anaerobní, katalázo negativní koky. Buňky jsou ovoidní 0,5-1,2 x 0,5-1,5 µm vyskytující se jako diplokoky nebo krátké řetízky. Jsou homofermentativní a jejich optimální teplota je 37 °C, rostou při 10 °C, ale ne při 45 °C, také nerostou při 6,5 % NaCl. Hlavním produktem fermentace množství cukrů je L(+)-kyselina mléčná, ale bez tvorby plynu. Lactococcus lactis subsp. lactis tvoří bakteriocin nisin. L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis tvoří diacetyl, který dává typické aroma kysaným mléčným výrobkům. L. lactis subsp. cremoris má buňky větší a tvoří i delší řetízky. (Görner, Valík, 2004, Sedláček, 2007)

23

Obr. 3.3 Lactococcus lactis (http://www.ikp.unibe.ch/lab1/index.html)

Rod Leuconostoc Do rodu Leuconostoc patří heterofermentativní grampozitivní koky sférického nebo ovoidního tvaru o velikosti 0,5-0,7 x 0,7-1,5 µm, nesporulující, kataláza negativní a fakultativně anaerobní. Seskupují se do dvojic nebo řetízků. Jejich optimální růstová teplota je 20 – 30 °C; rostou při 10 °C, ale ne při 45 °C. Glukózu fermentují za produkce kyseliny a plynu. Hlavními produkty fermentace jsou ethanol a D(-)-laktát. Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris tvoří diacetyl, a tedy typické aroma. L.mesenteroides subsp. dextranicum se kromě ČMK uplatňuje také při výrobě dextranu.

Obr. 3.4 Leuconostoc mesenteroides (http://genome.jgi-psf.org/finished_microbes/leume/leume.home.html)

24

2. Kultura Lactobacillus casei subsp. casei Používá se jako doplňková kultura k základní smetanové kultuře pro zlepšení senzorických vlastností a zrychlení zrání. Při očkování 1 % a kultivaci při 30 °C po dobu 30 až 48 hodin by měla být chuť a vůně čistě kyselá, kultura by měla mít hustou konzistenci a kyselost 40 až 55 SH. (Grieger, Holec, 1990)

Lactobacillus casei subsp. casei Tvoří grampozitivní, nepohyblivé tyčinky, které mohou agregovat do řetízků. Koaguluje mléko a způsobuje jeho hlenovitost. Je mikroaerofilní a obecně platí, že přítomnost 5 % CO2 podporuje růst laktobacilů. Optimálně roste při 30 °C, roste i při 15 °C, ale jen výjimečně při 45 °C a jeho optimální pH se pohybuje obvykle mezi 5,5 až 6,2. Patří do skupiny fakultativně heterofermentativních laktobacilů, kteří fermentují hexózy na kyselinu mléčnou (> 90 %), či na směs kyseliny mléčné, octové, mravenčí a ethanolu. Pentózy fermentují na kyselinu mléčnou a octovou. Intenzivně rozkládá bílkoviny, zvláště kasein, a to až na volné aminokyseliny. (Klaban, 1999, Sedláček, 2007)

Obr. 3.5 Lactobacillus casei (http://genome.jgi-psf.org/finished_microbes/lacca/lacca.home.html)

25

Tab. 3.5 Některé charakteristiky vybraných bakterií mléčného kvašení využívaných v mléčných produktech ( podle Gajdůšek, 2002)

Rod

Tvar

Opt. (°C)

Druh

L. lactis

L. cremoris Lactococcus

kok

25 - 30

L. diacetylactis

L. cremoris

Leuconostoc

ovoid

25 - 30

L. dextranicum

L. lactis Lactobacillus

tyčinka

25 - 30 L. casei

Konečné produkty metabolismu Vedlejší a Hlavní (stopové) acetaldehyd, L (+) aceton, k. mléčná diacetyl, ethanol acetaldehyd, L (+) aceton, k. mléčná diacetyl, (ethanol) L (+) k. mléčná, aceton, acetaldehy ethanol d, CO2, diacetyl, acetoin D (-) k. mléčná, acetoin, ethanol diacetyl, ethanol, CO2, (k. octová) k. octová, L (+) k. mléčná (ethanol)

Startovací kultury jsou v sýru zpočátku dominantní mikroflórou. Jejich počet je od 106 do 109 na gram sýra. Se stářím sýra se jejich počet snižuje a počet non-starter bakterií se zvyšuje. Při zrání sýrů dochází k jejich dramatickému nárůstu z počátečních nedetekovatelných hodnot (< 10 KTJ . g-1) až k hodnotám, které přesahují 106 KTJ . g-1 po 3 – 4 měsících zrání. Typy a druhy NSLAB bakterií nalezené v sýru jsou závislé na počátečních počtech v syrovém mléce, biofilmu na zařízení a pozdější kontaminaci a individuální schopnosti obstát v prostředí sýra ( pH, sůl, aw, kyselost, teplota a dostupnost živin). Nejen vybrané kmeny zákysových kultur, ale i laktobacily ze skupiny NSLAB vyskytujících se v sýrech jsou schopny inhibovat růst nežádoucích mikroorganismů, včetně patogenů a mikroorganismů způsobujících kažení potravin, produkcí různých

26

druhů antimikrobiálních látek (kys. mléčné, CO2, bakteriocinů, diacetylu, peroxidu vodíku, ethanolu, organický kyselin). (Marth, Steele, 2001)

3.7 Negativní ovlivnění zdraví potravinami Onemocnění, která se přenáší infikovanými potravinami, se nazývají alimentární. Podle průběhu a příznaků se obvykle rozdělují na dvě skupiny: − otravy potravinami, − nákazy z potravin. Otravy potravinami jsou onemocnění, u nichž základní úlohu má požitá potravina; původci otrav jsou schopni se rozmnožovat v potravinách a hromadit v nich své toxiny. Otravy potravinami se nepřenášejí dotykem. Otravy mikrobiálního původu je možné rozdělit na alimentární intoxikaci a alimentární infekci. Alimentární intoxikace vznikají přítomností mikrobních toxinů v potravinách, kdežto živé toxikogenní mikroorganismy nemusí být již přítomny. Při alimentární infekci vznikají toxiny za přítomnosti živých mikroorganismů – původců otrav v potravině. U nákaz z potravin je potravina nositelem choroboplodných mikrobů, které jsou přenášeny z nemocného organismu na zdravý. Nákazy se mohou přenášet nejen potravinami, ale i vodou, vzduchem, dotykem atd. Původci nákaz se v potravině zpravidla nerozmnožují. (Hampl, 1968)

3.8 Mikroorganismy způsobující kažení sýrů

3.8.1

Bakterie

Rod Clostridium je velmi rozsáhlý. Jeho druhy tvoří peritrichní tyčinky, které jsou grampozitivní. Tento rod je obligátně anaerobní. Kyslík inhibuje růst a po 5 až 10 minutách působení usmrcuje vegetativní buňky většiny druhů. Některé druhy mají silné proteolytické schopnosti a uplatňují se při anaerobním rozkladu bílkovin (např. C.

27

sporogenes). Pro rod Clostridium je charakteristická tvorba spor, které jsou širší než vegetativní buňky. (Klaban, 1999) Při anaerobní oxidaci sacharidů tvoří příslušníci rodu Clostridium velké množství plynu (CO2 a H2). Tvorba plynu se nepříznivě projevuje u duření sýrů, kde jsou klostridia nežádoucí také pro tvorbu nepříjemných sloučenin. Při metabolismu pyruvátu vznikají kromě plynného vodíku také butyrát, butanol, aceton, 2-propanol, β-hydroxymáselná kyselina a malé množství octové kyseliny. Tvorba těchto látek je charakteristická pro druhy Clostridium butyricum a Cl. acetobutyricum. Některé

druhy

rodu

Clostridium

produkují

velmi

nebezpečné

toxiny.

Z potravinářského hlediska je nejdůležitější Clostridium botulinum. Tvoří pohyblivé tyčinky šířky 1,1 – 1,5 µm a délky 10 µm, které se vyskytují v párech nebo krátkých řetízcích. Jeho spory jsou oválné. Roste v rozmezí teplot 10 – 50 °C, přestává se množit při pH < 4,5. C. botulinum produkuje tzv. botulotoxiny, které patří k nejúčinnějším jedům. 1 mg představuje smrtící dávku pro 16 000 lidí. Botulotoxiny jsou bílkovinné povahy, a proto se inaktivují zvýšenou teplotou během 15 až 20 minut při 100 °C. V těle živočicha se C. botulinum nerozmnožuje, takže působí pouze toxinem vytvořeným při rozmnožení této bakterie v potravině. Otrava se nazývá botulismus. Spory tohoto druhu jsou přítomny v půdě, i když v poměrně malých koncentracích, v jezerech apod. (Šilhánková, 1995) Dalším druhem produkujícím toxin je Clostridium perfringens, který tvoří rovné tyčinky 0,9 – 1,3 µm x 3,0 – 9,0 µm, jednotlivé, ve dvojicích nebo krátkých řetízcích. Roste při teplotách 20 – 50 °C, optimální teplota růstu je 45 °C. Vegetativní buňky nepřežívají záhřev 16 – 17 s na 72 °C. Enterotoxin je inaktivován záhřevem 5 min na 60 °C. Otrava toxinem nastává pouze při silné kontaminaci potraviny touto bakterií, tj. při koncentraci buněk v potravině alespoň 106.g-1. Tvoří se při sporulaci, která probíhá většinou až ve střevním traktu člověka. Clostridium perfringens se hojně vyskytuje v půdě a prachu. (Jičínská, Havlová, 1995) Pro druhy C. butyricum, C. sporogenes a C. tyrobutyricum poskytují sýry dobré nutriční a anaerobní podmínky. Tepelně neošetřené, vakuově balené sýry, konzervované nanejvýš chlazením v ledničkách při min. +5 °C, a sýrové pomazánky s vyšším obsahem vody a vyšší hodnotou pH jsou příznivé pro rozvoj C. botulinum. (Jičínská, Havlová, 1995)

28

Rod Bacillus tvoří většinou grampozitivní peritrichní tyčinky o rozměrech 1,0 – 1,2 µm x 3 – 5 µm jednotlivé, ve dvojicích nebo řetízcích, které mají bohaté enzymové vybavení, takže mohou rozkládat nejrůznější organické sloučeniny. Jsou chemoorganotrofní, aerobní nebo fakultativně anaerobní buňky, schopné tvořit endospory. Spory jsou eliptické, umístěné centrálně, nenadouvají sporangia. Někteří zástupci vyžadují ke sporulaci ionty manganu. Klíčení spor většiny druhů bacilů je bez jakýchkoliv aktivačních faktorů. (Sedláček, 2007) Bacillus cereus patří mezi druhy s poměrně velkými buňkami (1 x 3 až 5 µm). Tepelné optimum jeho růstu je 30°C, maximální teplota růstu je u jednotlivých kmenů 37 až 48 °C, většinou 43 °C. Minimální teplota kmenů adaptovaných na mlékárenské prostředí je 6 až 10 °C. Optimální pH pro růst je 7,0 až 7,4. Vegetativní buňky nepřežívají pasterační záhřev 72 °C a spory sterilaci v autoklávu při 110 °C a UHT proces při 134 °C. Při růstu na polysacharidových substrátech produkuje toxiny, které mohou být příčinou otrav. K otravám dochází při pomnožení této bakterie v potravině na koncentraci buněk 107.g-1 potraviny (u dětí stačí již koncentrace 105.g-1). Nejčastější příčinou těchto otrav jsou potraviny obsahující především obiloviny nebo škrob. Bacillus cereus je saprofyt, který roste na rozkládajících se zbytcích rostlin v půdě, v hnoji a v krmivech. Z těchto zdrojů jsou kontaminovány cereálie neintenzivněji při sklizni, ke kontaminaci syrového mléka pak dochází během dojení. Méně běžná příčina přímé kontaminace mléka jsou cereové mastitidy. Také spory z ovzduší mohou kontaminovat mléko. (Jičínská, Havlová, 1995, Klaban, 1999, Šilhánková, 1995)

Rod Escherichia je nejdůležitější rod z hygienického hlediska, jehož jednotlivé druhy jsou obyvateli střevního traktu různých živočichů. Jde o gramnegativní, nesporotvorné tyčinky, peritrichní nebo bez bičíků, o rozměrech 1,1 – 1,5 µm x 2,0 – 6,0 µm, které mají respirační i kvasný metabolismus. Vyskytují se jako jednotlivé tyčinky, ve dvojicích nebo krátkých řetízcích, jsou prototrofní. Optimální teplota růstu je 30 – 37 °C, roste v rozsahu teplot 10 – 45 °C, avšak v mléce se vyskytují psychrotrofní kmeny, které rostou i při nižších teplotách. Nepřežívá záhřev 16 – 17 s při teplotách vyšších než 64,5 °C. Optimální pH je 6,8 – 7,2. (Jičínská, Havlová, 1995, Sedláček, 2007) Nejvýznamější je Escherichia coli, která se nachází ve spodní části střevního traktu člověka a teplokrevných zvířat, a vyskytuje se tedy i ve výkalech. Její přítomnost

29

ve vodách nebo v potravinách je proto ukazatelem fekálního znečištění a úrovně sanitace a hygieny. Některé její kmeny (tzv. enteropatogenní Escherichia coli čili EPEC) způsobují průjmová střevní onemocnění a onemocnění močových cest. Nejvýznamnější je EHEC – enterohemoragická E. coli 0157:H7, vyskytuje se v syrovém mléce a způsobuje až krvavý průjem, bolesti břicha a zvracení. Infekční dávka je velmi nízká, nižší jak 10 mikroorganismů/g (Cempírková aj., 1997). Escherichia coli zkvašuje cukry (např. glukosu, laktosu, některé pentosy a alkoholické cukry) za intenzivní tvorby kyselin a plynu. Tvoří z těchto cukrů hlavně kyseliny mléčnou, pyrohroznovou, octovou a mravenčí, přičemž část kyseliny mravenčí rozkládá na oxid uhličitý a vodík. Průběh kvašení lze vyjádřit následující rovnicí: 2C 6 H 12 O6 → 2CH 3CHOHCOOH + CH 3COOH + CH 3CH 2 OH + HCOOH + CO2 + H 2 (Šilhánková, 1995)

Rod Salmonella v současnosti zahrnuje pouze dvě platná druhová jména, S. bongori a S. enteritica se šesti poddruhy a více než 2500 sérovary. (Sedláček, 2007) Všechny jsou patogenní. Salmonelly jsou gramnegativní rovné tyčinky, pohyblivé, 0,7 – 1,5 µm x 2,0 – 5,0 µm. Jsou fakultativně anaerobní a biochemicky velmi aktivní. Optimální teplota růstu je 35 – 37 °C, tepelné minimum i maximum je závislé na kmenu. Salmonely nepřežívají pasteraci s výdrží 16 – 17 s při teplotě 65 °C a vyšší. Optimální pH se pohybuje v rozmezí 6,5 – 7,5. Všechny druhy salmonel fermentují glukosu za tvorby plynu. Typickou vlastností je také produkce sirovodíku. Nezkvašují však laktosu. Stejně jako rod Escherichia patří do čeledi Enterobacteriaceae. Podstatou patogenity salmonel je jejich termostabilní endotoxin. Vyskytují se v zažívacím traktu domácích zvířat a hlodavců, nemocných lidí a bacilonosičů, v drůbežích vejcích, zvláště kachních. Přenášejí se kontaminovaným masem, masnými i vaječnými surovinami, polotovary a potravinami, zmrzlinami, mlékem a mléčnými výrobky, vodou. (Šilhánková, 1995, Jičínská, Havlová, 1995, Klaban, 1999) Salmonella enteritica subsp. enteritica sv. Typhi způsobuje velmi vážné a často i smrtelné střevní onemocnění lidí – břišní tyf. S. enteritica subsp. enteritica sv. Typhi je patogenní pouze pro člověka, přenáší se vodou a potravinami kontaminovanými lidskou stolicí. Bakterie se množí ve střevním traktu. Salmonella enteritica subsp. enteritica sv. Enteritidis se vyskytuje v trusu ptáků (hlavně kachen a holubů), odkud se může dostat do potravin. U člověka vede požití 30

potravin, jež ji obsahují, k lehčím onemocněním, která jsou charakterizována krátkou inkubační dobou (6 až 20 hodin), průjmy a často i zvracením. Tento typ onemocnění se označuje jako salmonelóza. Ve většině států Evropy nejčastější salmonela způsobující gastroenteritidy u člověka (Sedláček, 2007).

Rod Shigella jsou gramnegativní, tyčinkovité, nepohyblivé bakterie z čeledi Enterobacteriaceae. Jejich optimální teplota je 37 °C. Jsou aerobní a velmi citlivé na nejrůznější nepříznivé činitele vnějšího prostředí. Laktosu nezkvašují, fermentují pouze glukosu, ale jen ojediněle s tvorbou plynu. Rod Shigella se dělí na sérotické skupiny A – D. Každá skupina obsahuje různé počty sérotypů. Shigelly mohou být přítomny v potravinách a vodě, znečištěné fekáliemi. Do potravin se vždy dostávají sekundárně. Jsou patogenní, vytvářejí endotoxin. Onemocnění způsobené rodem Shigella se nazývá bacilární úplavice nebo dyzentérie. (Šilhánková, 1995, Jičínská, Havlová, 1995, Sedláček, 2007) Shigelly vnikají do organismu orální cestou. Tato infekce je velice nakažlivá a infekční dávka činí přibližně 200 zárodků (Klaban, 1999). Bakterie jsou přenášeny z fekálií nemocných lidí na potraviny hlavně v letním období, např. mouchami. Onemocnění je rozšiřováno také bacilonosiči. Příznakem infekce jsou horečka a úporné průjmy. Nejčastějším původcem v našich podmínkách je Shigella sonei, méně často Shigella flexneri a vzácně Shigella dysenteriae, která způsobuje úplavici s nejtěžším průběhem. (Šilhánková, 1995)

Rod Campylobacter představují štíhlé, zahnuté, gramnegativní tyčinky. Pohybují se pomocí polárního bičíku, spory netvoří. Nemají schopnost zkvašovat glukosu ani další sacharidy, a také nerozkládají přírodní makromolekuly (proteiny, tuky). Jsou mikroaerofilní, obvykle vyžadují koncentraci O2 mezi 3 až 15 % a koncentraci CO2 mezi 3 až 5 % (Sedláček, 2007). Minimální teplota pro růst je 30 °C, optimální 42 až 45 °C a teplota 48 °C je tepelně inaktivuje. Nepřežívají pasterační záhřev 16,2 s při teplotách vyšších než 63 °C (Jičínská, Havlová, 1995). Optimální pH se pohybuje 6,5 až 7,5. V potravinách přežívají dobře chlazení i zmrazení, ale nesnášejí vyschnutí. Kampylobakterióza

většinou

probíhá

jako

krátká,

benigní

gastroenteritida,

k onemocnění jsou náchylné především děti. Podle statistických šetření se podílí na etiologii akutních průjmů až 14%. Minimální infekční dávka je pravděpodobně velmi 31

nízká – cca 500 bakterií. Geneticky jsou kampylobaktery velmi aktivní a přizpůsobivé: vykazují geneticky programované změny fenotypu (fázové a antigenní variace) a spontánní transformabilitu homologickou DNA. (Šilhánková, 1995) Rozhodujícím zdrojem infekce pro člověka je drůbež (drůbeží maso), následuje syrové mléko a kontaminovaná voda. (Komprda, 2004) Campylobacter jejuni vyžaduje pro svůj růst živné půdy s krví obohacené vitamíny a aminokyselinami, současně i atmosféru se sníženou tenzí kyslíku. U člověka je Campylobacter jejuni běžným celosvětově rozšířeným původcem gastroenteritid, působí také septikémie a potraty. Má dva poddruhy. (Klaban, 1999, Sedláček, 2007) Zdrojem kontaminace tímto rodem může být hygienicky závadná voda používaná k mytí výrobních prostor a zařízení.

Dalším rodem, z potravinářského hlediska velice důležitým, je rod Listeria, který je v přírodě velmi rozšířený a vyskytuje se také ve fekáliích a někdy i v potravinách. Listerie jsou grampozitivní, fakultativně anaerobní, krátké až kokoidní tyčinky, někdy však mohou tvořit i delší vlákna. Při 20 – 25 °C se čile pohybují, naopak při teplotě 37 °C jsou prakticky nepohyblivé. Vždy jsou katalazapozitivní. (Klaban, 1999) Hlavním produktem fermentace glukózy je L(+)-laktát, okyselují řadu cukrů, ale bez tvorby plynu. (Sedláček, 2007) Nejvýznamnějším druhem je patogenní Listeria monocytogenes, která u oslabených jedinců (děti, těhotné ženy, rekonvalescenti, starší lidé apod.) může vyvolat encefalitidu, onemocnění jater a jiné nemoci. Napadá buňky imunitního systému a rozmnožuje se v nich. Infekční dávka není dosud přesně známa, je udávána v rozsahu 100 - 100 000 mikroorganismů.g-1. V průmyslově rozvinutých zemích jsou listeriózy příčinou jen asi 0,5 – 1 % všech hromadných alimentárních infekcí a intoxikací mikrobiálního původu, mají však mezi těmito onemocněními zcela nesporné prvenství v procentu mortality, které se odhaduje až na 30 % úmrtí z celkového počtu onemocnění. L. monocytogenes se dobře rozmnožuje v chladírenských teplotách. Vedle svých psychrotrofních vlastností má tento mikrob významný mezofilní potenciál, který umožňuje přežívat teploty mezi 70 – 71°C. Za bezpečnou hranici se považuje teplota 71,8°C (Cempírková aj., 1997). Listeria monocytogenes může růst za aerobních i mikroaerofilních podmínek na obohaceném krevním agaru, je nalézána v syrovém mléce i syrovém mase. Startovací mlékárenské kultury mohou růst L. monocytogenes inhibovat, její nárůst je pomalý (Farber, Peterkin, 1991). Přežívá sušení i mražení. 32

Rod Staphylococcus zahrnuje grampozitivní koky o průměru 0,5 – 1,0 µm, které se často vyskytují ve shlucích, ale také jednotlivě, po dvou, čtyřech nebo dokonce v krátkých řetízcích. Jsou vždy nepohyblivé, nikdy nevytvářejí spory a vykazují pozitivní katalasový test. Optimální teplota je 30 až 37 °C. Rostou v přítomnosti 10 % NaCl. (Sedláček, 2007) Z fyziologického hlediska se většinou jedná o fakultativně anaerobní bakterie, avšak za aerobních podmínek rostou lépe. Staphylococcus je schopen zkvašovat cukry za vzniku kyselin. Obecně jsou stafylokoky velmi rozšířené v prostředí, ve kterém primárně osidlují povrch těla člověka a mnoha zvířat, také různé sliznice ptáků a savců. (Klaban, 1999) Často jsou izolovány z různých potravin živočišného původu (maso, mléko, sýr) a z nejrůznějších zdrojů v prostředí, jako je půda, voda, písek a prach. (Sedláček, 2007) Nejdůležitější je patogenní druh Staphylococcus aureus subsp. aureus, který je zřejmě nejúspěšnějším lidským patogenem, způsobuje anginu, hnisavé onemocnění kůže (trudovitost, furunkly), hnisání ran a hnisavé onemocnění poraněných kostí. Dostane-li se do potravin, produkuje enterotoxiny bílkovinné povahy, které mohou způsobit vážné až smrtelné otravy. Na tvorbu enterotoxinu má velký vliv složení potraviny a teplota. Pokud jde o rezistenci enterotoxinu, ten je termostabilní, není inaktivován ani působením teploty 100 °C po dobu 20 minut (Komprda, 2004). Proto může onemocnění vyvolat také potravina či pokrm ohřívaný nebo krátce povařený. Potraviny, obsahující stafylokokové toxiny, většinou nemají viditelné známky kažení. Příznaky otravy se projevují 1 až 6 hodin po požití potraviny a vyznačují se žaludeční nevolností až křečemi, zvracením, průjmy, bolestí hlavy a někdy poklesem teploty. K otravě dochází obyčejně tehdy, je-li koncentrace buněk Staphylococcus aureus v potravině řádu 105 až 107. g-1. (Šilhánková, 1995, Sedláček, 2007) Minimální a maximální teplota pro růst S. aureus a tvorbu enterotoxinu je 10 až 45 °C, optimální 30 – 37 °C. S. aureus je halotolerantní až mírně halofilní, roste dobře ještě při koncentraci 10 % NaCl. Stafylokoky jsou poměrně rezistentní k vyšším teplotám, tj. více než 60 °C. Podle studií prováděných s různými kmeny za rozdílných podmínek mohou přežívat při 60 – 62 °C po dobu 30 až 120 min. (Jičínská, Havlová, 1995)

Některé druhy bakterií (laktobacily, enterokoky aj.) si adaptivně zvyšují suboptimální pH prostředí dekarboxylací aminokyselin histidinu a fenylalaninu na histamin a tyramin – biogenní aminy (Jičínská, Havlová, 1995). Laktobacily, laktokoky 33

i kontaminující enterokoky tvoří biogenní aminy v sýrech s mírně kyselým pH během zrání a skladování při pokojové teplotě. Pokud se biogenní aminy nahromadí v potravině v toxickém množství, mohou způsobit alimentární otravu. Otrava histaminem se projevuje zvracením, bolestmi hlavy, pálením v krku, zatímco otrava tyraminem, který uvolňuje z tkání norepinefrin, může vyvolat hypertenzní krizi. Sýry byly zjištěny jako příčina několika otrav histaminem a v jednom případě byl jako etiologické agens, produkující v sýru histamin, charakterizován Lactobacillus buchneri. (Jičínská, Havlová, 1995)

3.8.2

Plísně

V přírodě se plísně běžně a hojně vyskytují. Jejich význam spočívá v mineralizačních procesech, kdy spolu s ostatními mikroorganismy rozkládají organické látky a zajišťují tak koloběh látek v přírodě. Plísně způsobují vady, až úplné znehodnocení potravin, pokud jsou pro rozvoj plísní podmínky. Nejdůležitější z nich je přístup vzdušného kyslíku a vlhkost. Plísně, které tvoří toxické metabolity, jsou označovány jako toxinogenní. Je to každá plíseň produkující metabolity toxické pro jakýkoliv jiný organismus, tedy i antibiotika, která jsou toxická pro bakterie. V užším smyslu se ,,toxinogenní“ nazývají jen ty druhy, které produkují toxicky účinné látky pro člověka a hospodářská zvířata. Jimi produkované toxiny jsou mykotoxiny, onemocnění způsobená mykotoxiny se nazývají mykotoxikózy (na rozdíl od mykóz, kde přímým patogenním faktorem je plíseň sama). Mykotoxiny jsou produkty sekundárního metabolismu plísní, které se tvoří během vegetativního saprofytního růstu, především v postexponenciální fázi (idiofázi) během sporulace. (Jičínská, Havlová, 1995)

Velmi rozšířený rod Aspergillus se vegetativně rozmnožuje konidiemi. U některých druhů je známa též tvorba neuspořádaných asků obsahujících 8 askospor. Asky jsou umístěny v kulovitém kleistotheciu, které má sírovitě žlutou barvu a je zřetelné pouhým okem jako drobné kuličky o průměru menším než 1 mm. Podle Žižka, Korbelová (1992) jsou příslušníci tohoto rodu biochemicky velice aktivní. Tvoří mnoho enzymů – proteolytické, amylolytické a pektolytické. Tato vlastnost je pak využívána v potravinářství nebo v průmyslu.

34

Rod Fusarium je velmi rozsáhlý a v přírodě velmi rozšířený. Rozmnožuje se pomocí vícebuněčných rohlíčkovitých nebo banánovitých konidií. Kromě toho tvoří i jednobuněčné konidie, jež jsou uspořádány v řetízcích nebo nepravých paličkách, které vznikají shlukem lepkavých spor. (Šilhánková, 1995) Mnoho druhů tvoří nápadné kolonie s výraznou pigmentací – červená, oranžová, fialová, modrá apod. Některé jeho druhy způsobují nemoci rostlin, jiné produkují toxiny, které mohou vést k vážnému onemocnění člověka.

Rod Penicillium je nejrozšířenější a nejrozsáhlejší rod z plísní. Jeho druhy tvoří kolonie s velkým množstvím žlutozelených až modrozelených konidií, které jsou na různých potravinách i jiném materiálu patrné jako zelené, sametové až moučné povlaky. Okraje koloniií, na nichž nejsou spory, jsou bílé. (Šilhánková, 1995) Mnoho druhů uvolňuje do prostředí žluté až červené pigmenty. Tento rod se rozděluje do několika sekcí Podle (Šilhánková, 1995) : I. Monoverticillata – se štětečkem tvořeným svazkem sterigmat či fialid. II.a

Biverticillata symmetrica – tvoří na konci konidioforu

symetricky uspořádaný svazek válcovitých buněk nazvaných metuly. Každé metuly vyrůstá svazek sterigmat. II.b

Biverticillata

asymmetrica

–

skupina

s nesymetricky

uspořádaným štětečkem konidioforu. (P. expansum, P. roqueforti, P. camemberti) III.

Polyverticillata – s konidioforem končícím bohatým, opakovaně

větveným, symetricky uspořádaným štětečkem.

Rod Scopulariopsis se morfologicky podobá rodu Penicillium. Liší se tím, že bílé až žlutohnědé konidie rodu Scopulariopsis jsou vzájemně spojeny úzkým krčkem a mají na svém povrchu výrustky. V přírodě se běžně vyskytuje Scopulariopsis brevicaulis, který se podílí na hnilobných procesech, doprovázených nepříjemným zápachem. Je patogenní, způsobuje mykózy nehtů, kůže a ústní dutiny. Na půdě se stopami arzénu tvoří pronikavý česnekový zápach (Žižka, Korbelová, 1992).

35

3.8.2.1 Mykotoxiny Mezi nejznámější a nejvíce sledované mykotoxiny patří aflatoxiny. Jsou produkovány mykotoxinogenními kmeny Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Aflatoxiny vykazují poměrně silný toxický účinek na játra lidí a zvířat, objevují se tzv. hepatotoxikózy. Např. E. Ranft v roce 1975 vypočítal, že akutní toxická dávka aflatoxinu pro člověka s hmotností 70 kg by mohla být 25 mg (Klaban, 1999). Dlouhodobá konzumace malého množství aflatoxinů způsobuje zhoubné nádory. Nejvíce působí aflatoxiny na děti a mláďata zvířat. (Žižka, Korbelová, 1992) Mezi nebezpečné aflatoxiny patří zejména aflatoxiny B1, B2, G1, G2 a M1. Aflatoxiny B1 a B2 fosforeskují působením UV záření, G1 a G2 pak fosforeskují zeleně. Toho se využívá při jejich detekci. Aflatoxiny přijaté s krmivem pronikají i do mléka (v množství µg/kg), a tedy následně do sýrů. (Jičínská, Havlová, 1995, Šilhánková, 1995)

Ochratoxin A je nebezpečný mykotoxin, který je vytvářený určitými kmeny plísní Aspergillus ochraceus, také i vzácnějšími druhy Aspergillus melleus a Aspergillus sulphureus. Rovněž i Penicillium variabie a Pen. viridicatum mají schopnost produkovat tento toxin. Vyznačuje se imunosupresivními a teratogenními účinky. (Klaban, 1999)

3.8.3

Kvasinky

Kvasinky jsou v přírodě velmi rozšířeny. Protože mají většinou pouze sacharolytické schopnosti, vyskytují se především na materiálech obsahujících cukry. Jsou přenášeny hlavně hmyzem, větrem apod. Rozmnožování kvasinek je podmíněno jejich fyziologickými vlastnostmi, tj. potřebou cukru, odolností ke kyselému prostředí, u některých druhů také tolerancí k vysokému osmotickému tlaku a je omezeno jejich neschopností štěpit bílkoviny. Mají také nízkou tepelnou odolnost. Většina kvasinek je usmrcena již při 2-5 minutovém zahřívání na 56 °C, jejich spory mají tepelnou odolnost jen nepatrně vyšší. (Šilhánková, 1995)

36

Hlavní příčinou výskytu kontaminujících kvasinek (i jiných mikroorganismů) na povrchu sýrů je nepřiměřená vlhkost jejich povrchu. Takový případ může nastat z více příčin. Při zrání sýrů probíhá proteolýza bílkovin, přičemž se může ze sýra uvolňovat voda původní bílkoviny. Z teplotních příčin může u sýrů docházet i k jejich ,,pocení“. Na povrchu sýra vzniká vlhkost, která není čistou vodou, ale obsahuje řadu živin pro mikroorganismy jako kyselinu mléčnou, rozpustné peptidy, aminokyseliny, minerální látky. Pokud se tyto látky nahromadí mezi povrchem sýra a jeho obalovým materiálem, vzniká ideální prostředí pro růst kontaminujících mikroorganismů. (Görner, Valík, 2004)

Rod Geotrichum s jediným druhem (Geotrichum candidum dříve Oospora lactis) má bohaté mycelium s artrosporami a bílé sametové až vatovité kolonie. Tvoří vlastně přechod mezi kvasinkami a plísněmi. Nemá kvasné schopnosti. (Šilhánková, 1995) Vyskytuje se jako častá kontaminace mléčných výrobků, hlavně tvarohů, neboť obsahuje proteolytické a lipolytické enzymy. (Klaban, 1999)

Rod Candida obsahuje na 160 druhů. Některé kmeny mohou být podmíněně patogenní. Mnohem nebezpečnější jsou však další patogenní druhy. V prvé řadě je to druh Candida albicans, který může způsobovat onemocnění (kandidózy) kůže a nehtů. Může však zachvátit také vnitřní orgány a vést ke smrti, není-li včas rozpoznána. Kandidózy vnitřních orgánů a sliznic vznikají především u oslabených jedinců. Druhy rodu Candida, u nichž byly zjištěny pouze kulovité až elipoidní buňky, byly dříve zařazovány do rodu Torulopsis. Dnes je však známo, že tvorba pseudomycelia a pravého mycelia může být výsledkem mutace určitých genů, a proto nemůže sloužit jako jediný znak rozlišující dva rody. Proto byl rod Torulopsis zrušen. (Šilhánková, 1995)

3.9 Vady

sýrů

s nízkodohřívanou

sýřeninou

vyvolané

mikroorganismy Podle Görner, Valík (2004) se může při výrobě sýrů vyskytnout řada chyb. Tyto chyby mohou mít technologické, fyzikální (mechanické) anebo biologické, tedy

37

mikrobiální příčiny. Mikrobiologické vady sýrů jsou nejčastější a projevují se ve změnách vzhledu, konzistence, vůně a chuti.

Nedostatečná fermentace bývá způsobená špatným smetanovým zákysem, přítomností bakteriofágů, špatnou mikrobiální jakostí syrového mléka nebo nízkou teplotou v sýrárně. Výsledkem je nedostatečná kyselost nebo nízký obsah aromatických látek, jenž se projevuje prázdnou, netypickou vůni s chutí sýra. (Cempírková aj., 1997)

Včasné duření sýrů je nejvíce obávaná vada tvrdých sýrů, v jejichž těstě se tvoří četné a velké dutiny. Čelní plochy bývají abnormálně vyduté. Chuť sýra je často mdle až hnilobně nasládlá, zápach je nepříjemný, často sirovodíkový. Původci této vady jsou bakterie rodu Escherichia (Escherichia coli, Escherichia freundii) a Aerobacter (Aerobacter aerogenes, Aerobacter cloacae), které tvoří z laktosy mimo jiné oxid uhličitý a vodík, který je zvláště nežádoucí. Činností bakterií těchto druhů dochází k duření ihned po výrobě, mnohdy již při lisování. Nadouvání zpravidla pokračuje ještě ve zracích sklepech, poněvadž některé druhy bakterií uvedených rodů mohou zkvašovat za tvorby plynu i kyselinu mléčnou. Daleko škodlivější jsou bakterie rodu Aerobacter, které mají nižší optimální teplotu růstu, takže při nižších teplotách tvoří více plynu než bakterie rodu Escherichia. (Cempírková, 1997, Görner, Valík, 2004) Mimo uvedené bakterie mohou nadouvání působit kvasinky rodu Saccharomyces a nepravé kvasinky rodu Torulopsis (Torulopsis cremoris a Torulopsis lactis) – nyní řazeny do rodu Candida, které rozkládají laktosu na alkohol a oxid uhličitý, kterého se tvoří velmi mnoho. Bakterie rodu Escherichia a Aerobacter mají původ v mléce nebo v nečistém zařízení mlékárny, hlavně strojů, potrubí a sýrařských kotlů. K infekci kvasinkami dochází zpravidla v sýrárně. (Olšanský, 1958)

Pozdní duření sýrů K němu dochází u tvrdých sýrů za 10-60 dní po výrobě. V sýrech se tvoří četné velké dutiny, jež jsou obyčejně od sebe odděleny pouze tenkou vrstvou sýrové hmoty,

38

která je tuhá a houževnatá. Chuť sýra je mdlá a zapáchá po mastných kyselinách, hlavně po kyselině máselné. Původci této vady jsou sporotvorné bakterie rodu Clostridium skupiny máselného kvašení,

z nichž

nejčastější

druhy

jsou

Clostridium

butyricum,

Clostridium

tyrobutyricum, Clostridium lactobutyricum a Clostridium pasteurianum. Tyto bakterie zkvašují laktosu, kyselinu mléčnou a mléčnany za tvorby kyseliny máselné, oxidu uhličitého a vodíku. (Görner, Valík, 2004, Cempírková, 1997) K infekci těmito bakteriemi obvykle dochází, jsou-li dojnice krmeny nevhodnými, zejména zkaženými silážovanými krmivy. Kontaminované siláže mají zpravidla vysoké pH a minimální kvalitu. (Doyle et. al, 2001) S potravou se dostanou spory bakterií do tlustého střeva, kde se často rozmnoží, dostanou do výmětů a pak kontaminují mléko. Infekce může být přenesena i jiným způsobem. Nejčastěji to bývají ruce a šaty dojičů, hlína, prach, voda, špatně čištěné potrubí v mlékárnách apod. (Olšanský, 1958) Důležitá je přítomnost spor v syrovém mléce. Jejich počet potřebný k vyvolání vady se mění s velikostí a tvarem sýra, protože velikost a tvar sýra určuje proniknutí soli při solení v solné lázni. (Doyle et. al, 2001)

Síťovitost sýrů se objevuje často u měkkých i tvrdých sýrů. Sýry nabývají nepříjemně nasládlé příchuti. Síťovitost sýrů způsobuje infekce bakteriemi rodu Escherichia a Aerobacter, které tvoří vedle oxidu uhličitého i vodík, jež se ve vodě sýra nerozpouští, takže v místech, kde se tyto bakterie nacházejí, se tvoří plynová bublina. Mnohdy se tvoří plynových bublinek tak mnoho, že jimi bývají sýry úplně prostoupené. V tom případě se mluví o hnidovitosti sýrů. (Olšanský, 1958) U tvrdých sýrů je nutno dbát na dobrou výrobu a vylisovaní, aby se v nich nenacházela volná syrovátka, v níž je přítomna laktosa, která je pro bakterie snadným zdrojem živin. Tato vada se posuzuje velmi přísně, poněvadž sýry se u nás vyrábějí z pasterovaného mléka. Vada nasvědčuje, že mléko bylo silně reinfikováno a nebylo dbáno ani základních pravidel hygieny a sanitace.

39

Hořká chuť sýrů Hořknutí sýrů vzniká činností proteolytických bakterií, které nevhodně štěpí bílkoviny. Byly isolovány dusíkaté produkty, způsobující hořknutí sýrů a bylo prokázáno, že hořké sýry obsahují velké množství polypeptidů, z aminokyselin mnoho prolinu, významné množství kyseliny glutamové, alaninu, valinu, leucinu, menší množství kyseliny asparagové, threoninu, glycinu, serinu a phenylalaninu a také stopy tyrosinu, tryptophanu a methioninu. Protože všechny uvedené dusíkaté sloučeniny se nacházejí ve zralých sýrech, je pravděpodobné, že příčinou hořknutí je jejich nesprávný poměr. Z mikroorganismů jsou původci vady bakterie druhu Micrococcus casei amari, ale nejčastěji dochází k hořknutí proteolytickými bakteriemi, zvláště v tom případě, když jsou sýry vyráběny ze špatného smetanového zákysu nebo bez jeho přídavku, nebo jiných kultur; vadu vyvolává i rod Bacillus. Z kvasinek způsobuje hořknutí sýrů nejčastěji rod Candida. (Olšanský, 1958, Grieger, Holec, 1990, Cempírková, 1997)

Rakovina kůry sýrů Je vadou tvrdých sýrů. Na jejich povrchu se tvoří měkká místa, která se postupně prohlubují dovnitř, při čemž se často tvoří trhliny. Původce vady je plíseň druhu Scopulariopsis brevicaulis, k níž se v pozdějším stadiu přidružují proteolytické bakterie rodu Proteus a jiné. Někdy způsobuje rakovinu i plíseň rodu Penicillium brevicante a Oospora caseovorns v součinnosti s nevhodnou hnilobnou mikroflórou. (Cempírková, 1997, Grieger, Holec, 1990)

Hnilobná chuť sýrů bývá vyvolána přítomností Clostridium sporogenes, Cl. leptoputrescens, Proteus ssp., koliformními mikroorganismy a to ve větším počtu. (Cempírková, 1997)

Hnědnutí sýrů se objevuje ojediněle u tvrdých sýrů, hlavně u ementálů na povrchu nebo uvnitř v podobě hnědých teček. Původcem povrchové vady je plíseň druhu Penicillium casei, která při sporulaci zbarvuje povrch sýrů hnědě. (Olšanský, 1958)

40

Šedohnědé skvrny se nejčastěji vyskytují u tvrdých sýrů, zpravidla přezrálých. Nejprve vznikají pod kůrou a šíří se dovnitř těsta. Při vadě nedochází k větším chuťovým změnám. Původci jsou kvasinky, které vytvářejí proteolytickou činností barevné sloučeniny. (Olšanský, 1958)

Moučné povlaky K této vadě dochází zejména u tvrdých sýrů zpravidla ve zracím sklepě. Na povrchu sýrů se tvoří bělavý povlak a později získává kůra pod tímto povlakem červenohnědou barvu. Při tom sýr získává nepříjemný zápach. Původcem vady je plíseň Scopulariopsis brevicaulis, která tvoří hnědé barvivo, amoniak a dietylarsen, který nepříjemně zapáchá po česneku. Objeví-li se tato vada, doporučuje se sýry omývat v 15% roztoku sody. Nejlepší ochranou je umělé vyvolání lesklého mazu. (Olšanský, 1958)

Bílá hniloba se objevuje u tvrdých sýrů, 2-3 měsíce starých. V těstě se tvoří malá nebo i větší místa bílé barvy, měkké konzistence a odporně páchnoucí. Původcem je Clostridium sporogenes. Mléko bývá zpravidla těmito bakteriemi infikováno nevhodnými shnilými silážovými krmivy. Vznik vady je podporován příliš silným odkapáváním sýrů a ředěním syrovátky v kotli vodou, čímž se snižuje obsah laktosy a tvorba kyseliny mléčné, která působí ochranně. (Grieger, Holec, 1990, Olšanský, 1958)

Rezavé skvrny v těstě mohou způsobit Lactobacillus plantarum, L. brevis. (Cempírková, 1997)

Modrání sýrů V těstě se tvoří modré skvrnky nebo na povrchu modré plochy. Původcem vady jsou bacily, které se nachází v půdě. Vadu mohou také způsobit aktinomycety, které tvoří modré plochy na povrchu. (Grieger, Holec, 1990, Olšanský, 1958)

41

Plesnivění sýrů Plesnivění je vada, která je vyvolána porosty nežádoucích plísní na tvrdých i měkkých sýrech. Sýry plísňové jsou vadné, byly-li infikovány nežádoucími druhy, jejichž činností jsou změněny smyslové vlastnosti, zejména pak chuťové. Nejčastějším původcem plesnivění sýrů tvrdých i měkkých jsou plísně rodu Aspergillus a Penicillium. Aspergillus glaucus a Penicillium glaucum tvoří na sýrech zelené porosty. Také plíseň Penicillium roqueforti způsobuje plesnivění sýrů zejména v mlékárnách, kde se vyrábějí nebo skladují sýry s plísní v těstě. Druh Penicillium casei tvoří v jizvách ementálu, ale i jiných tvrdých sýrů, hnědé skvrny, Penicillium fluorescens žlutavé porosty. (Olšanský, 1958)

Suchá hniloba Vyvíjí se nejdříve na povrchu, později však proniká do hloubky. V sýrech se tvoří malé dutinky, ve kterých se často uhnízdí sýrový rotoč Thyroglouphus siro. Původcem vady je plíseň rodu Geotrichum. (Olšanský, 1958)

3.10 Boj proti nežádoucím mikroorganismům

3.10.1 Prevence

Görner, Valík (2004) uvádí, že pokud jsou příčinou vad mikroorganismy, je třeba najít jejich zdroj a v zásadě uplatňovat následující opatření: – vyloučit nežádoucí mikroorganismy z mléka dodržováním hygienických podmínek a hygienického stavu při jeho získávání v prvovýrobě rychlým a účinným chlazením mléka po jeho nadojení anebo zkrácením času mezi nadojením mléka a jeho zpracováním na sýry, – pokud se nepředpokládá výroba sýrů ze syrového mléka, zabezpečit jeho účinnou pasteraci, – zabránit rekontaminaci pasterovaného mléka a vytvořit hygienické podmínky a stav při výrobě sýrů podle požadavků správné výrobní a hygienické praxe, – při výrobě sýrů zabezpečit také podmínky, které zaručí optimální podmínky množení a metabolismu nežádoucích mikroorganismů dodržováním přiměřených teplot,

42

požadovaných hodnot pH, správného obsahu soli, zabezpečením fermentace veškeré laktózy v mladých sýrech za vhodný čas, – realizovat účinné sanitační opatření výrobního zařízení a pomůcek a účinné preventivní ovládání nebezpečí systémem HACCP. Jedním z cílů je také zamezit vznik nežádoucího biofilmu na příslušném zařízení.

Většina potravin, potravinářských surovin, meziproduktů a polotovarů je vhodnou živnou půdou pro mikroorganismy, a proto musí být proti jejich rozkladné činnosti během zpracování, skladování a distribuce chráněna. Navíc nesmějí být potraviny nositeli patogenních ani toxinogenních mikroorganismů, které by mohly ohrozit zdraví konzumenta. (Šilhánková, 1995) V boji

proti

činnosti nežádoucích

mikroorganismů

se obecně

požívají

mechanické, fyzikální a chemické prostředky a jejich kombinace. Jednou z hlavních podmínek při zabezpečování hygieny v prvovýrobě mléka a při jeho zpracování v mlékárenských provozech je čištění a desinfekce (ČaD), které tvoří podstatnou část sanitačního programu. (Gajdůšek, 2000)

3.10.2 Mechanické prostředky

K mechanickým prostředkům boje proti mikroorganismům náleží odstraňování prachu, nečistot a zbytků organického materiálu z provozoven, tj. ze strojů a ostatního zařízení, stěn i podlah. Nezbytné je dokonalé odstraňovaní zbytků organického materiálu také z méně přístupných míst jako např. ohybů potrubí, aby se nevytvořila ložiska s ideálními podmínkami pro rozmnožování mikroorganismů. Důležitým mechanickým prostředkem je také ventilace provozních místností, jež odstraňuje zvířený prach nebo páru, která by jinak kondenzovala. Nejvhodnější je klimatizace, při níž přichází do provozu mikrobiologicky čistý vzduch, upravený na žádanou teplotu a vlhkost, za současného odsávání vzduchu znečištěného. (Šilhánková, 1995)

43

3.10.3 Fyzikání prostředky

Filtrace slouží hlavně k odstranění mikroorganismů ze vzduchu používaného pro klimatizaci. Ultrafialové záření se používá především pro povrchovou sterilizaci a sterilizaci prostorů, které jsou z mikrobiologického hlediska zvlášť choulostivé, jako např. prostory aseptického balení potravin. K fyzikálním prostředkům boje proti činnosti mikroorganismů v potravinářském průmyslu náleží také snížení vodní aktivity v potravinách a potravinářských surovinách sušením nebo odpařováním a dále také uchovávání potravin a potravinářských surovin za nízkých teplot (Šilhánková, 1995).

3.10.4 Chemické prostředky

Chemické prostředky používané v potravinářství nesmí nepříznivě ovlivňovat chuť potravin, výrobní prostředí, zdraví zaměstnanců nebo konzumentů ani poškozovat výrobní zařízení.

Složky obsažené v čistících a dezinfekčních prostředcích Kyseliny a zásady (podle míry znečištění a druhu nečistot silně, středně nebo mírně zásadité či kyselé nebo neutrální). •

Z alkálií patří k nejpoužívanějším hydroxid sodný. Používá se pro čištění nerezových zařízení. Vykazuje špatnou smášivost a oplachovatelnost, ale dobré baktericidní účinky. Používá se v koncentracích od 0,1 % až do 2,5 %.

•

Dále je používán uhličitan sodný v koncentraci 0,2 až 0,3 % především pro ruční mytí. Změkčuje vodu, na povrchu zařízení však způsobuje usazování, koroduje lehké kovy.

•

Z kyselin jsou nejpoužívanější kyselina dusičná nebo kyselina fosforečná (v koncentracích 0,1 až 1,5 %).

•

V některých prostředcích je obsažena kyselina chlorovodíková, má ale silně korozivní účinky i na nerezové materiály.

44

•

Fosfáty jako sekvestrační látky, zvyšují smáčivost, udržují pH, mají také emulgační a dispergační účinky, tj. zamezují tvorbě vloček a stabilizují nečistoty v roztoku. Používání fosfátů je však z ekologického hlediska omezené.

•

Komplexotvorné (sekvestrační) přísady – látky, které tvoří komplexy s vápníkem, hořčíkem a kovovými ionty a změkčují vodu. Jde o celou řadu látek jako např. deriváty

organických

aminů,

kyselina

vinná,

citronová,

glukonová,

ethylendiaminotetraoctová (EDTA) a její soli nebo fosfáty. •

Povrchově aktivní látky snižují povrchové napětí, adsorbují se na fázovém rozhraní, podporují tvorbu micel, zlepšují smáčivost apod. Jsou používány anionaktivní ve spojení se zásadami, kationaktivní ve spojení s kyselinami, a neionogenní, které nemají náboj a jsou účinné jak v kyselém tak i v zásaditém prostředí, ale hodně pění.

•

Dezinfekční látky – baktericidní účinky vykazují i silné zásady nebo kyseliny. Sloučeniny s aktivním chlorem (chlornan sodný, chloramin aj.) – dezinfekční účinnost je spojena a oxidačním účinkem, jehož intenzita je úměrná koncentraci chlóru.

•

Jodofory – deriváty, obsahující ve vodě rozpustný jód, vázaný na komplexotvorné neionogenní tenzidy. Rezidua jódu v mléce mají silný inhibiční účinek.

•

Peroxid vodíku se používá v potravinářství v koncentraci 30 % pro sterilizaci uzávěrů, obalů apod. A v 5 až 10 % koncentraci se požívá pro dezinfekci v sýrařství, neboť je účinný proti klostridiím.

•

40 % roztok kyseliny peroctové se u nás prodává pod názvem Persteril; zředěným roztokem se dezinfikují hlavně očkovací boxy a mikrobiologické laboratoře. Použití v provozu brání silné korozní účinky. (Gajdůšek, 2000)

Princip čištění a desinfekce: Vlastní postup zahrnuje jednak čištění, tj. odstranění nánosů nečistot ze zařízení, a jednak dezinfekci, tj. regulaci a odstranění nežádoucích mikroorganismů. Nečistoty, kontaminující povrchy zařízení, vždy obsahují mikroorganismy, jsou vhodným živným prostředím a kromě toho chrání mikroorganismy před působením dezinfekčních prostředků. (Gajdůšek, 2000)

45

Obecné požadavky na čistící prostředky: − rychlé a úplné rozpuštění ve vodě, − dobré schopnosti rozkladu a bobtnání vůči organickému znečištění, − dobré smáčení povrchů, − dobré dispergační a suspenzační vlastnosti vůči pevným částem znečištění (bílkoviny), − dobré emulgační vlastnosti vůči tuku, − vysoká schopnost vyvazovat tvrdost vody, − dobrý nepěnivý účinek při oběhovém čištění, − nekorozivost, − rychlé a dokonalé odplavení z povrchů, − snášenlivost s životním prostředím, − nízká toxicita. (Gajdůšek, 2000)

Obecné požadavky na dezinfekční prostředky: –

mikrobicidní vlastnosti – tj. schopnost rychle likvidovat mikroorganismy a to v celém spektru vegetativních forem baktérií, kvasinek i plísní,

–

dostatečná odolnost při použití – účinné i v přítomnosti zbytků nečistot, čistících prostředků a také přítomných solí hořčíku a vápníku a to při různém pH,

–

dobré čistící schopnosti,

–

nesmí být toxické a dráždivé,

–

rozpustné ve vodě ve všech poměrech a stabilní jak v koncentrovaných, tak i zředěných pracovních roztocích,

–

nesmí vykazovat žádný nebo jen málo výrazný zápach,

–

snadno aplikovatelné a analyticky stanovitelné. (Gajdůšek, 2000)

Faktory, které je nutné znát při výběru čistících prostředků: → množství nečistot a druh čištěného povrchu, které pak ovlivňují stupeň alkality (nebo acidity) čistícího prostředku, obsah tenzidů a sekvestračních látek, → druh nečistot – rychlé bobtnání a odplavení specifických hlavních částí znečištění jako kupř. tuku, bílkovin, mléčného kamene apod., → vysoká účinnost vůči nečistotám,

46

→ dobrá oplachovatelnost ke zkrácení doby oplachu, → teplota a koncentrace prostředku. Teplota při čištění je dána technickými možnostmi, druhem znečištění a chemickým složením použitého čistícího prostředku. Vyšší teploty a částečně i koncentrace (zvýšené riziko koroze) zvyšují čistící efekt. → Kontaktní doba působení, → mechanické vlivy (jsou obvykle dány již konstrukcí instalovaného zařízení nebo systémem čištění – tj. rychlostí průtoku, druhem proudění, tlakem apod. (Šilhánková, 1995)

V mlékárenské praxi se nejvíce uplatňuje při dezinfekci: − z fyzikálních prostředků tepelná dezinfekce (parou, horkou vodou, horkým vzduchem), filtrace vzduchu – klimatizace a UV záření, − chemická dezinfekce, − kombinovaná dezinfekce teplem a působením chem. prostředků. (Gajdůšek, 2000)

47

Tab. 3.6 Mikrobicidní vliv rozličných účinných látek (Gajdůšek, 2000)

Baktérie

Účinné

Kvasinky

Plísně

Viry

++

++

+

+++

+++

+

+

+

+

+++

+++

++

++

+

+++

jodofóry

+++

+++

++

++

+++

+++

aldehydy

+

+

+

+

+

+

+++

+

-

+++

-

+-

látky halogeny peroxid vodíku kyselina peroctová

Gram

Gram

pozit.

negat.

+++

+++

++

Sporulující

kvart. amon. sloučeniny

+ + + rychle působící se širokým spektrem + + rychle působící s omezením +

působící s velkým omezením

-

neúčinné

Účinnost sanitace je závislá na: •

době působení – potřebná doba je závislá na citlivosti mikroorganismů vůči prostředku,

•

teplotě – s růstem teploty do určité míry příznivě stoupá mikrobicidní účinek, závisí však na druhu použitého prostředku,

•

koncentraci prostředku – zvyšující se koncentrace urychluje usmrcování mikroorganismů, negativně však může zvýšená koncentrace působit na čištěné materiály,

•

pH – již malé změny pH výrazně ovlivňují baktericidní účinnost prostředku,

48

•

čistotě zařízení – sanitační prostředky reagují s organickými zbytky při nedostatečném vyčištění, čímž se snižuje účinnost sanitace,

•

tvrdosti vody – při vysoké tvrdosti vody se snižuje nejen čistící efekt, ale i dezinfekční účinnost. (Gajdůšek, 2000)

3.10.5 Antibiotika

Antibiotika

jsou

látky

produkované

mikroorganismy

a

vyznačují

se

antimikrobiálním působením. Účinek antibiotik může být v principu využitelný v potravinářství, ale toto využití omezuje mnoho aspektů: − musí být pro člověka neškodná, − musí se rozpadnout na neškodné produkty při termické úpravě potraviny před požitím, případně až v trávicím traktu, − nesmějí ovlivnit mikroflóru trávicího traktu, − nesmějí být používána ve zdravotnictví, − nesmějí nikterak ovlivňovat terapeutickou upotřebitelnost jiných antibiotik a ani žádné jiné zdravotnické zákroky. Výběr antibiotik k potravinářskému uplatnění je tedy omezený. Prakticky jediným povoleným a potravinářsky využívaným antibiotikem je nisin (Ingr, 2005). Je produkován mléčnými bakteriemi Lactococcus lactis subsp. lactis. Nisin inaktivuje řadu grampozitivních bakterií. Je účinný jednak na jejich vegetativní stadia, jednak záhřevem oslabené bobtnající spory před vyklíčením. Avšak vůči klidovým sporám je neúčinný, stejně tak i proti kvasinkám. Zvláště inhibuje druhy rodů Bacillus a Clostridium. Nejvíce působí na termofilní bakterie např. Bacillus stearotermophillus nebo Clostridium thermosacharolyticum. V potravinářství je u nás povolené používání tohoto antibiotika jako pomocné látky při konzervaci vhodných potravin. V mlékařství slouží k potlačení množení klostridií při výrobě sýrů, především tavených (Klaban, 1999).

49

3.11 Prevence alimentárních infekcí a enterotoxikóz Hlavním účelem cílených mikrobiologických rozborů by měla být prevence – monitorování patogenní kontaminace v surovinách, během výroby, ve výrobcích a v prostředí. Využití poznatků o přežívání a pomnožování patogenních mikroorganismů v potravinách by mělo sloužit k vypracování souboru opatření, která by zabraňovala kontaminaci, případně (pokud z nějakých důvodů nelze kontaminaci předejít) by zabránila možnosti dalšího pomnožení patogenních mikroorganismů v potravině nebo z ní vyrobených pokrmech. Systém komplexních preventivních opatření je zaváděn do praxe pod názvem HACCP (Hazard Analysis of Critical Control Points). Komprda (2004) uvádí, že celý systém HACCP je možno popsat pomocí sedmi základních principů (jinak vyjádřeno: systém HACCP bývá zaváděn pomocí sedmi na sebe logicky navazujících kroků).

Sedm základních principů HACCP: 1. analýza nebezpečí, 2. identifikace kritických ochranných bodů (CCP), 3. zavedení kritérií pro zvládnutí situace na CCP, 4. monitoring zavedených kritérií, 5. stanovení nápravných opatření, 6. verifikace správné funkce systému HACCP, 7. dokumentace.

Účelem HACCP je identifikovat potenciální problémy s patogeny, které se během výroby mohou vyskytnout, a zajistit opatření, která by zabránila jejich výskytu nebo jeho pravděpodobnost minimalizovala. Plán HACCP je specifický pro každou výrobu a každý jednotlivý závod. Plán HACCP v provozu spočívá v kontrole jednotlivých kritérií CCP (např. teploty a výdrže záhřevu, pH, koncentrace soli) metodami běžně v praxi používanými. Konkrétní plán HACCP pro sýrárny vyrábějící tvrdé sýry obsahuje CCP technologického postupu, u kterých hrozí vyšší riziko listeriové nebo salmonelové kontaminace nebo zaplísnění.

50

4. MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ

4.1 Charakteristika materiálu Vzorky sýra použité pro rozbory byly zakoupeny v běžné prodejní síti.

Vzorek č. 1: Eidam 30 % - přírodní polotvrdý eidamský sýr; obsah soli max. 2%, tvs 30 %, sušina 49 %; složení: pasterované mléko, ml. bakterie, jedlá sůl, barvivo E 160b, baleno v ochranné atmosféře; baleno u firmy B-Unipack a.s., Rosice; hmotnost 100g

Vzorek č. 2: Krkonošský eidam 30 % tvs – plátkový polotvrdý sýr; 50 % sušiny, 30 % tvs; složení: mléko, jedlá sůl, ČMK, konzervant E 251, barvivo E 160a; výrobce: Lactalis ks s.r.o, Dřevěnice 1, pošta Železnice 507 13, ČR; hmotnost 100 g

Vzorek č. 3: Eidamský sýr – přírodní polotvrdý sýr plátkovaný; sušina 50 %, tvs min. 30 %; složení: mléko, jedlá sůl max. 2,5 %, ml. kultury, balící plyn; výrobce: Moravia Lacto a.s., Jiráskova 94, Jihlava 586 51; hmotnost 100 g

4.2 Příprava laboratorních pomůcek Laboratorní sklo používané při rozborech bylo sterilizováno v horkovzdušném sterilizátoru při 165 °C po dobu 60 minut. Erlenmayerovy baňky s živnými půdami a zkumavky s fyziologickým roztokem byly sterilizovány v parním sterilizátoru při 121 °C 20 minut.

4.3 Zpracování vzorku Navážka 20 g sýra byla smíchána se 180 ml fyziologického roztoku a homogenizována na homogenizátoru typu STOMACHER 1 minutu. Poté bylo připraveno desetinné ředění. Inokulum (1 ml) bylo očkováno do sterilních Petriho misek 51

a zalito živnou půdou zchlazenou na cca 45 °C. Inokulum bylo v Petriho misce s půdou pečlivě promícháno a směs se nechala ztuhnout na vodorovné ploše. Po úplném ztuhnutí se plotny nechaly inkubovat v termostatu při daném čase a teplotě.

4.4 Stanovení mikroorganismů Stanovovány byly tyto skupiny mikroorganismů:

CELKOVÝ POČET MIKROORGANISMŮ (CPM) na živné půdě PCA se sušeným mlékem (Plate count agar with skimmed milk) o složení:

Trypton

5,0 g

Kvasniční extrakt

2,5 g

Glukóza

1,0 g

Agar

12,0 g

Sušené mléko

1,0 g

Voda

1000 ml

pH 7 ± 0,2, při 25 °C Výrobce – Biokar Diagnostics, France Inkubuje se v termostatu při 30 °C po dobu 72 hodin. Složení půdy dle ČSN ISO 6610.

SPORULUJÍCÍ BAKTERIE byly stanovovány na stejném agaru jako CPM. Inhibice vegetativních forem mikroorganismů byla provedena při 80 °C po dobu 10 minut.

52

BAKTERIE MLÉČNÉHO KVAŠENÍ (BMK) na MRS agaru, který obsahuje:

Pepton

10,0 g

Masový extrakt

10,0 g

Kvasniční extrakt

5,0 g

Glukóza

20,0 g

Tween 80

1,0 g

Hydrogenfosforečnan draselný

2,0 g

Octan sodný

5,0 g

Citran amonný

2,0 g

Síran hořečnatý

0,2 g

Síran manganatý

0,05 g

Agar

15,0 g

Voda

1000 ml

pH 5,7 ± 0,1, při 25 °C Výrobce – Biokar Diagnostics, France Inkubuje se v termostatu při 37 °C po dobu 72 hodin.

PLÍSNĚ A KVASINKY na agaru s kvasničním extraktem, glukózou a chloramfenikolem, složení:

Kvasniční extrakt

5,0 g

Glukóza

20,0 g

Chloramfenikol

0,1 g

Agar

12,0 g

Voda

1000 ml

pH 6,6 ± 0,2, při 25 °C Výrobce – Biokar Diagnostics, France Inkubuje se při 25 °C po dobu 120 hodin. Složení půdy dle ČSN ISO 7954.

53

KOLIFORMNÍ BAKTERIE na selektivní půdě VRBL – agar s krystalovou violetí, neutrální červení, žlučí a laktózou, složení:

Pepton

7,0 g

Kvasniční extrakt

3,0 g

Laktóza

10,0 g

Chlorid sodný

5,0 g

Žlučové soli

1,5 g

Neutrální červeň

0,03 g

Krystalová violeť

0,002 g

Agar

12,0 g

Voda

1000 ml

pH 7,4 ± 0,2, při 25 °C Výrobce – Biokar Diagnostics, France Inkubuje se při teplotě 37 °C po dobu 24 hodin. Složení půdy dle ČSN ISO 4832. Živná půda se nesterilizuje v autoklávu, pouze se 2 minuty povaří.

4.5 Vyjádření výsledků Po ukončení kultivace byly na jednotlivých miskách odečteny počty kolonií tvořící jednotky (KTJ). Výsledné počty mikroorganismů pak byly uvedeny v KTJ na gram sýra, dle rovnice:

N=

∑C (n1 + 0,1 ⋅ n2 ) ⋅ d

kde

∑C

je součet kolonií spočítaných na Petriho miskách;

n1

je počet Petriho misek použitých pro výpočet z prvního ředění;

n2

je počet Petriho misek použitých pro výpočet z druhého ředění;

d

je faktor prvního pro výpočet použitého ředění 54

5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE V tabulce 5.1 jsou uvedeny průměrné výsledky analýzy jednotlivých skupin mikroorganismů ze tří opakování.

Tab. 5.1

Počty mikroorganismů v 1 g vzorku (průměrné výsledky ze tří opakování)

Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

Vzorek č. 3

CPM

1,4.106

1,2.107

8,9.106

Sporulující mikroorganismy

1,4.103

5,1.103

2,0.103

BMK

9,3.104

1,1.104

6,0.103

Plísně a kvasinky

7,4.103

5,3.103

5,7.103

Koliformní mikroorganismy

1,6.101

3,8.102

0

CPM – celkový počet mikroorganismů BMK – bakterie mléčného kvašení Vzorek č. 1 – Eidam 30 %, výrobce B – Unipack a.s. Vzorek č. 2 – Krkonošský eidam 30 % tvs, výrobce Lactalis ks s.r.o. Vzorek č. 3 – Eidamský sýr, výrobce Moravia Lacto a.s.

Poměry počtu jednotlivých skupin mikroorganismů mezi jednotlivými vzorky jsou naznačeny v grafech 5.1 až 5.5. Výsledky rozborů byly porovnány s vyhláškami, které jsou již neplatné. Ve směrnicích EU, které tyto vyhlášky nahradily, nejsou zjišťované skupiny mikroorganismů sledovány.

55

Výsledky stanovení celkového počtu mikroorganismů (CPM) jsou naznačeny v grafu 5.1. Graf 5.1 Celkový počet mikroorganismů

12

KTJ x 10 6

10 8 6 4 2 0 Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

Vzorek č. 3

Z grafu vyplývá, že CPM byl nejvyšší u vzorku č. 2 (Krkonošský eidam – Lactalis), naopak nejnižší počet byl zaznamenán u vzorku č. 1 (Eidam 30 % – B-Unipack). Ve vyhlášce 132 / 2004 Sb. o mikrobiologických požadavcích na potraviny se limit pro CPM neuvádí. Počty CPM se pohybovaly v řádech 106 KTJ . g-1. Podobných výsledků, v řádech 106 KTJ . g-1, dosáhl při mikrobiologické analýze vzorku eidamské cihly i Kalhotka (2007). Podle Görner, Valík (2004) se pomocí CPM zjišťuje, zda při výrobě určitého produktu (který nemá, nebo nemusí z technologických příčin obsahovat mikroorganismy), byla jeho mikrobiologické čistotě věnována přiměřená pozornost. Vyšší počty CPM mohou být známkou, že byla použita surovina s vyšším počtem mikroorganismů, nebo že byla vyrobena pomocí nedostatečně čistého a dekontaminovaného nářadí a zařízení. Také tyto vyšší počty mohou detekovat množení mikroorganismů během skladování, nedodržení tedy chladícího procesu (teploty i času). V našem případě byly k výrobě sýra použity bakterie mléčného kvašení, nejde tedy o indikaci mikrobiálního kažení výrobku.

56

Graf 5.2 Sporulující mikroorganismy

6

KTJ x 10

3

5 4 3 2 1 0 Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

Vzorek č. 3

Počty sporulujících mikroorganismů jsou znázorněny v grafu 5.2. Jejich počty se pohybovaly řádově 103 KTJ . g-1, jejich nejvyšší počet byl zjištěn u vzorku č. 2 (Krkonošský eidam – Lactalis). Hranice pro počty sporulujících bakterií nejsou vyhláškou stanoveny. Z jejich přítomnosti ve vzorku lze usuzovat na stupeň původní kontaminace surovin, hygienické podmínky při prvovýrobě, dodržení technologických postupů, uchovatelnost finálních výrobků i na jakost a vhodnost surovin pro další zpracování. Přítomnost sporulujících bakterií má význam také zdravotní. Některé druhy jsou patogenní a vyvolávají akutní onemocnění a některé při látkové výměně produkují metabolity, které při dlouhodobém požívání mohou poškozovat vnitřní orgány a narušovat fyziologické funkce (tyto děje jsou zvláště nebezpečné pro kojence). (Žižka, Korbelová, 1992)

Při výrobě eidamských sýrů jsou nejdůležitější skupinou mikroorganismů bakterie mléčného kvašení (BMK) , jejich počty jsou znázorněny v grafu 5.3. Z grafu je zřejmé, že nejvyšší počty bakterií mléčného kvašení byly u vzorku č. 1 (Eidam 30 % - B-Unipack). Jejich počty se pohybovaly v řádech 104 KTJ . g-1, Kalhotka (2007) stanovil v eidamské cihle počty BMK v řádech 106 KTJ . g-1. Bakterie mléčného kvašení se řadí k mikroorganismům užitečným, jejichž enzymy uskutečňují nezbytné biochemické přeměny v průběhu výrobního procesu a jsou tedy do mléka při výrobě sýrů záměrně přidávány. Podle Görner, Valík (2004) se

57

při výrobě sýrů eidamského typu uplatňují zejména kultury mezofilních bakterií mléčného kvašení Lactococcus lactis ssp. lactis, L. lactis ssp. cremoris a Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris. Rozmnožování a metabolismus bakterií mléčného kvašení

je velmi intenzivní (dosahují hodnot řádově 108/ml nebo g) a je ukončen za 5 – 6 hodin po přidání zákysové kultury do mléka. Během této doby fermentuje asi 50 % laktosy přítomné ve mléce. Johnson (2001) uvádí, že se stářím sýra se jejich množství se snižuje a zvyšuje se množství nezákysových bakterií. V sýrech eidamského typu se kromě základní mezofilní LD kultury, vyskytují i další druhy bakterií mléčného kvašení. Mohou to být laktobacily, které se používají jako doplňková kultura nebo non-starter lactic acid bacteria (NSLAB). (Waltra et. al, 1993) Ve všech druzích a typech sýrů, které zrají déle jak 14 dní, se rozmnožují různé mezofilní laktobacily (L. plantarum, L. brevis, L. casei a jiné). Jejich množství dosahuje hodnoty 106 až 108 KTJ . g-1 sýra. (Görner, Valík, 2004) Možným zdrojem NSLAB v sýru je syrové mléko, voda, ingredience k výrobě sýra, personál, výrobní zařízení a vzduch mlékárny (Crow et. al, 2001). Dále to může být i mikroflóra přežívající pasteraci, postpasterační kontaminace vzdušnými mikroorganismy nebo nedostačující hygienicko–sanitační režim výroby (Madkor et. al, 2000). Bakterie mléčného kvašení jsou přirozenou mikroflórou sýra, proto nejsou jejich počty legislativně vymezeny.

Graf 5.3 Bakterie mléčného kvašení

100 90

KTJ x 10 3

80 70 60 50 40 30 20 10 0 Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

58

Vzorek č. 3

Počty plísní a kvasinek jsou znázorněny v grafu 5.4. Graf 5.4 Plísně a kvasinky

8 7

KTJ x 10 3

6 5 4 3 2 1 0 Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

Vzorek č. 3

Počty kvasinek také nejsou legislativou omezené. U zkoušených vzorků dominovaly kvasinky nad plísněmi a jejich počty se pohybovaly v řádech 103 KTJ . g-1, stejně jako stanovil Kalhotka (2007) v eidamské cihle. Podle vyhlášky 91/1999 Sb. o mikrobiologických požadavcích na potraviny, způsobu jejich kontroly hodnocení, je obecně uveden limit 107 KTJ . g-1 v kategorii potravin pro přímou spotřebu. Přítomnost kvasinek může detekovat pozdější vady. Hlavní příčinou výskytu kontaminujících kvasinek a jiných mikroorganismů na povrchu sýrů je nadměrná vlhkost jejich povrchu. Tento případ může nastat z více příčin. Při zrání sýrů probíhá proteolýza bílkovin, přičemž se může ze sýra uvolňovat voda původní bílkoviny. Z teplotních příčin může u sýrů docházet k ,,pocení“. Vlhkost na jejich povrchu stoupá, netvoří ji jen voda, ale obsahuje řadu živin pro mikroorganismy jako kyselinu mléčnou, rozpustné peptidy, aminokyseliny, minerální látky. Když se tyto látky nahromadí mezi povrchem sýra a jeho obalovým materiálem vzniká ideální prostředí pro růst kontaminujících mikroorganismů, mezi jinými i pro kvasinky (Johnson 2001, Görner, Valík, 2004). Významným zdrojem kontaminujících kvasinek jsou podle Görner, Valík (2004) solné lázně. Přítomnost plísní byla prokázána jen u vzorku č. 2 (Krkonošský eidam – Lactalis). Vzorky sýrů byly zakoupeny jako plátky. Ke kontaminaci plísněmi mohlo dojít již při procesu zrání v PE fólii, kde kontaminaci mohla způsobit její perforace nebo k ní mohlo dojít během plátkování před balením do expedičního obalu nebo mohla kontaminaci způsobit perforace obalového materiálu. Görner, Valík (2004) uvádí, že zrací fólie nebo 59

částečně nepropustné povlaky brání plesnivění sýrů, nebo je růst plísní limitovaný přístupem kyslíku. Pokud mezi plochou sýra a nepřiléhavou fólií vznikne prostor s obsahem vzduchu, mohou v něm růst plísně. Přítomnost okem viditelných plísní vyhlášky nepřipouští. Görner, Valík (2004) uvádí kvasinky a plísně jako významné indikátory mikrobiologické jakosti potravin, které mohou být původci kažení sýrů. Plísně mohou být rovněž producenty mykotoxinů.

Graf 5.5 Koliformní mikroorganismy

40 35

KTJ x 10 1

30 25 20 15 10 5 0 Vzorek č. 1

Vzorek č. 2

Vzorek č. 3

Jak je patrné z grafu 5.5 ve vzorku č. 2 (Krkonošský eidam – Lactalis) dosahovaly počty kolirormních mikroorganismů hodnot 3,8 . 102 KTJ . g-1, ve vzorku č. 1 (Eidam 30 % – B-Unipack) 1,6 . 101 KTJ . g-1 a ve vzorku č. 3 (Eidamský sýr – Moravia Lacto) nebyly koliformní bakterie detekovány. Kalhotka (2007) ve vzorcích eidamské cihly koliformních bakterií neprokázal. Koliformní mikroorganismy patří ke skupině mikroorganismů indikátorových. Jsou to mikroorganismy, z jejichž výskytu lze usuzovat na možnou přítomnost patogenních mikroorganismů. (Žižka, Korbelová, 1992) Pro svoji termolabilnost jsou koliformní bakterie v potravinách indikátorem spolehlivosti pasterace a termizace. Pro dobrý růst jsou indikátorem i sekundární kontaminace potravin. Pro svoji chemolabilnost jsou indikátorem sanitace (čištění a dekontaminace) technologického nářadí a zařízení. (Görner, Valík, 2004) Mohou být současně i technologicky škodlivé.

60

(Žižka, Korbelová, 1992) Görner, Valík (2004) uvádí, že Enterobacter aerogenes a Escherichia coli jsou aerogenní bakterie ze skupiny koliformních, které nejčastěji

způsobují časné duření u sýrů s nízkodohřívanou sýřeninou. Na tvorbu množství plynů, které způsobí včasné nebo pozdní duření sýrů, je potřeba, aby se příslušné bakterie v sýru rozmnožily na denzity aspoň 106 KTJ.g-1. Dle Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny, je sledován počet Escherichia coli u sýrů vyrobených z tepelně ošetřeného mléka. Jejich počet je limitován 1.102 až 1.103 KTJ . g-1. V žádném z analyzovaných vzorků nebyl zjištěn výskyt E. coli.

Z následujících grafů 5.6 až 5.8 vyplývá, že u všech vzorků byly převládající mikroflórou bakterie mléčného kvašení.

KTJ x 10

3

Graf 5.6 Mikrobiální osídlení vzorku Eidam 30 %, výrobce B-Unipack a.s.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 l. ru o sp

M

O

BM

K .a Pl

Kv

. l if. Ko

61

O M

Graf 5.7 Mikrobiální osídlení vzorku Krkonošský eidam 30 % tvs, výrobce Lactalis ks s.r.o.

12 10 KTJ x 10

3

8 6 4 2 Ko l if .M O

Kv . Pl .a

K BM

sp or ul

.M

O

0

Graf 5.8 Mikrobiální osídlení vzorku Eidamský sýr, výrobce Moravia Lacto a.s.

6

3

5 KTJ x 10

4 3 2 1

lif.

M O

Kv .

BM K

Pl .a

Ko

sp

or ul

.M

O

0

Plátkování je další operací, kde by mohlo dojít ke kontaminaci potraviny, proto je nesmírně důležité při něm dodržovat stejné hygienické zásady jako v celém výrobním procesu. Všechny zjištěné mikrobiologické parametry vyhovovaly vyhláškám.

62

6. ZÁVĚR Zabránit

ohrožení

zdraví

spotřebitele

je

jedním

z významných

cílů

technologického zpracování a nakládání s potravinami. V celém výrobním procesu je ovšem mnoho operací, při nichž může dojít ke kontaminaci mikroorganismy a je prakticky nemožné kontaminaci zabránit. Proto je velmi důležité toto nebezpečí eliminovat na co nejnižší úroveň. Kromě platných legislativních opatření, která musí být dodržena, je mnoho systémů, které se svými opatřeními a principy snaží možnost kontaminace minimalizovat. Patří mezi ně systém kritických bodů HACCP, ale také dodržování zásad správné výrobní a laboratorní praxe. Neméně důležité je také dodržování hygieny a sanitace. Zavedení těchto systémů a jejich uplatňování ve výrobě by mělo být samozřejmostí u všech podniků. Při experimentálním stanovení vybraných skupin mikroorganismů u vzorků Eidam 30 % (výrobce B-Unipack), Krkonošský eidam 30% tvs (výrobce Lactalis), Eidamský sýr (výrobce Moravia Lacto) bylo zjištěno množství bakterií mléčného kvašení v množství 6.103 až 9,3.104 KTJ.g-1. Ve vzorcích též byla zjištěna přítomnost sporulujících mikroorganismů, kvasinek a koliformních mikroorganismů, které by mohly při delší době skladování způsobit kažení sýra. Přes toto zjištění všechny posuzované vzorky sýrů vyhovovaly legislativě a odpovídaly tak zdravotně nezávadným potravinám.

63

7. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ARPAI, J., BARTL, V. Potravinárska mikrobiológia. Alfa, Bratislava 1977, 280 s.

CEMPÍRKOVÁ, R., LUKÁŠOVÁ, J., HEJLOVÁ, Š. Mikrobiologie potravin. Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta, České Budějovice 1997, ISBN 80-7040-2547, 165 s.

CROW, V., CURRY, B., HAYES, M. The ekology of non-starter lactic acid bakteria (NSLAB) and thein use as adjuncts in New Zealand Cheddar. Int. Dairy Journal 11,

2001, p.275 – 283

DOYLE, M. P., BEUCHAT, L. R., MONTVILLE, T. J. Food microbiology. ASM Press, American Society for Microbiology, Washington 2001, ISBN 1-55581-208-2

DRDÁK, M., STUDNICKÝ, J., MÓROVÁ, E., KAROVIČOVÁ, J. Základy potravinárských technológií. Vydavateľstvo MALÉ CENTRUM, Bratislava 1996,

ISBN 80-967064-1-1, 512 s.

FARBER, J. M., PETERKIN, P. I. Listeria monocytogenes, a Food – Borne Pathogen. Microbiological Reviews, 1991, vol. 55, no. 3, p. 476 – 511

GAJDŮŠEK, S. Laktologie. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2003, ISBN 80-7157-657-3, 84 s.

GAJDŮŠEK, S. Mlékařství II. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2000, ISBN 80-7157-342-6, 142 s.

64

GÖRNER, F., VALÍK, Ľ. Aplikovaná mikrobiológia požívatín. Vydavateľstvo MALÉ CENTRUM, Bratislava 2004, ISBN 80-967064-9-7, 528 s.

GRIEGER, C., HOLEC, J. Hygiena mlieka a mliečnych výrobkov. Vydavatelstvo PRÍRODA, Bratislava 1990, ISBN 80-07-00253-7, 397 s.

HAMPL, B. Potravinářská mikrobiologie. SNTL, Praha 1968, 276 str.

INGR, I. Základy konzervace potravin. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2005, ISBN 80-7157-849-5, 130 s.

JAY, J. M., LOESSNER, M.

J., GOLDEN, D. A.

Modern food microbiology.

Springer, 2005, ISBN 0-387-23180-3, p. 790

JESENSKÁ, Z. Mikroskopické huby v požívatinách a v krmivách. Alfa, Bratislava 1987, 320 s.

JIČÍNSKÁ, E., HAVLOVÁ, J. Patogenní mikroorganismy v mléce a mlékárenských výrobcích. 1995, ISBN 80-85120-47-X, 106 s.

JOHNSON, M. E. Cheese products. In: Marth, E.H., Steele, J.L. (eds.): Applied Dairy Microbiology. Marcell Dekker, Inc., New York, 2001, ISBN 0-8247-0536-X, p. 744

KALHOTKA, L. Mikrobiální aspekty tvorby biogenních aminů. Disertační práce, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2007, 134 s.

KLABAN, V. Svět mikrobů. Gaudeamus, Hradec Králové 1999, ISBN 80-7041-639-4, 303 s.

65

KNĚZ, V., MAŠEK, J., MAXA, V. Čisté mlékařské kultury a jejich použití v mlékárenském průmyslu. SNTL, Praha 1960, 300 s.

KOMPRDA, T. Obecná hygiena potravin. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2004, ISBN 80-7157-757-X, 146 s.

MADKOR, S. A., TONG, P. S., SODA, M. Ripening of Cheddar cheese with added attenuated adjunkt cultures of lactobacilli. J.of Dairy Science 83, 2000, p. 1684 – 1691

MARTH, E. H., STEELE, J. L. Applied dairy microbiology. By Marcel Dekker, New York, 2001, ISBN 0-8247-0536-X, 744 s.

OLŠANSKÝ, Č. Všeobecná a mlékařská mikrobiologie. Státní pedagogické nakladatelství, n.p., Praha 1958, 513 s.

PLOCKOVÁ, M., ŽÁČKOVÁ, P. Nové trendy v mikrobiologii sýrů. Mikrobiologie potravin, sborník ze semináře, 26. – 28.5. 2003 Zámecký hotel Třešť Akademie věd, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, ISBN 80-7080-519-6

SALMINEN, S., VON WRIGHT, A. Lactic Acid Bacteria: Microbiological and Functional Aspects, Marcel Dekker, Inc., New York 2004, ISBN 0-8247-5332-1

ŠILHÁNKOVÁ, L. Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology. Victoria publishing, a. s., Praha 1995, ISBN 80-85605-71-6, 361 s.

SEDLÁČEK, I. Taxonomie prokaryot. Masarykova univerzita, Brno 2007, 270 s., ISBN 80-210-4207-9

66

TEPLÝ, M. Čisté mlékařské kultury. SNTL, Praha 1984, ISBN 04-806-84

TŮMA, Š., BARTOVSKÁ, D., MIZEROVÁ, I., PLOCKOVÁ, M. Charakterizace laktobacilů v sýrech eidamského typu. Sborník VI. Konference mladých vědeckých

pracovníků s mezinárodní účastí, , 2.6. 2004 VFU Brno, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, ISBN 7305-493-0, s. 41 – 45

WALSTRA, P., NOOMEN, A., GEURTS, T. J. Dutch-type varietties. In Fox, P.F., McSweeney, P., Cogan, T., Guinee, T. (eds): Cheese: Chemistry, Physics and Mikrobiology, 1993, Vol. 2, Chapman and Hall, London, p. 577

ZEHNÁLEK, J. Biochemie. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno 2001, ISBN 80-7157-366-3, 168 s.

ŽIŽKA, B., KORBELOVÁ, M. Mikrobiologie I., Praha 1992, 195 s.

Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 ze dne 15. listopadu 2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny

Vyhláška 132/2004 Sb., o mikrobiologických požadavcích na potraviny, způsobu jejich kontroly a hodnocení

Vyhláška 91/1999 Sb., o mikrobiologických požadavcích na potraviny, způsobu jejich kontroly hodnocení

Vyhláška 294/1997 Sb., o mikrobiologických požadavcích na potraviny, způsobu jejich kontroly a hodnocení

67

Vyhláška 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko a mléčné výrobky, mražené krémy a jedlé tuky a oleje

68

8. SEZNAM TABULEK A GRAFŮ Tab. 3.1

Mezní hodnoty pH růstu mikroorganismů (Cempírková aj., 1997)

Tab. 3.2

Mezní a optimální hodnoty aw vybraných mikroorganismů (Ingr, 2005) 17

Tab. 3.3

Bakteriální kalitelnost potravin a jejich aw (Cempírková aj., 1997)

Tab. 3.4

Rozdělení mikroorganismů podle teplotních nároků (Cempírková aj.,

1997) Tab. 3.5

16

17

18

Některé charakteristiky vybraných bakterií mléčného kvašení využívaných v mléčných produktech ( Gajdůšek, 2002)

26

Tab. 3.6

Mikrobicidní vliv rozličných účinných látek (Gajdůšek, 2000)

48

Tab. 5.1

Počty mikroorganismů v 1 g vzorku (průměrné výsledky ze tří opakování)

55

Graf 5.1

Celkový počet mikroorganismů

56

Graf 5.2

Sporulující mikroorganismy

57

Graf 5.3

Bakterie mléčného kvašení

58

Graf 5.4

Plísně a kvasinky

59

Graf 5.5

Koliformní mikroorganismy

60

Graf 5.6

Mikrobiální osídlení vzorku Eidam 30 %, výrobce B-Unipack a.s.

61

Graf 5.7

Mikrobiální osídlení vzorku Krkonošský eidam 30 % tvs, výrobce

62

Lactalis ks s.r.o.

Graf 5.8

Mikrobiální osídlení vzorku Eidamský sýr, výrobce Moravia Lacto a.s.

62

69

9. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK

BMK – bakterie mléčného kvašení CPM – celkový počet mikroorganismů ČMK – čisté mlékařské kultury Kolif. MO – koliformní mikroorganismy KTJ – kolonie tvořící jednotky MO – mikroorganismus NSLAB – non-starter lactic acid bakteria Pl. a kv. – plísně a kvasinky Sporul. MO – sporulující mikroorganismy

70