Δημοσιεύθηκε την Σχολιάστε

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία – Πού θα το χρησιμοποιήσω?

πρωτοσέλιδο - Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?

Ποιά Είδη τα οποία ανήκουν στο Γένος Lactococcus μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία?

Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Μορφολογικά χαρακτηριστικά

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Lactococcus είναι οξυγαλακτικά βακτήρια.

Αυτοί, οι μικροοργανισμοί έχουν σχήμα κόκκων, [εξ ου και η ονομασία Lacto – coccus (Λακτό-κοκκοι)].

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Τυρί Φέτα. Ως καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures), για την παρασκευή, του τυριού Φέτα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί α) το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis και, β) το Είδος  Lactococcus lactis subsp. cremoris.

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Lactococcus, μπορεί να βρίσκονται ανά μονάδες, ή μπορεί να βρίσκονται σε ζεύγη ή ακόμα, μπορεί να παρατάσσονται ο ένας δίπλα στον άλλο, σχηματίζοντας αλυσίδες, συχνά, αρκετά μακριές.

Οξυγαλακτικά Βακτήρια του Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Ποιά είναι τα χαρακτηριστικά των μικροοργανισμών, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Lactococcus 

Οι μικροοργανισμοί, των διαφόρων Ειδών, του γένους  Lactococcus, ζυμώνουν, τα σάκχαρα, με ομοιοζυμωτικό τρόπο παράγοντας την L(+) μορφή του γαλακτικού οξέος.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Καμπύλες όξυνσης για το μεσόφιλο οξυγαλακτικό βακτήριο το οποίο ανήκει στο Είδος Lactococcus lacctis cremoris. Δείτε ότι όταν η θερμοκρασία επώασης του γάλακτος είναι 32℃ τότε, η όξυνση του γάλακτος (pH: 4.4) μπορεί να διαρκέσει λιγότερο από 5.5 ώρες. Όμως εάν εμείς αποκλίνουμε από αυτήν την ιδανική θερμοκρασία επώασης τότε η όξυνση του γάλακτος μπορεί να καθυστερήσει σημαντικά.

Πολλές φορές, χρησιμοποιούμε, αυτούς, τους μικροοργανισμούς, ως ”Μαγιά”, διότι, εμείς δεν θέλουμε την παραγωγή παράπλευρων προϊόντων όπως, είναι η αιθανόλη, το οξικό οξύ, το CO2.

Δείτε: Τί θα πρέπει οπωσδήποτε να ξέρω για τις καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) στα γαλακτοκομικά προϊόντα?

Τα Είδη, του γένους Lactococcus, είναι μεσόφιλοι μικροοργανισμοί.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Μοντέλο της πρωτεολυτικής οδού του Lactococcus lactis. Το βακτήριο αυτό φέρει μία πρωτεϊνάση προσδεδεμένη στη μεμβράνη (PrtP), η οποία διασπά τις καζεΐνες του γάλακτος. Επίσης το βακτήριο αυτό φέρει ένα σύστημα μεταφοράς ολιγοπεπτιδίων (Opp), σύστημα(τα) μεταφοράς δι-/τρι-πεπτιδίων, καθώς και σύστημα(τα) μεταφοράς αμινοξέων. 

Οι μικροοργανισμοί, αυτοί, αναπτύσσονται στους 10℃, αλλά όχι στους 45℃.

Οι μικροοργανισμοί, αυτοί, παρουσιάζουν ανοχή, όταν, το περιβάλλον, μέσα στο οποίο αναπτύσσονται έχει αλατοπεριεκτικότητα (σε NaCl), της τάξης του 2%.

Τα Είδη, του γένος Lactococcus, δεν αναπτύσσονται σε περιβάλλον με υψηλή τιμή αλατότητας.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Λυοφιλιωμένες Γαλακτοκομικές Καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) υψηλής συμπύκνωσης (highly concentrated) με την μορφή DVS. Ποιά καλλιέργεια εκκίνησης εγώ να χρησιμοποιήσω? Η κάθε καλλιέργεια τυροκομίας αναφέρει το ποιό Είδος του Γένος Lactococcus περιέχει?

Έτσι, όταν, οι συνθήκες για την παρασκευή, ενός γαλακτοκομικού προϊόντος, απαιτούν την χρήση υψηλών ποσοτήτων άλατος, τότε, η ”Μαγιά” μας θα πρέπει να περιέχει και τους κατάλληλους αλατοάντοχους μικροοργανισμούς.

Οξυγαλακτικά Βακτήρια του Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία

Οι μικροοργανισμοί, αυτοί, έχουν μικρή πρωτεολυτική δραστηριότητα.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Τα Στελέχη (strains) ακόμα και του ίδιου Είδους μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. Επίδραση της θερμοκρασίας στον χρόνο γενεάς (generation time) σε τρία Στελέχη του μεσόφιλου οξυγαλακτικού Είδους Lactococcus lactis. Καμπύλη 1: Lactococcus lactis subsp. lactis, Καμπύλη 2: Lactococcus lactis subsp. cremoris, και Καμπύλη 3: Lactococcus lactis subsp. cremoris. Όσο απομακρυνόμαστε από την ιδανική θερμοκρασία επώασης τόσο ο χρόνος γενεάς θα αυξάνει.

Συνεπώς, όταν, το τελικό προϊόν θα πρέπει να έχει έντονη γεύση και άρωμα, τότε, η ”Μαγιά” μας θα πρέπει να περιέχει μικροοργανισμούς  με περισσότερο έντονη πρωτεολυτική δραστηριότητα.

Δείτε: Μεσόφιλα Οξυγαλακτικά Βακτήρια στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Ποιά να επιλέξω?

Ο ρυθμός παραγωγής, του γαλακτικού οξέος, από τα Είδη, του γένους Lactococcus, είναι μέτριος προς χαμηλός.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Βούτυρο. Για την παρασκευή του βουτύρου θα χρησιμοποιηθεί το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis. Το Είδος αυτό ζυμώνει τα κιτρικά του γάλακτος και παράγει άρωμα.

Ακολούθως, όταν θέλω να αναπτυχθεί υψηλή οξύτητα σε μικρό χρονικό διάστημα, στο γαλακτοκομικό προϊόν,τότε, εγώ θα χρησιμοποιήσω αυξημένη ποσότητα ”Μαγιάς”.

Ή εναλλακτικά, εγώ, στην ζύμωση, θα πρέπει να εμπλέξω περισσότερο οξυπαραγωγικούς μικροοργανισμούς.

Η ανοχή, την οποία εχουν οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι  ανήκουν στα Είδη, του γένους Lactococcus, σε χαμηλές τιμές pH, είναι μικρή.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Φτιάχνω εμπορικό ξινόγαλα με καλλιέργειες DVS. Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι εμπλέκονται στην παρασκευή, του ξινογάλακτος, (συνήθως), εμπεριέχουν Είδη του γένους Lactococcus.

Συμφώνως, τα Είδη του γένους Lactococcus αναστέλλουν τη δράση τους σε χαμηλές τιμές pH.

Βέβαια, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι κάθε Είδος αποτελείται από διάφορες κατηγορίες Στελεχών (strains).

Τα Στελέχη, αυτά, μπορεί να διαφοροποιούνται σημαντικά μεταξύ τους.

Γένος Lactococcus στην γαλακτοκομία - Πού θα το χρησιμοποιήσω?
Τυρί Κατίκι. Το Κατίκι είναι ένα μαλακό αλειφόμενο φρέσκο τυρί τύπου Quark. Για την παρασκευή, αυτού, του τυριού, χρησιμοποιούνται Eίδη του γένους Lactococcus. 
Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Είδη του γένους Lactococcus 

Παρόλο πού το γένος Lactococcus περιλαμβάνει το το Είδος Lactococcus garvieae, το Είδος Lactococcus piscium και το Είδος Lactococcus raffinolactis, εντούτοις στην γαλακτοκομία – τυροκομία το σημαντικότερο Είδος, του γένους Lactococcus, είναι το Είδος Lactococcus lactis.

Το Είδος, αυτό, διαιρείται κύρια στο υποείδος Lactococcus lactis subsp. lactis και στο υποείδος  Lactococcus lactis subsp. cremoris.

Ζυμωμένο γάλα Filmjölk, με προέλευση από την Σουηδία.  Για την παρασκευή αυτού του ζυμωμένου γάλακτος χρησιμοποιούμε μία μεικτή καλλιέργεια μεσόφιλων οξυγαλακτικών βακτηρίων: Τα ομοιοζυμωτικά Είδη Lactococcus lactis lactis και Lactococcus lactis cremoris, καθώς και το ετεροζυμωτικό Είδος Lactococcus lactis lactis biovar diacetylactis και το ετεροζυμωτικό Είδος Leuconostoc mesenteroides.

Επίσης, πολύ σημαντικό ρόλο παίζει και το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis.

Το Είδος, αυτό αποτελεί την βιολογική παραλλαγή του  Lactococcus lactis subsp. lactis.

Δείτε: Ονοματολογία μικροοργανισμών? Μα είναι τόσο εύκολο!

Ο μεταβολισμός της λακτόζης στο γένος Lactococcus αρχίζει με τη μεταφορά της στο κύτταρο είτε μέσω ειδικού μεταφορέα (περμεάση) είτε μέσω συστήματος φωσφοτρανσφεράσης (PTS). Το ένζυμο της β-γαλακτοσιδάσης διασπά την λακτόζη σε γλυκόζη και γαλακτόζη. Η γλυκόζη εισέρχεται άμεσα στη γλυκολυτική οδό και μεταβολίζεται ομοιοζυμωτικά προς γαλακτικό οξύ. Η γαλακτόζη μεταβολίζεται είτε μέσω της μεταβολικής οδού Leloir είτε, όταν μεταφέρεται μέσω συστήματος PTS, μέσω της οδού της ταγκατόζης-6-φωσφορικής. Οι μεταβολικές αυτές οδοί καθορίζουν τον ρυθμό οξυγένεσης και τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά των γαλακτοκομικών προϊόντων.
Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Lactococcus lactis subsp. lactis

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis ζυμώνει, το γάλα, με ομοιοζυμωτικό τρόπο, παράγοντας την L(+) μορφή του γαλακτικού οξέος.

Ορισμένα Στελέχη, αυτού, του Είδους, παράγουν εξωπολυσακχαρίτες (EPS).

Οι συνθήκες, οι οποίες επικρατούν, κατά την ωρίμανση, του τυριού Φέτα, είναι δυσμενείς για τους μικροοργανισμούς, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Lactococcus. Ο αριθμός, αυτών, των μικροοργανισμών, οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν ως Εκκινητές (starters) προοδευτικά ελαττώνεται, καθώς η ωρίμανση, του τυριού, προχωρά.

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν σε αυτό, το Είδος, δημιουργούν μια μέτρια οξύτητα στο γάλα, της τάξεως του 0.8 – 1.0% σε γαλακτικό οξύ.

Αυτό, το Είδος αναπτύσσεται σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 2% σε NaCl,  όχι όμως σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 4% σε NaCl.

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis αναπτύσσεται μεταξύ των 10°C και των 40℃, με ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης τους 30℃.

Τυρί Τσαλαφούτι, το Αυθεντικόν. Η δημιουργία, αυτού, του τυριού, οφείλεται αποκλειστικά σε αυθόρμητες ζυμώσεις (spontaneous fermentations). Στην δημιουργία, αυτού, του τυριού σίγουρα εμπλέκονται μεσόφιλα Είδη, του γένους Lactococcus τα οποία παράγουν εξωπολυσακαχαρίτες. 

Το Είδος, αυτό, δεν αναπτύσσεται στους 45℃, αλλά, το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis μπορεί και επιβιώνει της θερμικής επεξεργασίας της παστερίωσης.

Μερικά Στελέχη, από αυτό, το Είδος, παράγουν την βακτηριοσίνη Νισίνη, η οποία σταματά την δράση των παθογόνων ή των αλλοιογόνων μικροοργανισμών, οι οποίοι ανήκουν στα γένη Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, και Listeria.

Αυτή, η βακτηριοσίνη, είναι ιδιαίτερα δραστική προς το Είδος Clostridium tyrobutyricum, το οποίο μπορεί να προκαλέσει το ελάττωμα του φουσκώματος (gas blowing) σε ημίσκληρα τυριά και σε σκληρά τυριά.

Ξινή κρέμα γάλακτος του εμπορίου. Ο τρόπος παρασκευής μιάς ξινής – ώριμης κρέμα περιλαμβάνει την εμπλοκή μεσόφιλων οξυγαλακτικών βακτηρίων. Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis χρησιμοποιείται συνήθως για την βιολογική ωρίμανση της κρέμας του γάλακτος.

Δείτε: Οπές σε σκληρά τυριά! Είναι πάντα καλές?

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis έχει μικρή πρωτεολυτική δραστηριότητα.

Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Lactococcus lactis subsp. cremoris
Προσθήκη DL καλλιέργειας εκκίνησης (starter cultures), στο γάλα και επώαση στους 21℃. Αυτή η καλλιέργεια περιέχει μεσόφιλα οξυγαλακτικά βακτήρια των Ειδών Lactococcus spp. Μεταβολή του πληθυσμού των Ειδών Lactococcus spp., τα οποία έχουν την ικανότητα να ζυμώνουν τα κιτρικά (Citrate+), των Ειδών Lactococcus spp., τα οποία δεν έχουν την ικανότητα να ζυμώνουν τα κιτρικά (Citrate-), συναρτήσει του χρόνου. Μεταβολή του οξικού οξέος, της ακετοΐνης, του διακετυλίου και των κιτρικών κατά την διάρκεια της επώασης. Η επώαση του γάλακτος διαρκεί περίπου 27 ώρες και ολοκληρώνεται σε pH 4.50.

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. cremoris ζυμώνει, το γάλα, με ομοιοζυμωτικό τρόπο, παράγοντας την L(+) μορφή του γαλακτικού οξέος.

Ορισμένα Στελέχη, αυτού, του Είδους, παράγουν εξωπολυσακχαρίτες (EPS).

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν σε αυτό, το είδος, δημιουργούν μια μέτρια οξύτητα στο γάλα, της τάξεως του 0.8 – 1.0% σε γαλακτικό οξύ.

Τυρί Gouda. Για την παρασκευή αυτού του τυριού μπορούν να χρησιμοποιηθούν Είδη του γένους Lactococcus. Συγκεκριμένα, το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis έχει την ικανότητα να ζυμώνειν τα κιτρικά του γάλακτος παράγοντας διακετύλιο και CO₂. Η παραγωγή CO₂ είναι η αιτία δημιουργίας οπών στο τυρί. Η ύπαρξη οπών αυξάνει την ποιοτική αξία στο τυρί Gouda. 

Αυτό, το Είδος αναπτύσσεται σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 2% σε NaCl,  όχι όμως σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 4% σε NaCl.

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. cremoris έχει ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης τους 22 με 25℃.

Το Είδος, αυτό, δεν αναπτύσσεται στους 37℃, και το Είδος Lactococcus lactis subsp. cremoris έχει μικρή πρωτεολυτική δραστηριότητα.

Βακτήρια πού ανήκουν στο Είδος Lactococcus lactis subsp. cremoris παράγουν τη βακτηριοσίνη Διπλοκοκκίνη.

Γένος Lactococcus στην Γαλακτοκομία και στην Τυροκομία – Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis ζυμώνει, το γάλα, με ομοιοζυμωτικό τρόπο, παράγοντας την L(+) μορφή του γαλακτικού οξέος.

Ζύμωση των κιτρικών από τα οξυγαλακτικά βακτήρια. Ορισμένα οξυγαλακτικά βακτήρια έχουν την ικανότητα να ζυμώνουν τα κιτρικά του γάλακτος και να παράγουν πτητικές αρωματικές ουσίες. Τα ένζυμα, τα οποία εμπλέκονται είναι: 1: citrate lyase, 2: oxaloacetate decarboxylase, 3: lactate dehydrogenase, 4: acetolactate synthetase, 5: acetolactate decarboxylase, 6:  non enzymatic oxidative decarboxylation of α-acetolactate, 7: diacetyl acetoin reductase, 8: 2,3-butanediol dehydrogenase, 9:diacetyl acetoin reductase.

Αυτό, το Είδος, έχει την ιδιότητα να ζυμώνει τα κιτρικά, του γάλακτος, παράγοντας αρωματικές ενώσεις και CO2.

Σε αυτές, τις αρωματικές ενώσεις, ανήκουν το διακετύλιο (diacetyl), η ακετοΐνη (acetoin), η 2,3-βουτανοδιόλη (2,3 butanediol).

Δείτε: Ζύμωση 2,3-βουτανοδιόλης – Η 5η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν σε αυτό, το Είδος, δημιουργούν μια μικρή οξύτητα στο γάλα, της τάξεως του 0.5 – 0.7% σε γαλακτικό οξύ.

Αυτό, το Είδος αναπτύσσεται σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 2% σε NaCl,  όχι όμως σε περιβάλλον με περιεκτικότητα 4% σε NaCl.

Το Είδος Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetylactis αναπτύσσεται μεταξύ των 10°C και των 40℃, με ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης τους 28℃.

Το Είδος, αυτό, δεν αναπτύσσεται στους 45℃, και έχει μικρή πρωτεολυτική δραστηριότητα.

 

Δείτε περισσότερα:

Enhanced flavour formation by combination of selected lactococci from industrial and artisanal origin with focus on completion of a metabolic pathway. Ayad, A., Verheul, W. J., Engels, J. T., Wouters, P., and Smit, G. (2010). J. Appl. Microbiol. 90, 59–67

A review on Lactococcus lactis: from food to factory. Adelene, A., Song, L., Lim, S., and Rahim, R. (2017). Microb. Cell Fact. 16:55

Bacteriocins produced by wild Lactococcus lactis strains isolated from traditional, starter-free cheeses made of raw milk. Alegría, Á.; Delgado, S.; Roces, C.; López, B.; Mayo, B. Int. J. Food Microbiol. 2010, 143, 61–66

From field to fermentation: the origins of Lactococcus lactis and its domestication to the dairy environment. Cavanagh, G. F., Fitzgerald, L., and Mcauliffe, O. (2015). Food Microbiol. 47, 45–61

Proteolytic systems of lactic acid bacteria. Savijoki, H., Ingmer, R., and Varmanen, P. (2006). Appl. Microbiol. Biotechnol. 71, 394–406.

 

 

 

 

Facebook Comments

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *