Pro sýraře je kvalita finálního produktu klíčovou záležitostí. Zajistit stálou jakost však ve složitém procesu výroby není jednoduché. Především kvalita mléka, nastavení technologie a receptur, hygiena výroby a podmínky zrání jsou faktory, na které je nutné se zaměřit s cílem předejít vzniku vad, které by sýr znehodnotily. Důležitým faktorem jsou i kvalitní mlékárenské kultury, které nabízíme ve svím portfoliu a ke koupi na e-shopu - mlékařské kultury.
CO JE PŘÍČINOU DUŘENÍ SÝRŮ?
Mějte mikroorganismy pod kontrolou.
Jedním z defektů sýrů je duření, které je způsobeno tvorbou plynu. Příčina tvorby nežádoucích ok může být buď mechanická nebo biochemická. Zatímco mechanická příčina je způsobena výrobním zařízením, k biochemické dochází působením mikroorganismů, které se dostanou do mléka během jeho zpracování, kde rozkládají laktózu za vzniku plynů oxidu uhličitého a vodíku.
Rozlišujeme dva typy duření sýrů: RANÉ duření a POZDNÍ duření.
RANÉ duření sýrů
se projevuje nejčastěji ještě před vlastním zráním. Na řezu sýra jsou nepravidelná oka, trhliny nebo drobná očka (Obr. 1)
Příčiny mohou být v mechanickém zpracování sýřeniny, kdy se zalisuje syrovátka do hmoty sýra, protože se aplikuje příliš vysoký tlak na předlisu bez progresivního zvyšování tlaku v průběhu lisování. Vytvoří se pevný povrch (kůrka), která nedovolí syrovátce odtéct. Ke vzniku této vady může dojít i následkem příliš nízkých tlaků při lisování, kdy sýr není dostatečně odkapaný a syrovátka zůstává v sýrovém zrnu.
Častější důvod raného duření sýrů je v mikrobiální kvalitě zpracovávané suroviny. Příčiny mohou být v nedostatečné pasteraci mléka nebo špatně sanitovaném výrobním zařízení. K re-kontaminaci může dojít i přidáním kontaminovaných vstupních surovin, jako je syřidlo, CaCl2 nebo zákys (kultura).
Na rozvoji raného duření sýrů se podílí i pomalé prokysání mléka ve výrobníku, které příliš dlouhým průběhem umožní rozvoj nežádoucí mikroflóry, která je jinak citlivá na nízké pH.
Nejčastější mikroflórou je skupina koliformních bakterií (Enterobacter aerogenes, Escherichia coli), kvasinky a další heterofermentativní bakterie typu Leuconostoc, Lactobacillus atd. V polotvrdých sýrech se může projevit i negativní vliv Clostridium perfringens. Chemicky se jedná o rozklad jednoduchých cukrů na kyselinu mléčnou, octovou, etanol, oxid uhličitý a vodík (Obr. 2).
JAKÉ JSOU NÁSLEDKY DUŘENÍ
Následky raného duření negativně ovlivňují vzhled sýru, jeho mechanické a fyzikální vlastnosti, ale i chuťový profil. Projeví se již při kontaminaci 1.106 CFU, se vzrůstajícím počtem se většinou následky zhoršují. Při nesprávném ošetření mléka je fatální již koncentrace 100–400 CFU mléka, protože koliformní bakterie jsou velmi vitální a jsou schopny se 8—9krát pomnožit během tří hodin.
Většina koliformních bakterií je citlivá na pH, proto je velmi žádoucí, aby matečná kultura (přímé očkování nebo zákys) velmi rychle prokysala mléko na pH nepříznivé pro množení koliformních mikroorganismů. Prevenci raného duření pomůže i použití homofermentativních kultur (zákysu). Na raném duření se zřídka podílí kvasinky, protože vyjma Kluyveromyces lactis jen málo druhů fermentuje přímo laktózu.
POZDNÍ DUŘENÍ sýrů
se projeví až ve zracím sklepě (15 dnů–2 měsíce) a je spojováno s tzv. máselným kvašením. Tato vada se projevuje především u polotvrdých a tvrdých sýrů solených v solné lázni, které mají delší dobu zrání a zrají při vyšších teplotách (eidam, gouda, ementál, gruyère, parmezán). Příčinou bývá především přítomnost klostridií, ale také nedostatečné prokysání nebo prosolení. Pozdní duření se může projevit i u tavených sýrů, protože při masivní kontaminaci klostridiemi již většina buněk vytvořila spory, které mohou přežít i tavící teploty.
Přítomnost spor je v přírodě běžná. Nejčastěji se do mléka dostávají kmeny Clostridium tyrobutyricum, Clostridium butyricum, Clostridium beijerinckii, Clostridium sporogenes. Spory těchto mikroorganismů jsou velmi rezistentní a běžně přežívají pasterační teplotu.
Predispozice rozvoje pozdního duření mohou být také ve vysokém obsahu vody (syrovátky) v sýru tzn. nízká sušina, kdy bylo lisováno velké, nedostatečně vytužené zrno. Příliš nízké pH po lisování, v kombinaci se špatným ošetřením mléka, může přispět k vadám sýrů.
Jak bylo zmíněno, hlavní příčinou pozdního duření jsou sporulující mikroorganismy a jejich spory. Heterofermentativní metabolickou činností vytváří látky, které jsou pro kvalitu sýra fatální.
Nadměrná tvorba plynů – CO2 a H2 (Obr. 3) má vliv na počet a velikost ok. V sýrech s oky vytvořenými řízeným propionovým kvašením vidíme pravidelná oka s hladkým povrchem. Následkem pozdního duření vznikají oka nepravidelná, s deformovaným povrchem a blankami. U sýrů bez ok je pak nežádoucím následkem přítomnost ok jako taková.
Vada je často detekována vizuálně. Sýr je nafouklý a jeho tvar je deformovaný, v krajních případech je sýr silou plynu roztrhán. Někdy je defekt odhalen až při samotném porcování.
Projevy vad se mohou lišit ve svém rozsahu. Vysoká produkce plynu vede k tvorbě vyššího počtu velkých ok, trhlinám v hmotě sýra a intenzivní chuti kyseliny máselné.
Dalším z projevů přítomnosti klostridií mohou být okem viditelné drobné šedozelené tečky představující jejich kolonie (Obr. 4). Pro potvrzení přítomnosti klostridií lze ještě provést analýzu obsahu organických kyselin s ohledem na zvýšené množství kyseliny máselné.
PREVENCE POZDNÍHO DUŘENÍ
Prvním krokem, jak se vyhnout pozdnímu duření při výrobě sýrů, je zajištění kvalitního mléka bez sporotvorných zárodků. Kontaminace by měla být limitována již na úrovni produkce mléka výběrem správně připravené siláže a dostatečnou hygienou při dojení. V případě, že výroba nezahrnuje žádná opatření k inhibici růstu klostridií, se doporučuje mít <10 spor na 100 ml mléka pro výrobu sýrů. Spory, které odolávají pasterizaci, lze při ošetření mléka eliminovat dvěma způsoby: baktofugací a mikrofiltrací.
Baktofugace mléka probíhá v odstředivce za vysokých otáček, kdy za působení odstředivé síly dochází k odstranění spor na základě jejich vyšší měrné hmotnosti. Vzniká odstředivkový kal, tzv. baktofugát, který je odlučován od baktofugovaného mléka. Baktofugované mléko je zbaveno zhruba 90 % spor, při dvoustupňové baktofugaci může být snížení až o 99,9 %. Baktofugát obsahuje bakterie a spory. Pro svůj obsah bílkovin se v některých případech steriluje a vrací zpět do mléka, aby nedocházelo ke ztrátám na výtěžnosti.
K redukci spor lze aplikovat i mikrofiltraci, membránový proces, během kterého dochází k separaci jednotlivých složek mléka. Vzniká koncentrovaný retentát a jako vedlejší produkt permeát. Mikrofiltrace má pak účinek srovnatelný s dvojitou baktofugací. Až 99,9 % spor je takto odstraněno z odstředěného mléka. Smetana však musí být tepelně ošetřena zvlášť, aby se zabránilo ucpání filtračních membrán tukovými kuličkami.
NISIN JAKO ADITIVUM PROTI VZNIKU DUŘENÍ
Existuje několik řešení, jak lze již během výroby sýrů snížit riziko vzniku pozdního duření. Jde o přídavek aditiv od firmy DSM Firmenich se schopností inhibovat jeho původce. Jedním z těchto přípravků je nisin (bakteriocin antibiotické povahy). Jde o peptid, který má velmi nízkou molekulární hmotnost. Má velmi dobré účinky proti řadě patogenních bakterií a je stabilní v kyselých potravinách. V Evropě je registrován jako E234.
Mechanismus jeho působení (Obr. 5) vede k postupnému usmrcení cílových buněk a spočívá v porušení jejich cytoplasmatické membrány. Nisin vytváří komplex s lipidem II, ten prostupuje cytoplazmatickou membránou bakterie a tvoří v ní póry. Tím umožní únik životně důležitých látek z buňky, což vede k poškození až zneškodnění bakterie. V případě spor dochází především k inhibici jejich klíčení (sporostatický až sporocidní účinek) a snížení odolnosti spor proti tepelnému záhřevu.
Ve výrobě je vhodné použití protektivních zákysových kultur (např. Lactococcus lactis, Lactobacillus rhamnosus) s antimikrobiální aktivitou, které produkují bakteriociny. Použití bakteriocinů (např. nisin nebo lacticin), tvořených ochrannými kulturami, může mít inhibiční účinek nejen na nežádoucí bakterie, ale také na zákysové nebo další bakterie, které jsou důležité v procesu zrání. Například inhibice růstu propionových bakterií může vést k menšímu počtu ok v sýru.
Nevýhodou této cesty prevence pozdního duření je nutnost uvedení registrace nisinu E234 na etiketě, čili přiznání chemického aditiva na výrobku.
OCHRANNÉ KULTURY DAIRYSAFE™ JAKO PŘIROZENÝ ZPŮSOB PREVENCE DUŘENÍ
Ochranné kultury DairySafe™ (viz tabulka níže) představují komplexní řešení problematiky pozdního duření zcela přirozeným způsobem, aniž by bylo nutné uvádět nisin na etiketě výrobku. Navíc se nisin nenachází v syrovátce. Přidává se do mléka společně se startovací kulturou. Kultury jsou vybírány z druhů bakterií (Lactococcus Lactis subsp. lactis a Lactococcus Lactis subsp. cremoris), které jsou schopny tvořit přírodní bakteriocin nisin a zároveň jsou schopné okyselit mléko. Tyto kmeny jsou ideální pro inhibici růstu grampozitivních sporotvorných bakterií jako Clostridium tyrobutyricum. Zabraňují nežádoucí fermentaci a tvorbě kyseliny máselné a neovlivňují senzorickou kvalitu výrobků. Více se o kultuře DairySafe™ dozvíte zde.
Níže (Obr. 6) je sýr Gouda. Všechny vzorky na obrázku sýra Gouda (obr. 6) jsou vyrobeny ze stejného mléka kontaminovaného Clostridium tyrobutyricum. Vzorky v levé části (č. 142 a č. 145) obsahují ochrannou kulturu DairySafe™, která viditelně potlačila následky kontaminace. Vedle nich jsou pro porovnání vzorky bez ochranné kultury (č. 151 a č. 154).
Množství produkovaného nisinu se bude lišit podle podmínek a kultur použitých v daném výrobníku. Proto je důležité kontrolovat hladiny nisinu pokaždé, když dojde k nějaké změně. Kvůli interakcím mezi startovací kulturou, DairySafeTM, fágy atd. se hladiny nisinu budou nepatrně lišit v rámci jednotlivých výrob i při použití stejného postupu a dávkování. Během zrání bude nisin rozkládán enzymy přítomnými v sýru.
NISINOVÝ PREPARÁT DELVO® NIS — DALŠÍ PŘIROZENÁ CESTA PROTI DUŘENÍ
Kromě přídavku ochranných kultur lze aplikovat nisinové preparáty. Delvo® Nis je nisinový ochranný prostředek proti G+ bakteriím. Jde o 2,5% nisinový preparát stabilizovaný NaCl v práškové formě. Aktivita nisinu je 1000 IU/mg. Je určený pro různorodé použití: od tavených sýrů, přes konzervované potraviny až po ošetření pivovarských kvasinek. Ideální je pro použití v kyselém prostředí. Nisin působí proti živým buňkám grampozitivních mikroorganismů (např. Bacillus ssp., Clostridium ssp., Listeria, mléčné bakterie). Nisin způsobuje porušení cytoplazmatické membrány buněk a tím ji činí propustnou pro veškeré látky z okolí, což má za následek odumření buňky.
Jeho tepelná stabilita je vysoká, za podmínek 121 °C a expozici 15 minut při pH 3 je 100 %, při pH 5 je 35 %. Při společném použití nisinu a tepelného ošetření je možné snížení teploty ošetření s výslednou lepší senzorikou produktu.
V Evropě je schválené použití pro mlékárenský průmysl při výrobě sýrů zrajících a tavených s max. dávkou 12,5 mg/kg, což odpovídá dávce 500 mg Delvo®Nis/kg. Doporučená dávka Delvo®Nis do tavených sýrů je 0,01—0,05 %.
Dalším inhibičním přípravkem je enzym lysozym (muramidáza) získávaný z vaječných bílků, a proto může být i potenciálně alergenní. Přirozeně se vyskytuje např. ve vejcích, slzách, slinách i mateřském mléce jako ochrana před mikrobiální kontaminací.
Lysozym poškozuje buňky sporulujících grampozitivních bakterií (např. Clostridium) štěpením peptidoglykanové struktury buněčné stěny a má tak silné antibakteriální účinky. Gramnegativní bakterie mají tuto strukturu chráněnou ještě jednou membránou, a proto na ně není lysozym účinný. Lysozym nemá také žádný efekt na kvasinky. V Evropě je registrovaný jako konzervační prostředek E1105 a jeho dávka není limitována.
DELVO®ZYME PRO TVRDÉ SÝRY S DLOUHOU DOBOU ZRÁNÍ
Delvo®Zyme je lysozymový prostředek proti sporulujícím grampozitivním bakteriím (granulovaná forma s 94 % lysozymu a 6 % NaCl). Používá se při výrobě tvrdých sýrů s dlouhou dobou zrání, u sýrů zrajících za vyšších teplot. Při použití doporučených dávek nemá vliv na kysací kultury mléčných bakterií. Aplikuje se do mléka před sýřením rozpuštěný v pitné vodě. Doporučené dávky jsou závislé na aktuální koncentraci sporulátů v syrovém mléce a pohybují se mezi 20—50 g/1000 l.
DUSIČNANY JAKO DALŠÍ CHEMICKÉ ŘEŠENÍ
Při prevenci proti pozdnímu duření lze použít i dusičnany (např. NaNO3 a KNO3). Obvyklá dávka je 15 g NaNO3 a 10—20 g KNO3 na 100 l mléka, záleží ale na úrovni kontaminace. Mechanismus působení dusičnanů je založen na redukci dusičnanů na dusitany zprostředkované xanthin-oxidoreduktázou, která je schopna zpomalit klíčení spor. Xanthin oxidoreduktáza je enzym přirozeně se vyskytující v membráně tukových kuliček. To vysvětluje vyšší citlivost nízkotučných sýrů vůči máselnému kvašení za přídavku dostatečného množství dusičnanů. Vysoká tepelná úprava (82 °C/20 s) inaktivuje xanthin oxidoreduktázu a brání použití dusičnanů. Nadměrné dávkování dusičnanů může změnit barvu sýra, způsobit načervenalé pruhy a negativně ovlivnit chuť. V Evropě jsou registrovány jako E251 (NaNO3) a E252 (KNO3).
DALŠÍ VLIVY NA POZDNÍ DUŘENÍ
Záleží na kontaminaci mléka a na tom, jaké druhy klostridií jsou přítomny. Samotná přítomnost klostridií jako příčina duření nutně neznamená, že k pozdnímu duření dojde. Vada se může při kontaminaci syrového mléka projevit již při relativně nízkých počtech spor, tj. 200—1000 spor/l mléka pro výrobu sýrů.
Druh a formát vyráběného sýra, technologické parametry a podmínky zrání jsou další faktory vzniku vad. Účinky všech těchto vlivů se mohou kombinovat a to je důvod, proč se vada nemusí vyskytnout u všech sýrů.
Mezi faktory mající vliv na pozdní duření může patřit již příprava mléka. Nejen kvalita mléka, ale i například typ zákysu může ovlivnit citlivost sýrů k máselnému kvašení. Sýry vyrobené za použití zákysů s vysokou citrátovou fermentační kapacitou obsahující leukonostoky a citrát-pozitivní kmeny Lactococcus lactis, (zákysy typu LD) mohou být náchylnější k pozdnímu duření než sýry vyrobené ze zákysu obsahujícími méně (zákysy typu L) nebo žádné citrátové fermentační kmeny (zákysy typu O).
Důležité jsou i fyzikálně-chemické vlastnosti finálního výrobku. Faktorem, který zvyšuje riziko máselného kvašení, je relativně vysoké pH jako následek nedostatečného prokysání. K tomu může dojít při vysokém pH při sýření, přidáním kultur s nedostatečnou kysací aktivitou, při příliš rychlém zahřátí, příliš krátké acidifikaci či vysokém obsahu laktózy během vyklápění z forem.
I sůl hraje roli. Sýry solené v solné lázni jsou citlivé na pozdní duření, protože trvá řádově několik týdnů, než sůl difunduje z vnějšku do středu a než se dosáhne dostatečně vysoké koncentrace v celé hmotě sýra potřebné pro inhibici klíčení spor klostridií. Proto riziko máselného kvašení z důvodu nedostatečného prosolení stoupá s velikostí sýra a je vyšší u receptur se sníženým obsahem soli. Nedostatek soli v sýrech může být také způsobený nevhodnou solankou.
Vysoká teplota zrání může zvýšit riziko máselného kvašení. Sýry zrající ve fólii jsou proto méně náchylné na pozdní duření než přirozeně zrající sýry, pokud je zachováno chlazení. Rizikem může být příliš vysoká vlhkost zrání.
Pro snížení rizika vzniku pozdního duření jsou tedy nutná vhodně zvolená preventivní opatření a v neposlední řadě správně nastavená výrobní technologie.
JSME TU PRO VÁS
Možností, jak zamezit duření je mnoho. Naše společnost spolu s výrobcem mlékárenských ingrediencí DSM Firmenich hledají vždy to nejlepší řešení pro vaši výrobu. Nabízíme několik cest eliminace duření přirozenou cestou, tedy bez přidání aditiv, které je nutné uvádět na etiketě.
Naši specialisté vám poskytnout technologickou podporu a doporučí na základě vašich požadavků optimální řešení, kontaktujte nás.
Veškeré informace o našich mlékárenských ingrediencích si můžete přečíst na našich stránkách:
Podívejte se i na nabídku v našem e-shopu:.jpeg)
