MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2009
EVA JÍLKOVÁ
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
PROBIOTICKÉ KULTURY V MASNÝCH VÝROBCÍCH Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
Ing. Hana Šulcerová
Eva Jílková Brno 2009
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Probiotické kultury v masných výrobcích“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.
V Brně, dne ..…………..
....…………………
Eva Jílková
PODĚKOVÁNÍ Děkuji své vedoucí bakalářské práce Ing. Haně Šulcerové za cenné podněty, poskytnuté odborné materiály, návrhy a připomínky při vypracování této bakalářské práce.
Abstrakt Bakalářská práce na téma probiotické kultury v masných výrobcích se zabývala použitím probiotických kultur v masných výrobcích. Cílem této práce bylo charakterizovat jednotlivé probiotické mikroorganismy, které se používají při výrobě fermentovaných masných salámů, definovat účinky probiotik na lidský organismus, stanovit jejich terapeutické minimum, charakterizovat způsob použití probiotických kultur a výrobu fermentovaných masných salámů. Byla též stanovena mikrobiologická rizika, která mohou vzniknout při výrobě fermentovaných masných salámů a vliv probiotik na snížení vzniku patogenních a podmíněně patogenních mikroorganismů, které jsou původci alimentárních onemocnění. Tato práce sleduje vliv probiotických kultur na výrobu fermentovaných masných výrobků.
Klíčová
slova:
probiotické
kultury,
probiotika
fermentované masné výrobky, mikrobiální nebezpečí
v masných
výrobcích,
Abstract Bachelor's thesis dealt with probiotic cultures in meat products. The aim of this work was to characterize individual probiotics organisms, which are used in the manufacture of fermented meat sausages, to define the effects of probiotics on the human body, determine their therapeutic minimum, the method characterized by the use of probiotic cultures and the production of fermented meat sausages. It was also established microbiological risks that may arise in the manufacture of fermented meat sausages, and the impact of probiotics on the reduction of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms, which are the originators of alimentary disease. This work pursues the effect of probiotic cultures for the production of fermented meat products.
Keywords: probiotic´s culture, probiotics in meat products, fermented meat products, microbial hazards
Obsah 1. ÚVOD......................................................................................................................... 10 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED.......................................................................................11 - 30 2.1 Definice termínů probiotika a probiotické kultury ............................................... 11 2.2 Mikroorganismy s probiotickými účinky...........................................................11 - 12 2.2.1 Charakteristika rodů bakterií s probiotickými účinky.................................12 - 15 2.2.1.1 Bakterie mléčného kvašení...................................................................12 - 14 2.2.1.2 Kvasinkové mikroorganismy...................................................................... 15 2.3 Bakterie mléčného kvašení ve fermentovaných masných výrobcích ....................... 15 2.4 Význam probiotik...............................................................................................15 - 19 2.4.1 Příznivé účinky probiotik na zdraví............................................................15 - 16 2.4.2 Složení střevní mikroflóry ................................................................................. 16 2.4.3 Požadavky na probiotické bakterie.............................................................16 - 17 2.4.3.1 Zdravotní hledisko ..................................................................................... 17 2.4.3.2 Technologické hledisko .............................................................................. 17 2.4.4 Požadavky na označení „probiotický výrobek“..........................................17 - 18 2.4.5 Podmínky působení probiotik............................................................................ 18 2.4.6 Terapeutické minimum probiotik................................................................18 - 19 2.4.7 Legislativní úprava probiotik............................................................................. 19 2.5 Probiotika v masné výrobě.................................................................................19 - 22 2.5.1 Formy probiotických kultur........................................................................20 - 22 2.5.1.1 Tekuté čerstvé kultury ................................................................................ 20 2.5.1.2 Mražené koncentráty................................................................................... 21 2.5.1.3 Lyofilizované kultury..........................................................................21 - 22 2.5.2 Probiotika jako startovací kultury..................................................................... 22 2.6 Proces fermentace.............................................................................................22 - 23 2.6.1 Způsoby fermentace........................................................................................... 23 2.7 Trvanlivé tepelně neopracované masné výrobky...............................................23 - 30 2.7.1 Procesy probíhající při zrání salámů...........................................................24 - 26 2.7.2 Rozdělení fermentovaných masných výrobků............................................26 - 27 2.7.2.2 Fermentované salámy s nízkou kyselostí.................................................... 26 2.7.2.3 Fermentované salámy s vyšší kyselostí................................................26 - 27 2.7.2.4 Syrové šunky............................................................................................... 27
2.7.2.5 Roztíratelné fermentované salámy.............................................................. 27 2.7.3 Mikrobiální nebezpečí při výrobě fermentovaných salámů........................27 - 30 2.7.3.1 Účinnost probiotik proti mikrobiálnímu nebezpečí .................................... 30 2.7.3.2 Biogenní aminy....................................................................................30 - 31 3. ZÁVĚR ....................................................................................................................... 32 4. POUŽITÁ LITERATURA...................................................................................33 - 37 5. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK......................................................................... 38 6. SEZNAM TABULEK ................................................................................................ 39 7. PŘÍLOHY............................................................................................................ 40 - 47
1. ÚVOD Potraviny jsou nezbytnou podmínkou existence člověka, poněvadž přivádějí lidskému organismu potřebné živiny a energii. Maso a masné výrobky patří k základním potravinám a tvoří důležitou složku naší výživy nejméně dva miliony let. Z nutričního hlediska jsou velmi cenným zdrojem plnohodnotných bílkovin, vitamínů (zejména skupiny B), nenasycených masných kyselin a minerálních látek. V posledních letech se mění stravovací návyky a životní styl obyvatelstva. Přesto maso a masné výrobky zůstávají součástí naší denní stravy. Fermentované masné výrobky jsou u konzumentů oblíbené zejména pro své organoleptické vlastnosti (tj. chuť, vůni apod.). Většina spotřebitelů oceňuje na fermentovaných salámech i jejich prakticky neomezenou údržnost. V současné době je trendem přidávání probiotických kultur do fermentovaných masných výrobků. Tyto kultury jsou přidávány pro dosažení pozitivního účinku na lidské zdraví, případně mohou zastávat funkci startovacích kultur. Jedná se o probiotické mikroorganismy, které příznivě působí na střevní mikroflóru a jejím prostřednictvím ovlivňují náš zdravotní stav včetně imunity. Lidský organismus obsahuje zejména v tlustém střevě velmi silnou bakteriální populaci. Ta se přibližně skládá z 400 druhů, 99 % všech bakterií tvoří 30 - 40 druhů. Tyto bakterie mají pozitivní i negativní vlastnosti, u zdravého člověka jsou v rovnováze. Tato rovnováha může
být narušena vnějšími vlivy jako je užívání antibiotik, držení diet a různými
onemocněními. Právě tuto nerovnováhu nám pomáhají napravit probiotika. Správný výběr kmenů probiotických mikroorganismů a šetrná technologie výroby fermentovaných masných výrobků zaručuje přežívání vybraných bakteriálních kmenů ve fermentovaných masných výrobcích.
10
2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Definice termínů probiotika a probiotické kultury Probiotika jsou monokultury nebo smíšené kultury živých mikroorganismů, které po aplikaci příznivě ovlivňují hostitele
zlepšením vlastností jeho vlastní
mikroflóry (Havenaar et al., 1992). Probiotické kultury jsou bakterie, které mají schopnost překonávat vlivy nepříznivého prostředí v žaludku člověka, tj. nízkou hodnotu pH, přítomnost kyseliny chlorovodíkové a proteolytických enzymů (Hutkins, 2006). Kromě toho jsou v trávícím a zažívacím traktu přítomné imunitní složky s jejich specifickými účinky na některé mikroorganismy. Významným selekčním faktorem, který probiotické bakterie musí překonat je pohyblivost (peristaltika) střev a rychlost, se kterou přechází potravinový materiál zažívacím traktem člověka (Görner a Valík, 2004).
2.2 Mikroorganismy s probiotickými účinky Mikroorganismy, které mají tyto vlastnosti, musí být lidského původu, jestliže se mají používat v potravinách určených pro lidi, a musí být prokázáno, že jsou pro lidský organizmus neškodné (musí vyhovovat podmínkám „GRAS“= Generally Regarded As Safe) (Schrezenmeir a de Vrese, 2001; Tamime 2005). Jako probiotické mikroorganismy, používající se při výrobě fermentovaných masných výrobků s probiotickou kulturou, jsou v současnosti nejpoužívanější kmeny následujících bakterií (Blandino et al., 2003; Työppönen et al., 2003; Vinderola a Reinheimer, 2003):
Bakterie mléčného kvašení Laktobacily -
Lactobacillus brevis
-
Lactobacillus buchneri
-
Lactobacillus casei
-
Lactobacillus curvatus
-
Lactobacillus paracasei
-
Lactobacillus plantarum
11
-
Lactobacillus rhamnosus
-
Lactobacillus reuteri
-
Lactobacillus sakei
-
Pedicoccus acidilactici
-
Pedicoccus pentosaceus
-
Bifidobacterium lactis
-
Saccharomyces boulardii
Pedikoky
Bifidobakterie
Kvasinkové mikroorganismy
2.2.1 Charakteristika rodů bakterií s probiotickými účinky
2.2.1.1 Bakterie mléčného kvašení
Rod Lactobacillus
Laktobacily jsou pravidelné nepohyblivé nesporulující grampozitivní tyčinkovité bakterie velikosti 0,5 – 1,2 × 1- 10 µm, fakultativně anaerobní nebo mikroaerofilní. Jejich hlavním metabolitem je kyselina mléčná, kyselina octová, ethanol a oxid uhličitý (Caplice, Fitzgerald, 1999; Holt, 1994). Jsou všeobecně acidotolerantní až acidofilní, snižují kyselost prostředí až pod pH 4,0 a tím působí inhibičně až mikrobicidně (zvláště málo disociované kyseliny mléčná a octová) na ostatní mikroorganismy v prostředí. Optimální růstová teplota je mezi 30 a 45°C, optimální pH je mezi 5,5 až 6,2 (Caplice, Fitzgerald, 1999; Hutkins, 2006). Laktobacily jsou typickými představiteli bakterií mléčného kvašení (Killer et al., 2006). Jsou hojně rozšířeny v prostředí, zvláště v nejrůznějších potravinách živočišného a rostlinného původu, také se pozitivně projevují v intestinálním traktu lidí a zvířat. Rozdělení laktobacilů
na základě konečných produktů fermentace cukrů
(Görner a Valík, 2004; Työppönen et al., 2003):
1. obligátně homofermentativní (Tab. 1) hexózy fermentují výhradně na kyselinu mléčnou (> 90%); pentózy a glukonáty nefermentují, 12
Tab.1 Obligátně homofermentativní laktobacily Druh ssp.
L. acidophilus L. farciminis L. salivarius
Prostředí
ve
kterém
se
převážně
vyskytují a jiné charakteristiky Intestinálni trakt lidí a zvířat, ústní dutina lidí Masné produkty Ústní dutina a intestinální trakt lidí a drůbeže
2. fakultativně heterofermentativní (Tab. 2) hexózy fermentují výhradně na kys. mléčnou, některé druhy produkují kys. octovou, ethanol a kys. mravenčí; pentózy fermentují na kys. mléčnou a octovou, Tab.2 Fakultativně heterofermentativní laktobacily Druh ssp.
L. curvatus
L. plantarum
ve
Prostředí
kterém
se
převážně
vyskytují a jiné charakteristiky Masné produkty, mléko, siláž, pekárenský kvas, kysané zelí, kravský hnůj Mléčné
produkty,
kvašená
zelenina,
siláž,
kysané
pekařské
zelí,
kvasnice,
lidský intestinální trakt, ústní dutina, kravský hnůj
L. sake ( L. bavarius)
Kysané zelí a jiná fermentovaná zelenina, masné produkty, pekařské kvasnice,
3. obligátně heterofermentativní (Tab. 3) hexózy fermentují na kys. mléčnou, kys. octovou (ethanol) a oxid uhličitý; pentózy fermentují na kys. mléčnou a kys. octovou.
13
Tab.3 Obligátně heterofermentativní laktobacily Druh ssp.
Prostředí
kterém
se
převážně
vyskytují a jiné charakteristiky Mléko,
L. brevis
ve
sýry,
kysané
zelí,
pekařské
kvasnice, siláž, intestinální trakt a ústní dutina lidí
L. buchneri L. reuteri
Mléko, sýry, fermentovaná zelenina, lidská ústní dutina Masné produkty, lidské a zvířecí fekálie
Rod Pedicoccus
Pedikoky jsou nepohyblivé, nesporulující kokovité buňky, které se vyskytují v párech či tetrádách. Jsou mikroaerofilní až anaerobní (Wright, 1998). Optimální růstová teplota je mezi 25 a 40 ºC, některé druhy mohou růst při teplotě 50 °C (P. pentosaceus), optimální pH je mezi 4,2 a 8,5 (Hutkins, 2006). Hlavním metabolitem při fermentaci sacharidů je kyselina mléčná (Caplice, Fitzgerald, 1999). Vedlejšími produkty fermentace sacharidů je kys. octová, kys. mravenčí, kys. propionová a kys. pyrohroznová. Jsou složkou bakteriální startovací kultury používané při výrobě a zrání masných výrobků. Startovací kultury obsahující P. acidilactici a P. pentosaceus jsou preferovány v USA (Benešová, 2000). Pedicoccus acidilactici býva složkou startovacích kultur, optimální teplota růstu je vyšší než u ostatních, 38 až 44 °C. Některé jeho kmeny produkují kyseliny přímo ze sacharózy a laktózy. Pomáhá utvářet aroma ve fermentovaných masných výrobcích (Hutkins, 2006). Pedicoccus pentosaceus urychluje vybarvování masných výrobků (Benešová, 2000).
Rod Bifidobacterium
Bifidobakterie jsou velmi nepravidelné, nepohyblivé, nesporulující, striktně anaerobní grampozitivní bakterie. Rostou jednotlivě, v řetízkách, palisádovém a jiném uspořádání (Wright, 1998). Optimální růstová teplota je v rozmezí 37 až 41°C, optimální hodnota pH
je 6,5-7,0 (Hutkins, 2006). Jejich metabolitem jsou hexózy, 14
kys. octová, kys. mléčná. Oxid uhličitý netvoří. Vyskytují se v trávícím traktu kojenců i dospělých lidí. Používá se k výrobě mléčných nápojů s dietetickými účinky (Šilhánková, 2002; Görner a Valík, 2004).
2.2.1.2 Kvasinkové mikroorganismy Rod Saccharomyces
Množí se vegetativním multilaterárním pučením, ale netvoří pravé mycelium. Diploidní buňky se bezprostředně mění na aska. Saccharomyces cerevisiae var. boulardii patří mezi nepatogenní kvasinky, zvyšuje střevní populace bifidobakterií v trávícím traktu člověka (Wright, 1998).
2.3 Bakterie mléčného kvašení ve fermentovaných masných výrobcích Bakterie mléčného kvašení, především laktobacily (L. acidophilus, L. crispatus, L .amylovoru, L. gallinarum, L. gasseri, L .johnsonii), jsou považovány za převládající mikroflóru ve vnitřním ústrojí zdravých lidí (Arihara a Luchansky, 1994; Ray, 1996). Pro jejich pestré vlastnosti se BMK široce využívá jako součást startovacích kultur v masných produktech. Zlepšují střevní mikroflóru, jakost a bezpečnost konečného produktu a standardizuje proces výroby (Rivera -Espinoza;Gallardo-Navarro, 2008).
2.4 Význam probiotik 2.4.1 Příznivé účinky probiotik na zdraví
Konzumace probiotik příznivě ovlivňuje složení střevní mikroflóry, kde zvyšuje výskyt zdraví prospěšných mikroorganizmů a snižuje počty těch škodlivých (Havenaar et al., 1992). Působí příznivě jak v tlustém střevě, kde snižují přítomnost nežádoucích mikrobů a zejména snižují stupeň jejich adheze ke sliznici žaludku (Tamime, 2005). V žaludku snižují přítomnost a životaschopnost Helicobactera pyroli, spolutvůrce vředové nemoci žaludku a dvanáctníku, a rizikového faktoru pro nádorová onemocnění žaludku. Podávání probiotik může hrát významnou roli u zácpy, průjmu, střevních infekcích, u syndromu dráždivého tračníku, chronického zánětu střeva a v prevenci nemocí močové trubice. Mezi další příznivé účinky, které jsou v současnosti 15
probiotikům připisovány, patří celkové zvýšení odolnosti organizmu - zvýšení absolutního počtu lymfocytů a také zvýšení jejich fagocytární schopnosti, zmírnění laktózové intolerance, snížení rizika vzniku rakoviny střeva (Petr, 2006; Anonym 1, 2008).
2.4.2 Složení střevní mikroflóry
Gastrointestinální (GI) mikroflóra představuje vysoce složitý ekosystém, přičemž současné znalosti o tomto systému jsou stále omezené. Uvádí se, že pokožka na povrchu našeho těla má plochu asi 2 m2. Povrch GI systému je asi 150 - 200 m2, čímž je poskytnut nezbytný prostor pro interakce během trávícího procesu a pro adhezi ke stěně mukózy i kolonizaci, která ji provází. Gastrointestinální trakt (GIT) u dospělých lidí obsahuje asi 1014 živých bakterií. Některé z bakterií mají pozitivní význam pro organismus, jiné jsou naopak patogenní. Odhaduje se, že v tlustém střevě zdravých jedinců je obsaženo 300 - 400 různých druhů mikroorganismů schopných kultivace, které patří do více než 190 rodů. Značný podíl mikroflóry tlustého střeva však není v současné době existujícími technikami schopný kultivace. Na základě moderní technik se zdá, že jednotlivé kmeny Bifidobacterium a Lactobacillus jsou u každého člověka jedinečné (Kvasničková, 2000). Narušenou rovnováhu střevního prostředí lze upravit pomocí probiotik. Probiotika jsou jedno či vícečetnou kulturou MO, které při osídlení trávícího traktu mohou příznivě ovlivňovat zdravotní stav člověka. Lidské tělo může díky nim lépe využít vitamíny, minerální látky. Probiotika příznivě působí na složení střevní mikroflóry, navracejí tak rovnováhu střevnímu prostředí, zlepšují prokrvení a hybnost střeva, pozitivně ovlivňují naší imunitu a produkci vitamin a B12. Také pomáhají snížit riziko infekce trávícího traktu. Účinně přispívají k procesu trávení tím, že činí některé složky potravy snáze stravitelnými (Kohout, 2008).
2.4.3 Požadavky na probiotické bakterie Aby mohly být jmenované mikroorganismy využívané jako probiotika musí splňovat určitá hlediska.
16
2.4.3.1 Zdravotní hledisko - musí být humánního původu, neboť některé účinky probiotických bakterií vedoucí k podpoře zdraví mohou být u různých živočišných druhů odlišné (Schrezenmeir a de Vrese, 2001), - musí být rezistentní ke kyselinám a žluči (Työppönen, Petäjä, Mattila-Sandholm, 2002), - musí mít schopnost kolonizovat humánní intestinální trakt, minimálně přechodně (Gropper, 2009), - upřednostňují se kmeny probiotických bakterií, které mají schopnost přilnout nebo se vázat na střevní buňky (Saarela, 2000), - musí působit antagonisticky proti kariogenním a patogenním bakteriím buď produkcí antimikrobiálních látek nebo tím, že jim konkurují (Rowland, 1999), - jejich konzumace musí být bezpečná (Kvasničková, 2000), - musí mít klinicky prokázané zdravotní účinky (Saarela, 2000).
2.4.3.2 Technologické hledisko - musí si zachovávat ověřenou životaschopnost (Kvasničková, 2000) - výrobky s přídavkem probiotické mikroflóry nesmí být chuťově ani jinými vlastnostmi horší než konveční výrobky bez přítomnosti probiotických bakterií (Kohout, Tuček, 2002), - během skladování musí udržovat mírnou kyselost potravin, profil kyselosti musí být přijatelný (Kvasničková, 2000), - během výroby a skladování si musí probiotické mikroorganismy zachovat schopnost kolonizace (Rowland, 1999), - po sušení (vymrazováním a ostatních metodách sušení) musí být probiotické mikroorganismy stabilní (De Vuyst et al., 2008), - identifikace kmenů probiotických mikroorganismů musí být přesná (Rowland, 1999), - probiotická účinnost musí být zachována do konce záruční doby výrobku (Kohout, Tuček, 2002).
2.4.4 Požadavky na označení „probiotický výrobek“
Aby mohl být výrobek označen jako probiotický, musí obsahovat dostatek specifických živých probiotických mikroorganismů, které zůstávají živé v dostatečně 17
vysokém počtu až do konce doby trvanlivosti tohoto výrobku a prospěšně působí na zdraví člověka (Saarela et al., 2000). Množství probiotických bakterií obsažených ve výrobku je důležité, protože při průchodu nepříznivým prostředím trávícího traktu řada bakterií ztratí svoji životaschopnost. Navíc probiotické bakterie střevní systém nemusí vždy osidlovat, ale mohou jen pomoci růstu zdraví prospěšných bakterií v lidském střevě (Kohout, 2008).
2.4.5 Podmínky působení probiotik Probiotické bakterie nekolonizují střevo natrvalo, ale jen dočasně a většinou jsou detekovatelné jen po dobu přijímání potraviny s probiotiky. Aby vůbec do svého cíle dorazily, je třeba splnění celé řady důležitých okolností a podmínek, včetně vlastností mikro- a makro- organismu: - k dosažení potřebné koncentrace probiotických bakterií ve střevě (udává se množství vyšší než 106.g-1 v tenkém střevě a 108.g-1 v tlustém střevě) je nutné, aby hustota těchto bakterií ve zkonzumované potravině (nebo doplňku stravy) činila 1010. Přežití v GI traktu samo o sobě neimplikuje vznik prospěšných účinků a naopak nepřežití neznamená automaticky absenci takových účinků, - probiotické bakterie musí být odolné k působení žaludeční kyselosti (vlastnost kmenů nebo způsob podání, např.v kapslích nebo spolu se stravou s velkou pufrovací kapacitou), - probiotické bakterie musí být odolné k působení žlučových kyselin a pankreatických šťáv, - schopnost kolonizace střeva a imunomodulace je vázána na vlastnosti určitého kmenu nemůže být vztažena na jiné kmeny, byť téhož bakteriálního druhu (Špelina, 2006).
2.4.6 Terapeutické minimum probiotik
Minimální účinná dávka probiotik není
přesně známá, ale obvykle
doporučovaný příjem probiotických bakterií je více jak 109 kolonie tvořící jednotky (KTJ) za den (De Champs et al., 2003). Dle některých autorů by měl probiotický produkt obsahovat terapeutické minimum živých buněk 106 KTJ.g-1 (Anonym 2, 2008), jiní požadují 108 KTJ.g-1 (Työppönena et al., 2003). Tyto hodnoty musí být zachovány 18
do konce záruční doby výrobku. Dle Työppönena (2003) by měl být minimální denní příjem probiotických kultur 109 – 1010 KTJ, dle Tamime (2005) by probiotika měla být přítomna ve stravě v koncentraci minimálně 106 KTJ.g-1 a denní příjem by měl být 109 živých buněk.
2.4.7 Legislativní úprava probiotik V rámci EU dosud neexistuje žádný legislativní předpis, který by upravoval uvádění potravin s cíleně přidanými mikroorganismy na trh, a to ani v případě kojenecké a dětské výživy, kde jsou relativně často probiotické bakterie výrobci mléčné náhradní výživy používány. Na probiotika lze částečně aplikovat Nařízení EP a Rady o nových potravinách a nových složkách potravin (č. 258/97/ES). Jen v Dánsku musí úřední autorita souhlasit s použitím nových probiotických kmenů bakterií (obdobná praxe probíhá i v ČR). V blízké budoucnosti lze očekávat dokončení systému QPS (kvalifikovaný předpoklad bezpečnosti) a jeho uplatnění pro hodnocení bezpečnosti mikroorganismů cíleně přidávaných do potravin (Špelina, 2006).
2.5 Probiotika v masné výrobě Předpokladem pro použití probiotických mikroorganismů v masných výrobcích, je nutné , aby v dané potravině mohly přežít. Sušené fermentované masné výrobky nejsou zahřívané nebo jen velmi mírně, proto je možné, aby byly nositeli probiotických bakterií (Ammor, Mayo, 2007; Arihara, 2006; Hui, 2007). Kromě toho existuje důvod domnívat se, že salámové dílo chrání probiotické kultury, které mohou přežít v GIT (Klingberg a Budde, 2006). Přesto musíme vzít v úvahu potenciální negativní dopad prostředí masa na buněčnou životaschopnost probiotických kultur s ohledem na vysoký obsah soli, nízké pH a sníženou hodnotu vodní aktivty (aw) v důsledku acidifikace a sušení fermentovaných masných výrobků. Vedle pozitivního vlivu na lidské zdraví však mají probiotické fermentované salámy i jiné přednosti. Na prvním místě musí zůstat dosažení odpovídající senzorické a technologické jakosti konečného výrobku. Nebylo by možné tolerovat případný negativní vliv probiotik na celkovou jakost fermentovaných výrobků. Výzkum však zatím žádný takový negativní vliv neprokázal, např. v severoevropských salámech bylo prokázáno, že potenciálně probiotické kmeny L. rhamnosus a L. plantarum neměly (s jednou výjimkou) vliv na senzorické a technologické vlastnosti konečného výrobku. Ani u střevních izolátů (L. rhamnosus, 19
L. paracasei a Bifidobacterium lactis), které byly aplikovány ve spojení s tradičními startovacími kulturami, nebyl zjištěn negativní vliv na jakost finálních produktů (Vuyst, 2008). Obecně lze říci, že životnost buněk ve fermentovaných masných výrobcích bude s největší pravděpodobností závislá na zvoleném kmeni probiotických mikroorganismů. Jednou z možností je využití probiotických mikroorganismů, které nalezneme v masných produktech a které mají vhodné fyziologické a zdravotní
předpoklady.
Takové mikroorganismy lze získat z lidských střevních izolátů (Vuyst, 2008) nebo z již existujících startovacích kultur určených pro masnou výrobu (Erkkilä a Petäjä, 2000). Účinek tohoto aditiva by se měl uplatnit především jako prostředku k (Hvízdalová, 2008; ): - potlačení patogenních mikroorganizmů, - stimulaci imunitního systému, posílení obranných mechanismů organismu, - revitalizaci přirozené střevní mikrofóry,, - snížení rizika kancerogenese střevního traktu, - zlepšení zažívání.
2.5.1 Formy probiotických kultur
2.5.1.1 Tekuté čerstvé kultury
Nejjednodušší způsob aplikace startovacích kultur je jejich přímé dávkování v čerstvém stavu do díla fermentovaných salámů. Zpravidla se používá koncentrátu bakteriálních buněk, aby byl zaručen vysoký počet v 1 g díla. Výhodou této aplikační formy jsou nízké provozní náklady a rychlý nástup fermentačního procesu po aplikaci do díla (Kameník, 1994). Nevýhodami je nízká, prakticky nulová uchovatelnost, vzhledem ke stupni aktivity, ve kterém se buňky nacházejí i při uchování v chladírenských teplotách (Hutkins, 2006). Existuje riziko kontaminace tekuté kultury, proto se přešlo na jiné způsoby uchování kultur (Kameník, 1994).
20
2.5.1.2 Mražené koncentráty
Jedná se o koncentrát bakteriálních buněk zamražených za velmi nízkých teplot. Při zamražování je třeba dbát určitých zásad, aby byla zaručena vysoká kvalita použitých buněk (Anonym 4, 2009). Buňky a rovněž jejich okolí se skládá z velkého množství vody. V ní jsou obsaženy ostatní složky ve formě roztoku. Zatímco voda přechází v pevné skupenství při 0 °C, posouvá se tato teplota u roztoků pod hranici 0 °C a bod mrazu je tím nižší, čím vyšší je podíl rozpuštěných substancí. Probíhá-li proces zmražování velmi pomalu, potom krystalizuje (zmrzne) nejprve čistá voda, přičemž zbytkový roztok se dále koncentruje a bod mrazu stále klesá. Tato koncentrace způsobuje změny prostředí, zvyšování osmotického tlaku, což vede k ireverzibilnímu poškození buněk. Při rychlém odnětí tepla se tvoří naproti tomu drobná krystalizační jádra, která nevedou ke změnám koncentrace, čím rychlejší je zmražení, tím lépe se fixuje roztok ve svém původním stavu a tím také je lepší kvalita rozmražení. Jen při velkých rychlostech zmražování (přes 50 mm.h-1) lze zaručit dokonalou konzervaci buněk bez jejich poškození. Za těchto podmínek lze získat kvalitní preparáty startovacích kultur (Kameník, 1994). Výhodou této aplikační formy je rychlý nástup metabolických aktivit po přidání do díla a poměrně dlouhá údržnost (Hutkins, 2006).
2.5.1.3 Lyofilizované kultury
Nevýhody předchozích postupů, t.j. krátkodobou údržnost a nutnost neustálého mrazírenského uchování, odstraňuje, i když částečně na úkor časného nástupu fermentační aktivity, lyofilizace startovacích kultur (Hutkins, 2006). Touto metodou lze konzervovat bakteriální buňky bez porušení jejich morfologických a fyziologických vlastností za předpokladu, že se bakterie nacházejí při procesu lyofilizace v ochranném médiu. Ukázalo se, že media s obsahem proteinů, případně sacharidů
nebo obou
složek současně, mají dobrý ochranný účinek pro buňky. Při lyofilizaci
jsou buňky
vystaveny prakticky dvěma negativním vlivům, a sice působení nízké teploty a odnímání vody. Při lyofilizaci má velký význam rychlost procesu zamražení. Vlastní sušení probíhá ve dvou fázích. Nejprve se během tzv. hlavního sušení odnímá z příslušného materiálu voda, a to až z 90 – 94 %. Po dosušení zůstává v lyofilizátu v nejpříznivějším 21
případě pouze méně než 1 % vody (Kameník, 1994). Výhodou lyofilizovaných startovacích kultur je dlouhodobá údržnost, nenáročná manipulace a malá spotřeba skladovacích prostor. Kultury lze krátkodobě (např. při transportu) uchovávat při pokojové teplotě, avšak pro dlouhodobější skladování je třeba mrazírenských teplot, nejméně min. –18 °C po dobu 4 - 6 měsíců (Hutkins, 2006). Nevýhodou této aplikační formy může být pozdější nástup fermentační aktivity v díle způsobený prodloužením lag fáze bakteriálních buněk. Lyofilizované buňky musí totiž nejprve přijmout ztracený obsah vody a adaptovat se na změněné podmínky prostřední, což trvá déle než u čerstvých tekutých, příp. mražených kultur. Z těchto důvodů se doporučuje provést krátkodobou resuscitaci buněk v malém množství pitné vody před jejich aplikací do díla. Neustálým zdokonalováním procesu lyofilizaci se však podařilo odstranit u současných preparátů pozdější nástup aktivity buněk, takže rychlost spuštění procesu fermentace po aplikaci do díla je plně srovnatelná s použitím čerstvých tekutých kultur a svou kvalitou předčí zmražené koncentráty bakteriálních buněk (Kameník, 1994).
2.5.2 Probiotika jako startovací kultury Probiotika se v salámovém díle mohou chovat jako startovací kultury. To znamená, že se podílejí na vyvolání určitých požadovaných změn v průběhu výrobního
procesu.
Napomáhají
správnému
a
rychlejšímu
průběhu
zrání
fermentovaných masných výrobků. Mezi tato probiotika patří L. casei, L. paracasei, L. plantarum a L. pentosus. Z fermentovaných salámů skandinávského typu byly izolovány kmeny
L. plantarum
a L. pentosus, které vykazují probiotické vlastnosti a jsou zároveň použitelné jako startovací kultury (Pipek, 2008). L. plantarum a L. pentosus jsou již dlouho podávány jako startovací kultury pro fermentované salámy, L. casei se tradičně používá při výrobě mléčných výrobků a teprve nedávno byl nabízen také jako startovací kultura pro fermentované salámy (Kröckel, 2006).
2.6 Proces fermentace Produkce
kvašených
potravin
je
jednou
z nejstarších
technologií
potravinářského průmyslu známou již od počátků civilizace. Metody kvašení mléka, 22
masa a zeleniny byly popisovány v nejranějších záznamech datujících se k roku 600 př.n.l. civilizací na Středním východě (Fox, 1993). V dnešní době tyto výrobky doslova zdomácněly prakticky v celém světě (Petr a Kalová, 2006).
2.6.1 Způsoby fermentace
Kvašení zajišťuje nejen delší dobu skladování a mikrobiologickou nezávadnost potravin, ale také umožňuje jejich lepší stravitelnost a tím zvyšuje jejich výživovou hodnotu (Caplice, Fitzgerald, 1999). Největším dílem se na fermentaci podílí bakterie mléčného kvašení. Konečné produkty mléčného kvašení se podílí nejen na prodloužení doby skladovatelnosti, ale také ovlivňují senzorické vlastnosti potravin (chuť, vůně), tím pomáhá k tomu, aby se projevily charakteristické rysy produktu (Työppönen, Petäjä, Mattila-Sandholm, 2002). Fermentace masných výrobků byla vždy založena na přítomnosti BMK v mase a v masných výrobcích. Dokud nebyly k dispozici startovací kultury, podílela se na procesu
fermentace původní bakteriální fóra. Množství kyseliny mléčné
produkované bakteriemi vzrůstá po předcházejícím nasolení (Hvízdalová, 2008). V dnešní době je známo několik způsobu zrání, přirozené zrání, které bylo uplatňováno dříve a využívalo přirozených klimatických podmínek bez zvláštních technických prostředků. Bylo ovšem velmi rizikové, takže se uplatňovalo většinou jen v zimních měsících (např. výroba loveckého salámu). Klimatizované zrání dnes zcela převládá, využívá technického vybavení klimatizovaných komor (sušáren), je tedy zcela nezávislé na počasí a roční době a je mnohem jistější a spolehlivější. Rychlé zrání zkracuje dobu zrání a sušení. Je výhodné zejména ekonomicky a umožňuje rychlejší obměnu
sortimentu.
Větší
rychlost
zrání
se
dosahuje
buď
přídavkem
glukono-delta-laktonu nebo přídavkem startovacích kultur (Ingr, 2003).
2.7 Trvanlivé tepelně neopracované masné výrobky Trvanlivé tepelně neopracované masné výrobky představují celosvětově velmi oblíbenou a různorodou skupinu masných výrobků (Hui, 2007). Tyto výrobky nejsou vystaveny při výrobě ani před spotřebou tepelnému ošetření. Tím dosahují svých
23
jedinečných senzorických vlastností, na druhé straně představují zvýšené nároky při výrobě z hlediska nejen technologického, ale především hygienického (Pipek, 1994). Fermentovaným trvanlivým masným výrobkem se Vyhláškou Mze ČR 264/2003 rozumí výrobek tepelně neopracovaný určený k přímé spotřebě, u kterého v průběhu fermentace, zrání, sušení, popřípadě uzení za definovaných podmínek došlo ke snížení aktivity vody s hodnotou aw(max) = 0.93 s minimální dobou trvanlivosti 21 dní při teplotě plus 20 ºC. Složení surovin se u jednotlivých výrobků liší. Většina fermentovaných salámů je vyráběna ze 70 % výrobního masa a 30 % tukové tkáně (velmi často je poměr 1/3 hovězího libového masa, 1/3 vepřového masa a 1/3 špeku) Hovězí maso dodává výrobku pevnější konzistenci a intenzivnější chuť, vepřové pak větší šťavnatost (Pipek, 1994). K tomuto zchlazenému syrovému masu a tukové tkáni přidáme koření, solící přísady (askorbát sodný, glukózu nebo škrobový sirup), dusitan sodný a startovací kultury. Syrová hmota je plněna do materiálů proměnlivých průměrů, poté jsou takto připravené salámy zavěšeny ve zrací komoře na několik týdnů ( Lücke, 1985).
2.7.1 Procesy probíhající při zrání salámů
Zrání zahrnuje komplex chemických, mikrobiologických a fyzikálních procesů, které se navzájem ovlivňují a mají vliv na chuť, barvu, texturu, aroma a údržnost finálního výrobku. Rozhodujícím procesem při zrání je snížení pH, které zajišťuje, alespoň dočasně, údržnost výrobků, vytváří se textura, stabilizuje se barva a vzniká typická chuť a aroma. Sůl zde také působí jako jedna z prvních překážek proti růstu nežádoucích mikroorganismů. Během první fáze zrání se zvyšuje teplota výrobku, aby se mohla aktivovat ušlechtilá mikroflóra. V díle se vyskytují mikroorganismy v počtu řádově 105 - 106 zárodků v 1 gramu. Zdrojem těchto mikrobů je vstupní surovina, zvláště pak maso jatečných zvířat. Pro tepelně neopracované salámy mají rozhodující význam dvě skupiny mikroorganismů, a sice bakterie mléčného kvašení a zástupci čeledě Micrococcaceae. U trvanlivých salámů, které se neudí, hrají významnou roli i kvasinky a plísně. Bakterie mléčného kvašení (BMK) tvoří při fermentaci sacharidů jako hlavní produkt kyselinu mléčnou. V tepelně neopracovaných salámech mají prioritní význam BMK rodu Lactobacillus a Pedicoccus. Vzhledem k tomu, že se ve středoevropských podmínkách používají teploty fermentace maximálně kolem 25 °C, získávají v díle 24
dominanci zástupci rodu Lactobacillus. Druhy rodu Pedicoccus s teplotními optimy okolo 40 °C (P. acidilactici) nebo 30 – 35 °C (P. pentosaceus) se uplatňují ve fermentovaných salámech především v USA, kde jsou používány zrací teploty salámů vyšší. Význam BMK při fermentaci tepelně neopracovaných salámů spočívá v tvorbě: - kyseliny mléčné, která vzniká štěpením sacharidů přidaných do díla salámů, - látek s antibakteriální aktivitou, - látek aromatických a chuťově aktivních (Ingr, 1996; Pipek, 2008; Steinahuser et al., 1995). Kyselina mléčná vzniká jako konečný produkt fermentace sacharidů (tzv. homofermentace). Při heterofermentaci vzniká rovněž kyselina octová, etanol a CO2 (Vinderola a Reinheimer, 2003). Význam kyseliny mléčné při výrobě tepelně neopracovaných salámů je limitující a lze jej posuzovat ze dvou hledisek: 1. snížení hodnot pH v díle. 2. ovlivnění chuťových a aromatických vlastností výrobku (Steinahuser et al., 1995). Při poklesu pH na hodnotu 5,3 přechází roztok bílkovin a NaCl ze stavu sol na gel. Takto se udává prvotní struktura díla, která je dále upravována sušením výrobku. Nižší hodnota pH díla urychluje proces rovnoměrnějšího sušení a tím i výrobu. Kyselina mléčná má inhibiční účinek na růst Salmonella typhimurium a Staphylococcus aureus. Pokles pH pod hodnotu 5,7 je důležitý pro odbourání dusitanů, které se podílejí na vybarvení výrobku. Antagonistický efekt BMK je vyvolán tvorbou kyseliny mléčné a na základě toho poklesem pH hodnoty v díle. Některé BMK uvolňují peroxid vodíku, který má rovněž antibakteriální účinek. Antagonismus je vyvolán kompeticí o esenciální živiny. U mnohých BMK byla zjištěna antimikrobiální aktivita vyvolaná produkcí bakteriocinů, schopných inhibovat četné mikroby. Takto se uplatňují některé kmeny laktobacilů (L. sake), produkující bakteriociny, jež inhibují bakterie Listeria monocytogenes. Specifické aroma a chuť fermentovaných salámů jsou způsobeny mnoha sloučeninami. Některé z nich jsou přidány do díla jako takové, jiné jsou tvořeny bez přímé účasti mikroorganismů (produkty autooxidace) a mnohé vznikají mikrobiálním štěpením sacharidů lipidů a bílkovin, které jsou obsaženy v díle salámů. BMK
ovlivňují
chuť
hlavně
produkty 25
fermentace
sacharidů
a
především
mikroorganismy čeleď Micrococcaceae (rody Staphylococcus a Micrococcus), které redukují dusičnany na dusitany, tvoří enzym katalázu a aromatizují výrobek (Ingr, 1996; Pipek, 2008; Steinahuser et al., 1995; Työppönen, 2003).
2.7.2 Rozdělení fermentovaných masných výrobků
2.7.2.2 Fermentované salámy s nízkou kyselostí
Jsou trvanlivé především vysušením a tedy nízkou hodnotou vodní aktivity (aw) která by měla být v rozmezí 0,90 – 0,65. Za těchto podmínek nemusí být pH příliš nízké, obvykle je v rozmezí 5,3 – 6,2. Tyto výrobky mají dlouhou výrobní dobu, nejméně 3 týdny, ale většinou více než 2 měsíce. Dalším charakteristickým rysem této skupiny výrobků je , že se do nich nepřidávají sacharidy, výrobky se proto většinou neokyselí pod hodnotu pH 5,8. Tato okolnost vede k volbě relativně nízkých teplot v počátečních fázích zrání (10 – 12 ºC), které jsou hlavní zárukou inhibice rozvoje mikroorganismů a tyto teploty musí být dodržovány do snížení aw alespoň 0,96. V důsledku dlouhé doby zráni je zde větší ztráty a to více než 20 %. Typickým představitelem této skupiny je uherský salám, z našich výrobků např. Poličan.
2.7.2.3 Fermentované salámy s vyšší kyselostí
Tyto salámy zakládají svoji trvanlivost na vyšší kyselosti, tedy na nižších hodnotách pH a to pod hodnotu 0,5. Okyselení výrobků lze dosáhnout několika způsoby, nejčastější způsob je přidání sacharidů do díla (0,3 - 0,7 %) a přídavek startovacích kultur, které zkvasí sacharidy na kyselinu mléčnou, která sníží hodnoty pH pod 5,0. U této skupiny salámů je potřeba vyšší teplota na začátku zrání, aby fermentační proces byl velmi rychlý a aby rychle dosažená nízká kyselost zabránila nežádoucím mikrobiálním změnám. Hodnoty aw jsou u těchto výrobků až na druhém místě, požadují se 0,93 a nižší. Představiteli této skupiny je lovecký salám, Herkules, Permoník, dunajská klobása a ze zahraničních např. maďarské čabajské klobásy. Výrobky mají měkčí konzistenci než předchozí skupina, jsou dobře krájitelné. Zrají obvykle méně
26
než 3 týdny a proto i ztráty jsou nižší a to většinou do 15 %. Výhodnější ekonomika této skupiny salámů je hlavní příčinou velkého rozvoje jejich výroby.
2.7.2.4 Syrové šunky
Patří mezi klasické fermentované výrobky vyráběné v jihoevropských oblastech. Jejich trvanlivost je dána snížením aw, jejich výroba je velmi náročná, počáteční fáze musí probíhat při nízkých teplotách a pak dlouhou dobu zrají a vysušují se. Typickým představitelem je parmská šunka a dále iberská šunka. Patří mezi nejdražší masné výrobky.
2.7.2.5 Roztíratelné fermentované salámy
Tyto salámy představují poněkud zvláštní skupinu fermentovaných výrobků, které jsou velmi oblíbené v Německu. Zrají méně než 14 dní, jejich roztíratelnost je dána vysokým obsahem tuku. Fermentací se dosáhne hodnot pH 5,4 – 5,6 a tyto výrobky se vůbec nesuší, pouze se zauzují studeným kouřem. Výrobky nejsou příliš odolné mikrobiálnímu rozvoji, proto je jejich doba použitelnosti maximálně 48 hodin od jejich expedice. Patří sem známé čajovky a métský salám (Ingr, 2003; Steinhauser et al., 1995).
2.7.3 Mikrobiální nebezpečí při výrobě fermentovaných salámů
Fermentované salámy nejsou vystaveny tepelnému ošetření, proto se klade velký důraz na zdravotní nezávadnost těchto výrobků. Riziko kažení se zvyšuje při použití suroviny nevhodné jakosti (maso s příliš vysokým obsahem mikroorganismů nebo mikrobiálně kontaminované technologické obaly), nejčastěji při nevhodných podmínkách při zráni fermentovaných salámů (teplota, vlhkost a cirkulace vzduchu). Tyto chyby mohou vést ke kontaminaci a pomnožení patogenních a podmíněně patogenních mikroorganismů ve výrobku a po jejich konzumaci může dojít ke vzniku alimentárních onemocnění (Steinahuser et al., 1995; Görner a Valík, 2004).
27
Tab. 4 Závady tepelně neopracovaných fermentovaných masných produktů způsobené mikroorganismy (Hechelmann, 1986) Mikroorganismy
Senzorické změny
BMK Homofermentativní druhy
překyselení
Heterofermentativní druhy
tvorba plynů, změna chuti a vůně
Druhy produkující peroxid Leuconostoc spp.
destrukce barvy, jiné barevné změny, nitkovitost
Enterobacteriaceae
niloba v jádře, tvorba plynů
Micrococcus spp.
mazovitost
Staphylococcus
šedý okraj
Klostridie
okrajová hniloba,
Kvasinky
mazovitost povrchu, kvasný pach a chuť
Plísně
defekty na povrchu, zatuchlý pach a chuť
Rod Salmonella Mezi faktory, které podporují růst bakterií z čeledě Enterobacteriaceae a které takto zvyšují riziko salmonelózy, patří vysoká počáteční hodnota aw, vysoké počáteční hodnoty pH, malý přídavek fermentovatelných sacharidů, nízké počty laktobacilů v díle, použití dusičnanu místo dusitanu nebo příliš nízké koncentrace dusitanové solicí směsi
a vysoké teploty zrání. Účinnou kontrolou je aplikace
minimálně 2,5 % dusitanové solící směsi, sacharidů (příp. glukono-deltalaktonu) a startovacích kultur. Přestože je při správném postupu zrání fermentovaných salámů inhibován růst a množení salmonel a navíc dochází i ke snižování počtu jejich buněk, úplnou eliminaci salmonel po kontaminaci díla nelze během výroby zaručit.
Staphylococcus aureus S. aureus bývá pravidelně izolován z masa a fermentovaných masných výrobků. Riziko vzniku alimentárního onemocnění – stafylokokové enterotoxiny po požití trvanlivých fermentovaných salámů je v našich podmínkách relativně malé, neboť obvyklé teploty zrání do 25 ºC spojené s rychlým poklesem pH a intenzivním uzením omezují růst S. aureus. S ohledem na možnou tvorbu stafylokokových
28
enterotoxinů mohou být poněkud rizikové salámy s plísňovým pokryvem. Tyto salámy mají vyšší hodnoty pH zvláště v okrajové zóně, což může za určitých podmínek umožnit růst a množení S. aureus. Pokud jsou při výrobě dodrženy správné zásady pro výrobu fermentovaných salámů s plísní na povrchu, je produkce stafylokokových enterotoxinů vyloučena.
Sporogenní bakterie Nízké hodnoty aw, nízké pH a nízký obsah kyslíku zabraňují ve fermentovaných salámech
růstu
bakterií
rodu
Bacillus.
Nejsou
rovněž
žádné
informace
o tom, že by se během zrání a skladování trvanlivých tepelně neopracovaných salámů došlo k množení klostridií a tvorbě jejich toxinů. Inhibici Clostridium botulinum zajišťuje nízké pH, nízká hodnota aw a přídavek dusitanu. Stejné skutečnosti platí pro druh Clostridium perfringens.
Listeria monocytogenes Listeria monocytogenes bývá často izolovaná z fermentovaných salámů v 15 – 60 % vyšetřených vzorků a to zpravidla méně než 100 buněk v 1 gramu. Jako pro ostatní nežádoucí mikroflóru platí i pro listerie inhibice v díle působením nízkých hodnot pH
a konkurenčních MO, při správných výrobních podmínkách
dochází během zrání k redukci počtu listerií v díle.
Plísně a mykotoxiny Plísně
kolonizující
povrch
neuzených
nebo
pouze
mírně
uzených
fermentovaných salámů. Rostou však i na salámech uzených, pokud jsou uchovávány za nevhodných podmínek. Nejčastěji lze izolovat z povrchových plísní rod Penicillium, zástupci rodu Aspergillus se nacházejí na salámech méně často, neboť při teplotách 15 ºC a méně jsou vytlačeny rodem Penicillium. Hojný povrchový růst plísní neznamená vždy přítomnost mykotoxinů v díle salámů. Toxiny převládají ve vnější podobalové několik milimetrů silné vrstvě. Z hlediska prevence růstu nežádoucích plísní na povrchu fermentovaných salámů přichází v úvahu u výrobků s povrchovou plísní aplikace plísňových startovacích kultur, které kromě zdravotní nezávadnosti zaručí
i
dokonalý
vzhled
výrobku
(ušlechtilá
plíseň).
Trvanlivé
salámy
bez požadovaného plísňového pokryvu se chrání před plesnivěním dokonalým uzením (složky kouře jako např. fenoly mají fungicidní účinky). V Německu se doporučuje 29
ošetření salámů ponořením do 15 – 20 % roztoku sorbátu draselného, který působí inhibičně na růst bakterií a plísní. Toto ošetření musí být deklarováno na obalu slovy „povrch ošetřen sorbátem“.
Paraziti Konzumace nedostatečně tepelně ošetřeného masa je považována za hlavní zdroj humánní toxoplazmózy. Během výroby fermentovaných salámů nastupuje rychlá inaktivace toxoplazmových cyst, což platí i pro cysty sarkosporidií. Larvy Trichinella spiralis jsou inaktivovány v prostředí s nízkou hodnotou aw, které jsou dosaženy mražením masa nebo jeho solením a sušením, také nízkým pH. Při správné výrobě nejsou larvy T .spiralis přítomny. Stejně inaktivovány jsou vývojová stádia tasemnice.
2.7.3.1 Účinnost probiotik proti mikrobiálnímu nebezpečí Probiotika příznivě ovlivňují zdraví konzumenta tím, že příznivě ovlivňují rovnováhu trávícího traktu a působí ve prospěch hostitele, ale také byl u nich prokázán vliv na inaktivaci patogenů, což je další zdraví prospěšný význam probiotických
kmenů
v masných
výrobcích.
Některé
laktobacily
při
výrobě
fermentovaných salámů potlačovaly růst Eserichia coli či růst a produkci enterotoxinů u Staphylococcus aureus (Vuyst, 2008). Bylo prokázáno, že kmen Pedicoccus inhibuje růst a množení salmonel produkcí bakteriocinu (pediocin) a probiotický kmen L. rhamnosus snižuje rezistenci S. auereus na antibiotika. Také Hugas, Monfort et al., (1990) zkoumaly vliv probiotik na Listeria monocytogenes a výsledky ukázaly její úbytek v masných výrobcích v důsledku použití L. curvatus, L. sake a P. acidilactici.
2.7.3.2 Biogenní aminy Biogenní
aminy
(BA)
se
nacházejí
ve
fermentovaných
potravinách
a to v koncentracích, které překračují hladiny BA ve vstupní surovině. Vznikají dekarboxylací aminokyselin, aminací aldehydů a ketonů nebo hydrolýzou dusíkatých sloučenin. Mezi nejdůležitější BA v potravinách patří heterocyklické a aromatické aminy histamin a tyramin a aminy alifatické putrescin, kadaverin, spermidin a spermin. Z hlediska zdravotního je závažná potenciální toxicita BA. Doposud však nebyl popsán žádný případ alimentárního onemocnění vyvolaných BA po konzumaci fermentovaných salámů. Hladiny BA v těchto výrobcích mohou dosahovat desítky mg.kg-1. Během 30
fermentace, zvláště v prvních týdnech stoupá množství BA v díle, a to až na hodnoty desítek až stovek mg.kg-1. Příčinou často vysokých hodnot histaminu a jiných BA v potravinách je celá řada mikroorganismů s dekarboxylázovou aktivitou. Na prvním místě je třeba uvést zástupce čeledě Enterobacteriaceae (rody Proteus, Klebsiella, Enterobacter). Histidindekarboxylázovou aktivitu mají četné druhy rodu Lactobacillus (L. fermenti, L. brevis atd.). Bover – Cid et al. (2001) označili některé druhy laktobacilů za producenty tyraminu, mezi tyto laktobacily patří i probiotické druhy laktobacilů (L. brevis, L. buchneri, L. sakei, L. curvatus). Bover – Cid et al. (2001) uvádí, že u laktobacilů izolovaných ze salámů nebyla objevena histidindekarboxyláza. Pro omezení nadměrné tvorby BA ve fermentovaných salámech je nutné dodržovat zásady technologie výroby těchto produktů a zvláštní důraz musí být kladen na čerstvost a hygienické ošetření vstupní suroviny.
31
3. ZÁVĚR Fermentované masné výrobky se mohou těšit velké popularitě u spotřebitelů díky jejich jedinečným senzorickým vlastnostem a rozmanitému sortimentu, který nabízejí. V současnosti lidé dbají na zdravý životní styl a proto se masný průmysl stále rozvíjí a snaží se přizpůsobit své výrobky tomuto trendu. Mezi tyto výrobky patří fermentované salámy s probiotickou kulturou. Mikroorganismy, které mají probiotické vlastnosti, musí být lidského původu, jestliže se mají používat v potravinách určených pro lidi, a musí být prokázáno, že jsou pro lidský organizmus neškodné. Jako „probiotika“ se označují živé mikroorganismy, které příznivě ovlivňují rovnováhu trávícího traktu a působí ve prospěch hostitele. Tyto mikroorganismy zvyšují výskyt zdraví prospěšných mikroorganizmů a snižuje počty těch škodlivých v GIT, chrání proti střevním patogenům, využívají se při léčení řady nemocí a také se jim přisuzuje antikarcinogenní účinek. Podávání probiotik může hrát významnou roli u zácpy, průjmu, střevních infekcích, u syndromu dráždivého tračníku, chronického zánětu střeva a v prevenci nemocí močové trubice a celkové zvýšení odolnosti organizmu. Aby se však účinky probiotických výrobků projevily, je třeba je konzumovat pravidelně a vybírat si takové, které obsahují vysoký počet probiotických bakterií. Probiotické mikroorganismy v masných výrobcích nejen že pozitivně působí na zdraví člověka, ale také se některé kmeny mohou chovat jako startovací kultury. Přesto denní konzumaci těchto výrobků musíme zvážit s ohledem na jejich vysoký obsah tuku a soli. Plné zhodnocení probiotického účinku fermentovaných salámů na lidské zdraví není dosud možné, jelikož stále probíhají výzkumy.
32
4. POUŽITÁ LITERATURA AMMOR, M.S., MAYO, B. Selection criteria for lactic acid bacteria to be used as functional starter cultures in dry sausage production : An update. Meat Science [online]. 2007, vol. 76 [cit. 2009-04-25], s. 138-146. ARIHARA, K., et al. Lactobacillus acidophilus Group Lactic Acid Bacteria Applied to Meat Fermentation. Journal of Food Science [online]. 1998, vol. 63, no. 3 [cit. 2009-02-18], s. 544.
BENEŠOVÁ,
L.,
et
al.
Potravinářství
VI.
Praha :
Ústav
zemědělských
a potravinářských informací, 2000. 152 s. ISBN 80-7271-003-6. BLANDINO, A., et al. Review Cereal-based fermented foods and beverages. Food Res. Int [online]. 2003, vol. 36 [cit. 2009-04-25], s. 527-543. BOVER-CID, S., MIGUÉLES-ARRIZADO, J., VIDAL-CAROU, M.C. Biogenic amine accumulation in ripened sausages affected by addition of sodium sulfite. International Journal of Food Microbiology [online]. 2001, vol. 46 [cit. 2009-04-29], s. 95-104. CAPLICE, E., FITZEGRALD,, G. Food fermentations; role of microorganisms in food production and preservativ. International Journal of Microbiology [online]. 1999, vol. 50 [cit. 2009-01-23], s. 131-149. DE CHAMPS, CH., et al. Persistence of colonization of intentinal mucosa by a probiotic strain : Lactobacillus casei subsp. rhamnosus. Journal of clinical mikrobiology [online]. 2003, no. 3 [cit. 2009-04-25], s. 1270-1273. DE VUYST, L., FALONY, G., LEROY, F. Probiotics in fermented sausages. Meat Science [online]. 2008, no. 80 [cit. 2009-04-27], s. 75-78.
ERKKILÄ, S., PETÄJÄ, E. Screening of commercial meat starter cultures at low pH and in the presence of bile salts for potential probiotic use. Meat Science [online]. 2000, vol. 55 [cit. 2009-01-16], s. 297-300.
33
GORNER, F., VALÍK, L. Aplikovaná mikrobiológia požívatín. Bratislava : Malé centrum, 2004. s. 129-131.
GROPPER, S. A. S., SMITH, J. L. Advanced nutrition and human metabolism. Australia : Wadsworth/Cengage Learning, 2009. 600 s. ISBN 978-0-495-11657-8.
HAVENAAR, H., et al. Probiotics: a general view. In: Lactic acid bakteria in health and
dinase.
Elsevier
Applied
Sciences
Publishers
[online].
1992,
vol.
1
[cit. 2009-04-20].
HOLT, G.J., et al. Bergeys manual of determinative bacteriolgy. New york : Springer, 2005. 1388 s. ISBN 0-387-24145-0.
HIU, Yiu H. Handbook of Food products manufacturing : principles, bakery, beverages, cereals, cheese, confectionary, fats, fruits, and functional foods. New Jersey : Wiley-Interscience, 2007. 1131 s. ISBN 978-0-470-12524-3.
HUGAS, M., MONFORT, J.M. Bacterial starter cultures for meat fermentatio. Food Chemistry [online]. 1997, vol. 59, no. 4 [cit. 2009-04-27], s. 547-554.
HUTKINS, R. W. Microbiology and Technology of Fermented Foods. Oxford : Blackwell publishing, 2006. 473 s. ISBN ISBN 0-8138-0018-8.
INGR, I. Produkce a zpracování masa. 1. vyd. MZLU Brno : [s.n.], 2003. 202 s. ISBN ISBN 80-7157-719-7.
INGR, I. Technologie masa. . 1. vyd. MZLU Brno : [s.n.], 1996. 290 s. ISBN 80-7157-193-8.
KAMENÍK, J. Startovací kultury v masném průmyslu. 1. vyd. Praha : Ústav zemědělských a potravinářských informací, 1994. 51 s. ISBN 80-85120-46-1.
KILLER, J., et al. Mikrobiologická charakteristika a obsah probiotik ve vybraných zahraničních a tuzemských probiotických a symbiotických preparátech. In Štětina, 34
Čurda. In ŠTĚTINA, ČURDA. Celostátní přehlídky sýrů 2006 : Sborník přednášek semináře /„Mléko a sýry“/ . Praha : KANAG TISK, 2006. s. 88-89.
KLINGBERG, T.D., BUDDE, B.B. The survival and persistence in the human gastrointestinal tract of five potential probiotic lactobacilli consumed as freeze- dried cultures or as probiotic sausage. International Journal of Food Microbiology [online]. 2006, vol. 109 [cit. 2009-04-27], s. 157-159.
KOHOUT, P. Význam probiotik pro zdravé zažívání. Potravinářská revue. 2008, č. 2, s. 17-18.
KRÖCKEL, L. Use of probiotic bacteria in meat products. Fleischwirtschaft. 2006, n. 86, s. 109-113.
KVASNIČKOVÁ, A. Sacharidy pro funkční potraviny : probiotika - prebiotika symbiotika . 1. vyd. Praha : Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2000. 81 s. ISBN 80-7271-001-X .
PETR, P., KALOVÁ, H. Nutraceutika: Vybrané kapitoly z nutraceutické teorie a praxe. 1. vyd. České Budějovice : Vysoká škola evropských a regionálních studií, 2006. 47 s. ISBN 80-86708-17-9.
PIPEK, P. Technologie masa II.. [s.l.] : [s.n.], 1998. s. 341.
RIVERA-ESPINOZA, Y., ., GALLARDO-NAVARRO , Y. Food mikrobiology. Non-dairy probiotics products, [online]. 2008 [cit. 2008-12-15], s. 20-23.
ROWLAND,
I.
And
benefits
to
human
health-the
evidence
in
favour.
Environ.Microbiologi. 1999, no. 1, s. 375-382.
SCHREZENMEIR, J., DE VRESE, M. Probiotics, prebiotics, and synbiotics approaching a definition.. American Journal of Clinical Nutrition [online]. 2001, vol. 77 [cit. 2009-04-24], s. 361-364.
35
SAARELA, M., et al. Probiotic bacteria: safety, functional and technological properties. Journal of Biotechnology [online]. 2000, vol. 84, no. 3 [cit. 2009-04-24], s. 197-215.
SALMINEN, S., et al. Functional food science and gastrointestinal physiology and function.. British Journal of Nutrition [online]. 1998, vol. 80 [cit. 2009-04-27], s. 147171.
STANTON, C., et al. Market potential for probiotics. American Journal of Clinical Nutrition [online]. 2001, vol. 73, no. 2 [cit. 2009-04-25], s. 476-483.
STARUCH, L., PIPEK, P., SIROTNÁ, Z. Probiotické kultúry vo fermentovaných mäsových výrobkov. In . Sborník souhrnů sdělení XXXIV. Semináře o jakosti potravin a potravinových surovin. [s.l.] : [s.n.], 2008. s. 35. ISBN 978-80-73757-9.
STEINHAUSER, L., et al. Hygiena a technologie masa. [s.l.] : LAST Brno, 1995. 644 s.
ŠILHÁNKOVÁ, L. Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology. Praha : Academia, 2002. 363 s. ISBN 80-200-1024-6.
ŠPELINA, V. Probiotika a startovací kultury. Vědecký výbor pro potraviny [online]. 2006
[cit.
2009-01-12],
s.
15.
Dostupný
z
WWW:
<www.chpr.szu.cz/vedvybor/dokumenty/informace/Info_2006_16_deklas_Probio_SK.p df - >.
TAMIME, A. Probiotic dairy products. 1st edition. Oxford : Blackwell Publishing, 2005. 205 s. ISBN 1-4051-2124-6.
TYÖPPÖNEN, S., PETÄJÄ, E., MATTILA-SANDHOLM, T.M. Bioprotectives and probiotics for dry sausages. International journal of food mikrobiology [online]. 2003, vol. 83 [cit. 2009-03-20], s. 233-244.
VON WRIGHT, Atte. Lactic acid bakteria mikrobiology and functional aspects. Seppo salminen. New york basel : Marcel dekker inc, 1998. 1221 s. ISBN 0-8247-0133-X. 36
Použitá legislativa VYHLÁŠKA č. 264/2003 Sb., ze dne 6. srpna 2003, kterou se mění a doplňuje vyhlášku 326/2001 Sb., kterou se mění o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, pro maso a masné výrobky, ryby, ostatní vodní živočichy a výrobky z nich, vejce a výrobky z nich.
ZÁKON 456/2004 Sb. úplné znění zákona 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů.
Internetové zdroje ANONYM 1. Probiotika a prebiotika [online]. 2008 [cit. 2008-11-14]. Dostupný z
WWW:
dokumenty/Katedra_fyziologie/Probiotika.ppt>.
ANONYM 2. Zeus a Hádes - výrobky s probiotickou mikrobiální kulturou [online]. 2008 [cit. 2008-11-20]. Dostupný z WWW:
.
ANONYM 3. Retrospektivní údaje o spotřebě potravin v letech 1920 – 2006 [online]. 2007
[cit.
2009-02-04].
Dostupný
z
WWW:
.
ANONYM 4. Starter cultures [online]. 2009 [cit. 2009-04-24]. Dostupný z WWW: .
ANONYM 5. Kazdův lovecký MAXI
[online]. 2009
[cit. 2009-04-24]. Dostupný
z WWW: .
HVÍZDALOVÁ, I. Masné výrobky [online]. 2008 [cit. 2009-02-04]. Dostupný z WWW: <www.agronavigator.cz/UserFiles/File/Agronavigator/masn_vrobky.pdf>.
PATÁKOVÁ, P.. Galerie mikroorganismů [online]. 2003 , 13.2.2003 [cit. 2009-02-15]. Dostupný z WWW: .
37
5. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK BA...................................................................biogenní aminy BMK…………………………………………bakterie mléčného kvašení GI…………………………………………… gastrointestinální GIT…………………………………………...gastrointestinální trakt KTJ…………………………………………...kolonie tvořící jednotky
38
6. SEZNAM TABULEK Tab. 1 Obligátně homofermentativní laktobacily…………………………………...….12 Tab. 2 Fakultativně heterofermentativní laktobacily……………………………….…..13 Tab. 3 Obligátně heterofermentativní laktobacily……………………………………...13 Tab. 4 Závady tepelně neopracovaných fermentovaných masných produktů způsobené mikroorganismy…………………............................…………………………………...29
39
7. PŘÍLOHY
40
SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1
Obr. 1 Lactobacillus sake Obr. 2 Lactobacillus casei subsp. casei Obr. 3 Probiotické salámy firmy KMOTR Obr. 4 Salámy s probiotickou kulturou firmy Maso Kazda Obr. 5 Spotřeba vepřového, hovězího a drůbežího masa v ČR
Příloha 2
Tab. 5 Požadavky na vybrané trvanlivé fermentované masné výrobky Tab. 6 Chemické a fyzikální požadavky na vybrané masné výrobky
41
Příloha 1
Obr. 1 Lactobacillus sakei (Patáková, 2003)
Obr. 2 Lactobacillus casei subsp. casei (Patáková, 2003)
42
Obr. 3 Salámy s probiotickou kulturou firmy Kmotr (Anonym 3, 2009)
Obr. 4 Salámy s probiotickou kulturou firmy Maso Kazda (Anonym 5, 2009)
43
Obr 5 Spotřeba vepřového, hovězího a drůbežího masa v ČR v letech 1948-2006 (kg/obyvatele/rok)(Anonym 4, 2009)
¨
44
Příloha 2 Tab. 5 Požadavky na vybrané trvanlivé fermentované masné výrobky dle vyhlášky č. 264/2003 Sb. Výrobek
Základní suroviny
Smyslové požadavky a) konzistence- pružná až tuhá b)
vzhled
a
hovězí maso
vypracování- řez lesklý,
vepřové maso
hladký, barva řezu růžově červená,
jemné
připouští poličan
v nákroji
použití
vlákniny
strojně
odděleného
drůbežího
masa
se
masa výskyt
zrnění, ojedinělý malých
a vzduchových dutinek
strojně c) vůně a chuť- příjemná
odděleného, rostlinných a aromatická po použitých živočišných surovinách,
jiných
bílkovin se nepřipouští
kouři;
přísadách
mírně
výrazněji
a
slaná,
kořeněná,
na
skusu výrobek vláčný až křehký a) konzistence- pružná až tuhá
hovězí maso
b)
vepřové maso
vzhled
v nákroji
a
vypracování- řez lesklý, hladký, barva řezu růžově červená,
herkules
použití
vlákniny
strojně
odděleného
drůbežího
masa
masa a
strojně
odděleného, rostlinných a jiných
živočišných
bílkovin se nepřipouští
připouští výskyt
jemné se
zrnění, ojedinělý malých
vzduchových dutinek c) vůně a chuť- příjemná aromatická po použitých surovinách,
přísadách
a
kouři; průměrně až výrazně 45
slaná, výrazněji kořeněná, na skusu výrobek vláčný až křehký a)konzistence-
tužší,
pružná, b)
vzhled
v nákroji
a
vypracování- mozaika zrn
hovězí maso
převážně o velikosti do
vepřové maso
5mm, bez shluku tukových a libových částic, přípustné
lovecký salám
použití
vlákniny
strojně
odděleného
drůbežího
masa
masa a
strojně
odděleného, rostlinných a jiných
živočišných
bílkovin se nepřipouští
drobné vzduchové dutinky; barva
libových
zrn
uprostřed výrobku sytěji růžová, k okrajům tmavší; tuková zrna tmavší c) vůně a chuť- příjemná, výrazná po uzení, typická pro tento výrobek, ostřeji kořeněná a slaná
a)
konzistence-
tuhá,
pevná,
hovězí maso
b)vzhled
vepřové maso
v nákroji
a
vypracování- nepravidelná mozaika zrn o velikosti do
paprikáš
použití
vlákniny
strojně
odděleného
drůbežího
masa
masa a
strojně
odděleného, rostlinných a jiných
živočišných
bílkovin se nepřipouští
5 mm, bez shluku tukových a libových částic, přípustné drobné vzduchové dutinky; barva
libových
zrn
uprostřed výrobku sytěji růžová, k okrajům tmavší, tuková zrna světlejší, c) vůně a chuť- příjemná,
46
aromatická, kořeněná,
výrazně průměrně
až
výrazně slaná, na skusu křehká a vláčná, výrazná po paprice
Tab. 6 Chemické a fyzikální požadavky na vybrané masné výrobky dle vyhlášky č. 264/2003 Sb. čistá výrobek
obsah masa (% hmot. nejméně)
svalová
bílkovina (% hmot. nejméně)
obsah tuku (% hmot. nejvýše)
poličan
-
16
50,0
herkules
-
14
50,0
dunajská klobása
-
14
55,0
lovecký salám
-
15
50,0
paprikáš
-
14
50,0
47
