Zuursel in de hoevezuivelproductie

TAD Zuivel, ILVO april 2006

1

Zuursel in de hoevezuivelproductie

Menig hoevezuivelaar heeft ze in huis en gebruikt ze dagelijks voor de yoghurt-, kaas- en/of boterbereiding. Niemand zal tegenspreken dat ze belangrijk zijn voor de verschillende productieprocessen in de thuisverwerking, maar wat is nu een zuursel, ferment of startercultuur eigenlijk en wat doet het precies? Auteurs: I. De Boosere, K. Coudijzer & G. Vlaemynck Melkzuurbacteriën De melkzuurbacteriën kunnen op 3 manieren worden ingedeeld, op basis van hun optimale groeitemperatuur, op basis van de producten die ze kunnen vormen uit melksuiker en op basis van hun functie. 1)

Op temperatuursbasis worden er 2 soorten onderscheiden: de mesofiele en de thermofiele bacteriën. De mesofiele soorten groeien het best bij temperaturen van 30 - 33 °C en worden gebruikt bij de boter-, kaas- en platte kaasproductie. Vandaar dat kaas wordt gestremd bij 30 - 32 °C, de melkzuurbacteriën leven dan bij hun favoriete temperatuur en kunnen het snelst groeien en de melk laten verzuren.

Thermofiele melkzuurbacteriën daarentegen verkiezen hogere,

“tropische” temperaturen van 40 - 45 °C. Ze worden toegevoegd bij de bereiding van yoghurt en verschillende types kaas, waaronder de Italiaanse Pasta Filata zoals mozzarella. 2)

De homofermentatieve melkzuurbacteriën of zuurvormers zetten, zoals de naam doet vermoeden, het melksuiker hoofdzakelijk om tot melkzuur. De zuurvormers vormen hierdoor de basis van een zuursel. De heterofermentatieve melkzuurbacteriën of aromavormers vormen naast melkzuur nog stoffen die kunnen bijdragen tot de smaak, zoals azijnzuur, maar ook andere stoffen, denken we aan koolzuurgas of CO2 die ogen vormt in de kaas. Voorbeelden van zuurvormers zijn Lactococcus lactis, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus en Streptococcus thermophilus, deze laatste 2 bacteriën zijn trouwens beter bekend als de yoghurtbacteriën. Tot de aromavormers behoren de Leuconostoc species. Of zuurvormers en/of aromavormers aanwezig zijn in een zuursel bepaalt op zijn beurt het type zuursel: 0-zuursel (“nul”zuursel) bevat alleen zuurvormers, meer bepaald Lactococcus lactis en/of

1


2

Lactococcus cremoris. cheddarkaas.

Dit zuursel wordt gebruikt bij de productie van cottage cheese en

Dit verklaart waarom cheddarkaas geen gaten heeft, deze melkzuurbacteriën

vormen namelijk geen nevenproducten zoals koolzuurgas. De andere types zuursel (L-, D- en LD-) bevatten naast één of beide van deze “basis”zuurvormers daarbovenop ook aromavormers. Deze L en D hebben overigens niets te maken met het al dan niet aanwezig zijn van links- of rechtsdraaiend melkzuur, maar wel met de naamgeving van de aanwezige bacteriën. L-zuursel, vroeger B-zuursel genaamd, bevat bovenop de basiszuurselbacteriën ook een aromabacterie behorende tot de familie Leuconostoc die enig koolzuurgas (oogvorming) en diacetyl (boteraroma) vormt. De “L” werd trouwens afgeleid van “Leuconostoc”. Het botersmaakje maakt het zuursel al dan niet bruikbaar voor een bepaalde bereiding. Het zuursel kent toepassingen in de boter-, kaas- en kwarkproductie. In D-zuursel daarentegen zit er geen Leuconostoc, maar Lactococcus diacetylactis (“D” van “diacetylactis”) die niet alleen de nevenproducten koolzuurgas en het boteraroma produceert, maar ook een weinig acetaldehyde of yoghurtaroma. Dit zuursel wordt bijgevolg zelden gebruikt voor de boterbereiding aangezien boter met een yoghurtsmaakje ongewenst is. In een LD-zuursel worden naast het basiszuursel met zuurvormers, zowel Leuconostoc sp. als Lactococcus diacetylactis als aromavormers teruggevonden. Dit zuursel moet echter met de nodige zorg worden gekweekt aangezien het evenwicht tussen L. diacetylactis en Leuconostoc sp. heel temperatuursgevoelig is. Het zuursel is voor de bereiding van verschillende zuivelproducten (boter, karnemelk, kwark en diverse kaassoorten) bruikbaar omdat het yoghurtaroma er niet zo uitgesproken is als in D-zuursel. Een samenvatting van deze verschillende soorten zuursels en de erin aanwezige bacteriën, met hun volledige naamgeving, vindt u in tabel 1. 3)

Alle bacteriën van de 0-, L-, D- en LD-zuursels worden ingedeeld onder de basiszuurselbacteriën. Het zijn bacteriën die reeds jaren worden gebruikt en die minimaal noodzakelijk zijn voor de productie van bijvoorbeeld boter.

De laatste decennia is de

“zuurselmarkt” verder geëvolueerd op het vlak van de aanvullende zuursels. Deze zuursels zijn niet noodzakelijk voor de zuivelproductie, maar zorgen voor een meerwaarde. Een typisch voorbeeld is de toevoeging van een bacteriestam met een gezondheidsbevorderend effect, de probiotica. Enkele voorbeelden volgen verder in dit artikel.

2


3

Functie De taken van het zuursel zijn heel veelzijdig en voor de selectie van een geschikt zuursel dient te worden nagedacht over het gewenste eindproduct, bespreek dit zeker met uw leverancier. 1)

Zoals reeds werd vermeld, breken de melkzuurbacteriën melksuiker af tot melkzuur met een pH-daling (daling in de zuurtegraad) als gevolg. Deze verzuring beschermt de producten tegen ziekteverwekkende en andere, technologisch ongewenste, bacteriën. Een lage zuurtegraad remt daarenboven de groei van de melkzuurbacteriën zelf. Daarenboven beperkt de aanwezigheid van een grote hoeveelheid toegevoegde melkzuurbacteriën de groei van schadelijke bacteriën door de onderlinge competitie voor voedingsstoffen.

2)

Een andere taak van zuursel is te vinden op technologisch vlak, de verzuring bevordert namelijk ook de samentrekking van de kaaswrongel en bevordert hierdoor de weiuitdrijving bij de kaasbereiding. Melkzuurbacteriën spelen ook een rol in de eiwitafbraak en in mindere mate in de vetsplitsing die voor de bewaring van melk en melkdranken ongewenst is, maar belangrijk is voor de smaak en geur tijdens de kaasrijping.

3)

De aromavormers vormen daarenboven allerhande nevenproducten die belangrijk zijn voor de smaak en de geur van zuivelproducten. Denken we aan het boter- en yoghurtaroma.

4)

Ook kan het zuursel een rol spelen bij de opbouw van de structuur en textuur van het product, zoals de oogvorming in kaas door koolzuurgas. Het bacterieel slijmkapsel van sommige bacteriën draagt bij tot het mondgevoel van yoghurt.

5)

De keuze van geselecteerde, aanvullende melkzuurbacteriën en andere bacteriën heeft de laatste jaren een echte “boom” gekend, denken we aan de functionele melkdranken en yoghurt aangerijkt met probiotica, zoals Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei en Bifidobacterium sp., lichaamseigen darmbacteriën die de goede darmwerking stimuleren. Ook kan er worden geselecteerd op bacteriën die melksuiker enkel omzetten naar het gemakkelijker verteerbaar rechtsdraaiend melkzuur of D-melkzuur.

De typische

yoghurtbacteriën bijvoorbeeld produceren ongeveer 50 % linksdraaiend en 50 % rechtsdraaiend melkzuur.

Door selectie van de bacteriecultuur kan de verhouding tussen links- en

rechtsdraaiend melkzuur wisselen.

Zo werden er vooral voor zuigelingen, die minder

linksdraaiend melkzuur kunnen afbreken, voedingsmiddelen met deze melkzuurbacteriën ontwikkeld. Methoden voor de zuurselbereiding Er zijn drie methodes voor de zuurselbereiding. U kiest best zelf welke methode u wenst te gebruiken afhankelijk van de benodigde hoeveelheid, de kostprijs, de tijd, plaats en de

3


4

hygiënemaatregelen die u ter beschikking heeft voor de bereiding van het zuursel. Belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de kweek van zuursel zijn de kweektemperatuur, de kweekduur, het entpercentage en de voedingsbodem. Bij de kweek dient er uiterst nauwkeurig en hygiënisch te worden gewerkt zodat de eigenschappen van het zuursel zoveel mogelijk stabiel kunnen worden gehouden en besmetting met andere organismen (bacteriofagen, gisten en schimmels) wordt voorkomen. 1)

De omslachtigste, traditionele en meest risicovolle manier om zuursel te bereiden is via een stam- of moedercultuur. Deze volgroeide en actieve cultuur vormt de basis voor de entcultuur. Voor het aanhouden van een gezonde cultuur dient een deel van de moedercultuur dagelijks te worden overgeënt op steriele melk (vrij van antibiotica en reinigingsmiddelen).

Mesofiele

culturen dienen ongeveer 20 uur bij 20°C te worden geïncubeerd aan een inentingspercentage van 0,5 - 1 % en thermofiele gedurende een paar uren bij 40 - 45°C aan een lager percentage. Als het zuursel voldoende is doorgezuurd, wordt het in de koelkast verder bewaard gedurende max. 36 uur. Overenting dient te gebeuren buiten het bereidingslokaal in een propere, droge ruimte waar niet met zuivel wordt gewerkt om een verschuiving in de bacteriële flora en een besmetting met fagen te voorkomen. Uit het moederzuursel wordt een dag voor de productie het bedrijfs- of grootzuursel aangemaakt. De entcultuur wordt uiteindelijk bekomen uit dit grootzuursel. 2)

Een meer toegepaste en minder omslachtige methode slaat de stap van het moederzuursel over. De producent koopt hierbij zuursel aan waaruit het bedrijfszuursel wordt onder strikt hygiënische omstandigheden gekweekt na oplossing van het zuursel in een speciaal melkpoeder. Uit het bedrijfszuursel wordt het uiteindelijke entmateriaal gehaald.

3)

De eenvoudigste, veiligste en bedrijfszekerste methode, is de aankoop van zuurselconcentraten of gevriesdroogde (= gelyofilseerde) zuursels die rechtstreeks aan de melk worden toegevoegd. Hoewel de aankoop van dit zuursel duurder is, is er geen tijdsopslorpende kweek met het daarbij benodigde materiaal en infrastructuur meer nodig. Deze methode heeft de afgelopen jaren op de hoeve steeds meer terrein gewonnen.

Zuurseltoediening 1)

In melk komen van nature melkzuurbacteriën voor. Het spreekt vanzelf dat na een pasteurisatie of andere hittebehandeling niet alleen pathogene kiemen, maar ook de gewenste melkzuurbacteriën worden afgedood. Deze dienen bijgevolg opnieuw te worden toegediend voor een goeie fermentatie en voor de biologische veiligheid van uw product.

Een

technologisch ongewenste bacterie, zoals een boterzuurbacterie, of een pathogene bacterie, zoals

4


5

Listeria monocytogenes, heeft namelijk bij een nabesmetting, in de afwezigheid van andere bacteriën, het hele rijk voor zich. Zo kan het zuivelproduct worden overwoekerd door deze ene, ongewenste soort. 2)

Een andere reden voor het toedienen van zuursel is een betere procesbeheersing en de mogelijkheid voor een procesaangepaste selectie van de soorten melkzuurbacteriën zodat door een verkeerde verzuring geen hele productlijn dient te worden afgeschreven. Bij spontane verzuring is de verzuringduur namelijk niet constant en is de verzuring sterk afhankelijk van de aanwezige (melkzuur)bacteriën in de melk. De producenten van rauwmelkse hoeveboter die geen zuursel toevoegen, zullen dit probleem herkennen.

3)

De huidige melkwinning en de koele bewaring van de melk in koeltanks, zorgde namelijk de afgelopen decennia niet enkel in een daling van het kiemgetal, maar ook in verschuiving van de aanwezige “soorten” bacteriën.

Vandaag de dag komen vooral koudelievende

bacteriesoorten (=psychrotrofen), zoals Pseudomonas sp., voor in rauwe koeltankmelk. Hoe langer de melk bij lage temperatuur wordt bewaard, hoe meer deze koudelievende soorten het overwicht in de melk zullen krijgen. Aangezien Pseudomonas sp. geen bijdrage levert tot de verzuring, zal deze bijgevolg langer duren.

Bovendien draagt Pseudomonas sp. bij tot de

eiwitafbraak en kan zodoende de oorzaak zijn van een minder lange houdbaarheid van zuivelproducten. Het toedienen van een zuursel, en dus melkzuurbacteriën, zou dus niet alleen de verzuring versnellen, maar ook de overwoekering van Pseudomonas sp. verminderen door de onderlinge competitie in voedingsstoffen van de bacteriën. De melk dient hiervoor zo vers mogelijk te zijn bij de inenting met zuursel. Factoren die de zuurvorming beïnvloeden Er zijn verschillende oorzaken van een niet of slecht op gang komende verzuring. Allereerst kan de oorzaak bij de keuze van het zuursel liggen. Bijkomende factoren zijn: 1) Reinigings- en desinfectiemiddelen hinderen de melkzuurbacteriën. 2) Antibiotica werd ontwikkeld om bacteriën af te doden en zal dit ook doen met de melkzuurbacteriën. Het is dus interessant om voor de productie een Delvotest of andere antibioticatest uit te voeren. De yoghurtbacterie Streptococcus thermophilus is bijvoorbeeld zeer gevoelig voor penicilline. Verschillende hoevezuivelaars gaan ervan uit dat indien hun melk tijdens de kaas- of yoghurtbereiding fermenteert dit een teken is dat er geen antibiotica aanwezig zijn, maar de realiteit is anders. Een zuursel bestaat namelijk uit verschillende soorten bacteriën die ieder een andere gevoeligheid hebben ten opzichte van antibiotica, zoals ook de ene mens vatbaarder is voor een griepje dan een ander. Bijgevolg kan bij de

5


6

kaasbereiding de kaasmelk wel goed verzuren, maar de smaak, textuur of de oogvorming niet goed zijn. Dit valt als volgt eenvoudig te verklaren, de zuurvormers die minder hinder ondervinden van de antibiotica fermenteren de melk, maar de aromavormers die meer worden geremd in hun groei produceren geen aromastoffen meer. 3) De methode van zuurselbereiding heeft ook een invloed op de activiteit van de starterculturen. Indien gelyofiliseerd zuursel wordt gebruikt, zou de zuurvorming goed moeten

verlopen.

Zorg

ervoor

dat

de

bewaaromstandigheden

en

andere

leveranciersinstructies (o.a. procestemperatuur, inentingspercentage) nauwlettend worden opgevolgd voor een optimale fermentatie. Het is steeds interessant om een certificaat en/of garanties aan uw leverancier te vragen, deze kan u dan ook toevoegen aan uw kwaliteitssysteem of autocontroleplan. Een gemakkelijke methode om na te gaan of het zuursel gezond is, bestaat uit een korte startcontrole en procesopvolging tijdens de verzuring: het zuursel 1) moet fris ruiken en smaken, 2) vormt na het roeren een gladde massa (indien vloeibaar), 3) vertoont een goede zuringssnelheid, 4) is niet zichtbaar gecontamineerd en 5) zorgt voor een voldoende daling in de zuurtegraad (via pH-meting of titratie). 4) Een andere factor die de verzuring beïnvloedt, is de melksamenstelling: zomermelk is verschillend van wintermelk, maar ook de aanwezige mineralen en melkvetzuren via de keuze van het voeder van de dieren kunnen een rol spelen. Zo zijn er in het late najaar-begin van de winter meer natuurlijke bacteriegroeiremmende stoffen in de melk aanwezig die het zuursel in haar groei kunnen belemmeren. 5) Pasteurisatie (vooral hoogpasteurisatie) bevordert dan weer het verzuringsproces aangezien een

verhitting

natuurlijke

bacteriegroeiremmende

stoffen

en

lipasen

(stoffen

verantwoordelijk voor de vetafbraak) vernietigt en de afbraak van de eiwitstructuur meer voedingsstoffen voor de bacteriën oplevert. 6) Een ander probleem waarmee thuisverwerkers worden geconfronteerd zijn fagen. Jammer genoeg kunnen zelfs hygiënische kweekomstandigheden faaginfecties niet volledig uitsluiten. Bacteriofagen kunnen namelijk niet enkel via contact, maar ook via de lucht de melk infecteren. Bovendien overleven ze laagpasteurisatie en zijn ze tamelijk goed bestand tegen reinigings- en desinfectiemiddelen. Zuivelafval, afvoerputjes, werkkledij en handen zijn ideale voedingsbodems voor fagen. De kaaswei dient hierom zo snel mogelijk uit uw lokaal te worden verwijderd. Doordat bacteriofagen zeer bacteriespecifiek zijn, vallen ze slechts één welbepaalde bacterie aan. Het is dus aangewezen om met een andere niet-faagverwante cultuur voort te kweken na een infectie. Hoevezuivelproducenten die gebruikmaken van

6


7

aangekochte zuursels kunnen met niet-faagverwante zuurselculturen roteren om een infectie te voorkomen. Toepassing van zuursels

Yoghurt Yoghurtculturen bevatten de 2 yoghurtbacteriesoorten, Streptococcus thermophilus en Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Zonder de aanwezigheid van aanzienlijke hoeveelheden van deze 2 bacteriën, in levende vorm, mag volgens de wet het eindproduct in België namelijk geen yoghurt worden genoemd, maar is dit een gefermenteerd product. Beide yoghurtculturen werken samen (protocoöperatie) bij de bereiding van yoghurt. L. bulgaricus, hoofdzakelijk verantwoordelijk voor de yoghurtsmaak, heeft voor zijn groei stoffen nodig die worden geproduceerd door S. thermophilus. Het behoud van een evenwicht tussen beide bacteriën is dus belangrijk in de kweek van yoghurtfermenten. Voor de bereiding van roeryoghurt kunnen stammen worden geselecteerd die extra slijm vormen en zo bijdragen tot het mondgevoel. Ook aanvullende melkzuurbacteriën met gezondheidsbevorderend effect worden vaak toegediend.

Kaas Naast de bacteriën die reeds werden besproken, worden in de kaasbereiding nog aanvullende bacterie- en schimmelculturen benut zoals propionzuurbacteriën (oogvorming bij Emmentaler), Brevibacterium linens (roodsmeerbacterie op de korst van Herve), Penicillium roquefortii en P. camemberti (roquefort, camembert en brie), enzovoort.

Boter Ook boter wordt meer en meer bereid door het toedienen van een zuursel. Dit zou het aantal besmettingen van hoeveboter met Listeria monocytogenes, een ziekteverwekker, aanzienlijk kunnen doen dalen doordat de boter zo kan rijpen gedurende een kortere tijdspanne in een gesloten vat. L. monocytogenes is namelijk een omgevingsbacterie en kan de boter infecteren bij blootstelling aan de omgeving. Het boteraroma, diacetyl, wordt door de aromavormers Leuconostoc sp. en Lactococcus diacetylactis gevormd uit citroenzuur in een voldoende zure en zuurstofrijke omgeving.

Er wordt in de

boterbereiding meestal 3-8% van een LD-zuursel ingeënt aangezien een D-zuursel te veel yoghurtaroma zal produceren. Bij een goede verhouding aan zuurvormers/aromabacteriën wordt het acetaldehyde of yoghurtaroma omgezet tot ethanol door de Leuconostoc sp. uit het LD-zuursel en blijft het diacetyl of boteraroma voldoende behouden.

7


8

Tabel 1. Verschillende soorten zuursels met exacte naamgeving van voorkomende bacteriën. Soort zuursel

zuurvormers

aromavormers

0-zuursel

- Lactococcus lactis subsp. lactis

afwezig

- Lactococcus. lactis subsp. cremoris L-zuursel

- Lc. lactis subsp. lactis - Lc. lactis subsp. cremoris

een Leuconostoc : a) Leuc. mesenteroides subsp. cremoris, b) Leuc. lactis, c) Leuc. mesenteroides subsp. dextranicum of d) Leuc. mesenteroides subsp. mesenteroides

D-zuursel


Lc. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis

LD-zuursel


Lc. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis en een Leuconostoc : a) Leuc. mesenteroides subsp. cremoris, b) Leuc. lactis, c) Leuc. mesenteroides subsp. dextranicum, of d) Leuc. mesenteroides subsp. mesenteroides

Enkele begrippen zuursel

= ferment, = startcultuur

mesofiele bacteriën

bacteriën die gematigde temperaturen verkiezen

thermofiele bacteriën

bacteriën die tropische temperaturen verkiezen

zuurvormer

melkzuurbacterie die melksuiker enkel omzet tot melkzuur

aromavormer

melkzuurbacterie die uit melksuiker naast melkzuur ook andere stoffen die bijdragen tot de smaak of textuur produceren

diacetyl

boteraroma

acetylaldehyde

yoghurtaroma

probioticum

een levend microbieel voedingsingrediënt dat, wanneer het in voldoende hoeveelheden wordt ingenomen, een gezondheidsbevorderend effect heeft

nulzuursel

zuursel dat enkel bestaat uit de basis zuurvormers

LD-zuursel

zuursel bestaande uit zuurvormers en verschillende soorten aromavormers (die zowel het boter- als het yoghurtaroma aanmaken),

8


9 wordt vaak voor de bereiding van verschillende zuivelproducten gebruikt

rechtsdraaiend D-melkzuur

melkzuur dat gemakkelijker afbreekbaar is door de lever. Als het melkzuur in het laboratorium onder een polarisatiemicroscoop wordt onderzocht, wordt de lichtstraal waarin de moleculen worden bekeken naar rechts afgebogen

psychrotrofen

koudelievende bacteriën, groeien bij temperaturen onder de 7 °C

gelyofiliseerd zuursel

gevriesdroogd zuursel

vriesdrogen

Bij vriesdrogen wordt het product als geheel bevroren, waarna het grootste deel van het bevroren water wordt verwijderd door sublimatie. Bij sublimatie worden de ijskristallen omgezet naar waterdamp, zonder eerst in vloeibaar te worden. Dit proces behoudt de structuur en de biologische activiteit van het product.

Voor

voedingsmiddelen is het belangrijkste voordeel dat de smaak (bacterio)fagen

behouden blijft. virussen die specifiek bacteriecellen van 1 bacteriestam vernietigen

Referenties o M.C. Van Der Haven & H. Oosterhuis (1991). Boerenzuivel o Cursus Hoevezuivel en probiotica, Hogeschool Gent, Tony Ruyssen o G. Vlaemynck, In: BCZ-cursus o P. Walstra, T.J. Geurts, A. Noomen, A. Jellema & M.A.J.S. Van Boekel (1999). Marcel Dekker Inc., Walstra, P.; Geurts, T.J.; Noomen, A.; Jellema, A. & Van Boekel, M.A.J.S. (1999). Dairy Technology. Principles of Milk Properties and Processes. 727 p.

Deze informatie werd door het Vlaams Gewest met de meeste zorg en nauwkeurigheid opgesteld. Er wordt evenwel geen enkele garantie gegeven omtrent de juistheid of de volledigheid van deze informatie. De gebruiker van deze brochure ziet af van elke klacht tegen het Vlaams Gewest of zijn ambtenaren, van welke aard ook, met betrekking tot het gebruik van de via deze brochure beschikbaar gestelde informatie. In geen geval zal het Vlaams Gewest of zijn ambtenaren aansprakelijk gesteld kunnen worden voor eventuele nadelige gevolgen die voortvloeien uit het gebruik van de via deze brochure beschikbaar gestelde informatie.

9

Zuursel in de hoevezuivelproductie

Recommend Documents