Microbiologia laptelui si a produselor din lapte

Microbiota laptelui

Laptele este un produs foarte valoros din punct de vedere nutritiv deoarece conţine în cantităţi corespunzătoare surse de C, N, substanţe minerale şi factori de creştere. Laptele are un pH de 6,5 (laptele de vacă) şi rH = 12-18, (domeniu favorabil activităţii microorganismelor facultativ anaerobe).

Dacă laptele se păstrează, la suprafaţa lui se acumulează un strat de grăsime astfel încît accesul aerului este oprit, are loc reducerea potenţialului redox şi se pot dezvolta astfel bacteriile anaerobe.

Datorită compoziţiei sale, laptele este un mediu excelent pentru dezvoltarea numeroaselor microorganisme, dar bacteriile lactice au condiţii favorizante. Mai vezi: Caracterizarea merceologică a laptelui.

Contaminarea internă a laptelui

Are loc în timpul colectării laptelui, ca urmare a pătrunderii în lapte a unor microorganisme patogene, sau a unor substanţe transmisibile de la animalul bolnav.

Microorganisme patogene

Genul Mycobacterium conţine 50 de specii dintre care obligat patogene: M. tuberculosis tip uman, agentul tuberculozei,M.bovis (Mycobacterium tuberculosis tip bovis), M.leprae ş.a. De la animalele bolnave de tuberculoză se poate transmite prin lapte Mycobacterium bovis, bacterie descoperită în 1882 de către Robert Koch. Nu se înmulţeşte în lapte, dar poate supravieţui chiar zile şi săptămîni.

Deşi se pare că tipul bovis nu ar provoca îmbolnăviri ale omului, au existat situaţii în care indivizii cu imunitate scăzută s-au îmbolnăvit prin consum de lapte contaminat. Îmbolnăvirea constă în apariţia de leziuni ale faringelui şi mărirea nodulilor limfatici. Deci Mycobacterium tuberculosis tip uman se răspîndeşte de la om la om şi dă tuberculoza pulmonară, în timp ce tipul bovis se transmite frecvent prin lapte nepasteurizat şi produce tuberculoze nepulmonare.

Pentru evitarea oricărui risc, laptele contaminat este preluat de întreprindere pe linii separate şi în mod obligatoriu se face o pasteurizare corespunzătoare pentru a distruge aceste bacterii patogene, care au o termorezistenţă superioară altor patogeni transmisibili prin lapte.

Genul Brucella cu speciile B.abortus, B.melitens, se pot transmite prin lapte de vacă, ovine, caprine sau prin inhalarea aerosolilor cu bacterii şi pot produce îmbolnăviri prin infecţie, manifestată prin avort spontan şi septicemie. Bacteriile din genul Brucella sunt inactivate rapid la temperaturi de peste 60-65ºC, în schimb în laptele crud pot rezista mult timp. Brucella abortus transmisibil prin lapte de la animale bolnave supravieţuieşte în lapte păstrat la 0ºC timp de 40 zile.

Streptococii patogeni: Streptococcus pyogenes produce inflamaţii ale ţesuturilor, este distrus la pasteurizare, dar poate pătrunde înlaptele pasteurizat de la indivizii bolnavi. Streptococii responsabili pentru mastita la vaci (inflamarea ugerului) sunt: Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus uberus.

Staphylococcus aureus se înmulţeşte în lapte dacă nu se produce o răcire corespunzătoare a acestuia şi poate produce enterotoxine.

Genul Salmonella – prin lapte contaminat se pot transmite S.typhi, S.dublin, S.heidelberg şi S.newport care au fost izolate din lapte colectat de la vite cu febră şi enterită, fără mastită. Se pot înmulţi în lapte proaspăt, dar odată cu acumularea de acid lactic şi scăderea pH-ului la 5-4,3 înmulţirea este oprită, în schimb acestea pot supravieţui 2-9 săptămîni.

Dintre bacteriile patogene pentru om prin lapte se mai pot transmite Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Campylobacter, Yersinia, Pasteurella . Prin lapte se mai pot transmite şi virusuri, agenţi ai bolilor virale: poliomelita, hepatită ş.a., iar virusul agent al febrei aftoase la vite rezistă în lapte păstrat la 5ºC timp de 12 zile.

Microorganisme nepatogene

Bacteriile lactice: genul Lactococcus – prezenţa lor este constant normală în lapte; bacterii ale genului Lactobacillus sunt mai rar întîlnite. Numărul microorganismelor ce ajung în lapte din surse interne poate varia între 1000-1500 celule/cm³, microorganisme prezente, indiferent de condiţiile igienico-sanitare aplicate.

Alte substanţe transmisibile prin lapte

Prin contaminarea internă mai pot ajunge accidental în lapte antibiotice atunci cînd animalele au fost sub tratament, care influenţează negativ activitatea bacteriilor lactice, sensibile la antibiotice. Cînd animalele au fost furajate cu produse mucegăite şi au ingerat eventual micotoxine, acestea pot fi transformate în organismul animal şi eliminate în lapte, de exemplu sub formă de aflatoxine: M₁, M₂ cu efect toxic mai scăzut decît al celor de tip B₁, B₂.

Contaminarea externă a laptelui

Este datorată microorganismelor din surse contaminante ale mediului ambiant şi are loc în timpul mulgerii, la transport/păstrare de la punctul de colectare la fabrică pînă în momentul prelucrării laptelui, prin contact cu vasele, aparatele de colectare şi transport, aer. Principalele surse de contaminare cu microorganisme (inofensive, periculoase pentru sănătate sau care dau alterarea calităţii) sunt:

• fecale şi tegumente , surse de coliformi, bacterii patogene de origine intestinală. Prin intermediul materiilor fecale de la om la animale bolnave se pot transmite următoarele microorganisme patogene: Bacillus anthracis (produce antraxul), Bacillus cereus – agent al gastroenteritelor;Salmonella sp. – agenţi ai toxiinfecţiilor alimentare; Shigella – agenţi ai dezinteriei; specii patogene ale genurilor: Proteus, Psudomonas, Klebsiella. O sursă importantă o prezintă părul şi pielea (10⁸ - 4•10⁹ celule/g păr). Contaminarea poate avea loc frecvent prin intermediul apei, a bălegarului (8•10⁶ - 18•10⁹ celule/g). Ugerul spălat şi zvîntat reduce contaminarea externă a laptelui;
• sol – poate fi o sursă de contaminare cu bacterii Streptomyces, Clostridium, Bacillus, spori de mucegai;
• aer şi apă , cu microorganisme diverse. Contaminarea prin intermediul aerului din grajd (10⁶/dm³) e mai abundentă dacă s-a făcut furajarea, datorată prafului, motiv pentru care mulgerea se face înainte de hrănirea animalelor;
• echipamentele de la colectare şi păstrare pot fi o sursă importantă de contaminare a laptelui cu bacterii lactice, micrococi, Clostridium, Psudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Acinetobacter, drojdii. Contaminarea poate avea loc şi prin intermediul vaselor de colectare, deoarece laptele formează pe suprafaţa vaselor o peliculă, iar dacă în recipient se face încălzirea, pe suprafaţa pereţilor se formează piatra de lapte, un amestec de fosfaţi şi săruri minerale deosebit de rezistentă, care face dificilă îndepărtarea microorganismelor aderente;
• personal , purtător de stafilococi eliminaţi prin expectoraţie şi prin materii fecale, în condiţii neigienice;
• vectori diverşi , de ex., insecte (o muscă poate introduce în lapte aprox. 10⁶ microorganisme).

Contaminarea externă este ocazional dată de numeroase alte grupe de microorganisme care prin activitatea lor poate fi în marea lor majoritate, agenţi de alterare.

Calitatea microbiologică a laptelui

Este dependentă de contaminarea iniţială, de cea care continuă la transport şi în vasele de colectare, de temperatură şi durata de păstrare.

Pentru a preveni înmulţirea în exces a microorganismelor se recomandă răcirea rapidă a laptelui de la 37ºC la 5ºC. Dacă laptele este păstrat la temperaturi scăzute, în lapte se vor dezvolta predominant bacteriile psihrotrofe care pot produce enzime termostabile ce pot rămîne active după pasteurizare şi pot da defecte în produsele finite. Dacă laptele nu este răcit în cîteva ore de la colectare, numărul de microorganisme ajunge la valori de ordinul 10⁶ cînd răcirea va avea o eficienţă redusă.

Microbiologia laptelui pasteurizat

Prin pasteurizarea laptelui se urmăreşte distrugerea eventualelor bacterii patogene transmisibile prin lapte, ca şi reducerea numărului de bacterii care dau alterări ale laptelui. Pentru a asigura calitatea sanitară a laptelui în industria laptelui se folosesc următoarele regimuri de tratare termică:

• pasteurizare joasă la 63ºC timp de 30 minute (low temperature, long time);
• pasteurizare la 75ºC timp de 15-20 secunde în sistem HTST (high temperature, short time). Acest regim este stabilit ţinînd cont ca Mycobacterium tuberculosis tip bovis este distrus la 61,6ºC/28,5 minute şi la 71,6ºC în 14 secunde, la care este prevăzută în plus, o limită de siguranţă. Laptele pasteurizat nu conţine microorganisme patogene deoarece prin respectarea regimurilor de T/t sunt inactivate toate bacteriile patogene ocazional transmisibile prin lapte,
• sterilizare la 132-138ºC timp de 1-2 secunde, în sistem UHT (ultra high temperature).

Defecte de natură microbiană ale laptelui crud şi pasteurizat

În timpul păstrării laptelui crud sau laptelui pasteurizat apar anumite defecte datorate activităţii microorganismelor care au ajuns în lapte şi nu au fost inactivate prin pasteurizare. Dintre defecte ocazional pot fi întîlnite:

• acidifierea şi coagularea – prin acumularea de acid lactic, proteinele din lapte pot să precipite şi are loc coagularea acidă a laptelui la pH = 4,6 şi separarea de zer. Laptele este acru cînd numărul de bacterii lactice aparţinînd genului Lactococcus cu specia Lactococcus lactis este de 10•10⁶-40•10⁶/cm³. Alterarea laptelui pasteurizat este cauzată de streptococii rezistenţi la tratamentul termic aplicat care produc acid lactic pînă pH-ul scade la 4,6 şi are loc coagularea acidă. Dacă sunt prezenţi şi lactobacili, pH-ul scade la 4.Laptele pasteurizat, prin păstrare la temperaturi de refrigerare poate suferi o coagulare neacidă datorată activităţii lui Pseudomonas fragi;
• coagularea acidă asociată cu formarea de gaze cu formarea unui coagul buretos poate fi datorată fermentaţiei lactozei de către Enterobacter aerogenes şi Clostridium perfrigens;
• coagularea neacidă este datorată proteazelor produse de Bacillus subtilis, Bacillus cereus şi uneori prin dezvoltarea micrococilor şi a lui Enterococcus faecalis;
• proteoliză şi lipoliză – sunt procese enzimatice ce au loc prin menţinerea laptelui la temperaturi scăzute şi sunt produse de bacterii coliforme, bacterii ale genului Pseudomonas şi de către alte bacterii lipolitice din genurile: Bacillus, Acinetobacter şi Achromobacter;
• colorarea – apare la laptele crud în timpul verii în urma dezvoltării unor microorganisme producătoare de pigmenţi astfel:Chromobacterium cianogenum şi Pseudomonas syncyanca produc pigmenţi albaştri; Brevibacterium prodigiosus şi Brevibacterium erytropeus dau pigmenţi roşii;
• gustul amar poate fi întîlnit în laptele proaspăt atunci cînd încărcătura microbiană este foarte mare înainte de pasteurizare şi este dat de bacterii peptonizante din genurile: Microbacterium, Enterobacter, Enterococcus. Produc peptide amare prin hidroliza proteinelor laptelui. Gustul amar poate proveni şi prin activitatea de oxidare ya lactozei la acid lactobionic (genul Pseudomonas);
• alcalinizarea laptelui datorată eliberării de amoniac prin activitatea lui Psudomonas flurescens, Alcaligenes faecalis;
• gustul de caramel la dezvoltarea în lapte a lui Lactococcus maltigenes;
• defecte de consistenţă – coagularea cazeinei sub acţiunea bacteriilor lactice sau mărirea vîscozităţii laptelui datorată dezvoltării unor microorganisme ce produc substanţe de natură poliglucidică dînd lapte filant, ca de exmplu: Alcaligenes viscolactis, g. Micrococcus, g.Enterobacter.

Microbiologia laptelui praf

La obţinerea laptelui praf se foloseşte un lapte degresat de calitate microbiologică foarte bună. Prin operaţia de centrifugare, în smîntînă, se elimină aproximativ 60% din microbiota bacteriană a laptelui. Urmează apoi pasteurizarea pentru inactivarea enzimelor şi reducerea numărului de bacterii, concentrarea şi uscarea prin pulverizare. Temperatura de uscare este astfel dirijată încît să atingă 72ºC pentru a inactiva eventualele bacterii patogene.

Laptele praf are o umiditate de 3-3,5% care nu permite înmulţirea microorganismelor. Bacteriile se află în stare de xeroanabioză şi nu influenţează calitatea dacă umiditatea este mai mică de 3,5%.

Ocazional în microbiota laptelui praf pot fi întîlnite bacterii sporogene Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, micrococi, Enterococcus faecalis, Enterococcus bovis şi alte bacterii termorezistente. Laptele praf este un produs higroscopic încît dacă după deschiderea ambalajului umiditatea creşte >11% se produce mucegăirea, rîncezirea şi modificarea gustului . Din punct de vedere microbiologic se admit 5•10⁴-7•10⁴/g (pînă la 2000 de microorganisme per cm³ lapte reconstituit 1/10), iar Escherichia coli să fie absent la 1 g.

Microbiologia produselor lactate acide

Produsele lactate acide se obţin într-o gamă variată ca urmare a inoculării cu culturi specifice, deşi folosesc aceeaşi materie primă (laptele pasteurizat). Produsele lactate acide au valoare nutritivă şi valoare biologică ridicată, deoarece prin consumul de bacterii lactice (ocazional drojdii), omul beneficiază de prezenţa unor vitamine produse de aceste microorganisme. Bacteriile lactice pot produce substanţe cu efect antibiotic ca: bulgaricina, acidofilina, care pot grăbi vindecarea bolilor gastrointestinale. Unele bacterii lactice se pot adapta în organismul uman, deoarece au temperatura optimă de 37ºC cum ar fi cele izolate din microbiota intestinală a sugarilor (Lactobacillus acidophillus şi Lactobacillus bifidus).

Tehnologiile de preparare a acestor produse au la bază utilizarea de culturi de bacterii lactice selecţionate ce se folosesc sub formă de monoculturi sau culturi mixte cu proprietăţi biotehnologice corespunzătoare pentru obţinerea unor produse de calitate constantă.

La obţinerea produselor lactate acide, în prima etapă se realizează în laboratorul uzinal activarea culturilor pure pentru obţinerea cantităţii de inocul necesar în declanşarea fermentaţiei lactice.

Inoculul de producţie (maia) trebuie preparat în cantităţi suficiente, încît prin inocularea laptelui pasteurizat să existe un număr de celule de bacterii lactice care să depăşească de cel puţin 1000 de ori pe cel al microorganismelor existente în microbiota reziduală a laptelui pasteurizat.

Pentru activarea culturii pure de bacterii lactice, în fabrică se execută 2-4 pasaje sau inoculări succesive, inoculări care se fac la intervale în care se asigură timpul şi temperatura optimă pentru creşterea şi activitatea celulelor inoculate

Pasajul de la volume mici la volume mari pentru obţinerea inocului de producţie se realizează după ce a avut loc coagularea laptelui, care corespunde cu sfîrşitul fazei exponenţiale de creştere bacteriană. Între etape se face controlul microbiologic al culturii şi se determină aciditatea, iar prin examen microscopic se determină puritatea şi concentraţia de celule, prin metoda Breed.

Microbiologia iaurtului

Iaurtul (yogurt) denumeşte corect, produsul obţinut prin fermentarea laptelui cu o cultură mixtă din 2 specii de bacterii lactice termofile, Streptococcus thermophillus (SST) şi Lactobacillus bulgaricus (LDB), care trebuie să existe în stare vie în produsul final (aprox. 10⁶ ufc/g iaurt).

Rolul culturii starter la fabricarea iaurtului. În culturile starter pentru iaurt raportul între Lactobacillus bulgaricus şi Streptococcus thermophillus este de 1:1. În cultura mixtă între bacteriile lactice se stabilesc relaţii de cooperare, fiecare monocultură produce substanţe care nu sunt iniţial prezente în lapte şi care influenţează pozitiv creşterea celeilalte.

Producerea de acid lactic de către LDB este stimulată la concentraţii scăzute ale acidului formic produs de SST în absenţa oxigenului cît şi de CO₂ eliberat prin fermentaţie. Streptococii cresc mai repede şi sunt responsabili pentru aciditate în timp ce lactobacilii adaugă aromă în special datorită formării aldehidei acetice. Prin activitatea lor, lactobacilii care au activitate peptidazică produc compuşi cu azot, asimilabili pentru streptococi ceea ce explică relaţia de sinergism între streptococi şi lactobacili la fabricarea iaurtului.

Rolul streptococilor şi lactobacililor la obţinerea iaurtului constă în acidifierea laptelui, sinteza de aromă, dezvoltarea texturii şi a vîscozităţii.

Interacţiunile între bacterii lactice din iaurt sunt deosebit de complexe şi benefice pentru stimularea creşterii activităţilor fermentative. S. thermophillus nu posedă activitate proteolitică extracelulară suficientă, iar cantitatea de aminoacizi şi peptide libere în lapte nu sunt suficiente pentru creşterea sa optimă.

Lactobacilii produc proteaze care degradează cazeinele laptelui şi asigură streptococilor sursele necesare de azot pentru creştere. Activitatea endopeptidazică a lactobacililor este intracelulară şi este optimă la 45-50ºC şi pH = 5,2÷5,8 şi sunt inactivate la 70ºC timp de 1 minut. Proteinazele din Lb. bulgaricus sunt active faţă de β cazeină. Prin activitatea proteazică lactobacilii termofili contribuie la ameliorarea proprietăţilor reologice, a digestibilităţii şi aromei.

În timpul fabricării iaurtului numărul maxim de bacterii lactice ajunge la valori de 10⁹/g, apoi numărul se reduce progresiv la păstrare la 10⁷/g. În iaurtul congelat bacteriile lactice au supravieţuit şi după 60 săptămîni.

Produse fermentate cu bifidobacterii

Produsele fabricate din lapte cu culturi de bifidobacterii pot fi lichide, de tip iaurt sau sub formă de pulberi şi conţin în mod obligatoriu concentraţii de 10⁸-10⁹ celule vii/cm³.

Bio-iaurtul , produs recent introdus în consum, conţine pe lîngă bacteriile specifice iaurtului, bacteriile Lactobacillus acidophillus şi Bifidobacterium bifidum. Produsul are efect benefic suplimentar deoarece ameliorează creşterea bacteriilor care în mod normal fac parte din microbiota intestinală. Echilibrul acestor bacterii este considerat a fi foarte important în menţinerea sănătăţii intestinale şi ar putea ajuta la protecţie faţă de unele boli majore cum ar fi cancerul şi bolile coronariene.

Bifidobacteriile au temperatura optimă de 36-38ºC, nu sunt acidotolerante şi nu se înmulţesc la temperaturi mai mici de 5,5ºC. Folosirea de bifidobacterii poate conduce la obţinerea de produse aromate dacă se adaugă proteine din zer bogate în treonină, ca precursor pentru acumularea de aldehidă acetică.

Microbiologia chefirului

Acest produs se obţine utilizînd un amestec de streptobacterii mezofile asociate cu drojdii din genul Torulopsis, microorganisme care sunt fixate pe cazeina coagulată sub forma „granulelor de chefir”. Între aceste culturi apar relaţii de simbioză deoarece bacteriile lactice beneficiază de vitaminele din grupa B produse de drojdii, iar drojdiile au activitate fermentativă optimă la valori acide de pH.

Pentru inocularea laptelui se folosesc granulele de chefir cu dimensiuni de 0,5-3,5 cm constituite din protide şi poliglucide rezultate prin activitatea biomasei microbiene.

Microbiologia cumîsului

Cumîsul se obţine din lapte de iapă mai bogat în lactoză (6,2%) şi conţine 2% alcool etilic rezultat prin fermentaţia lactozei. Drept culturi starter se folosesc Lactobacillus bulgaricus, Lactococcus lactis, Acetobacter aceti şi drojdii din genul Torulopsis şi Kluyveromyces marxianus care produc fermentaţia alcoolică şi mici cantităţi de aldehidă acetică.

În cumîs şi chefir activitatea lipazică a bacteriilor lactice este limitată, în schimb drojdiile dau cantităţi mari de acizi graşi liberi: caproic, caprilic şi lauric, ce contribuie la gustul specific.

Defecte de natură microbiană a produselor lactate acide

În cazul produselor lactate acide păstrate mai mult timp sau ca urmare a procesului tehnologic defectuos, acestea pot suferi diferite tipuri de alterări microbiene:

• Brănza proaspătă de vaci poate suferi defectul de acrire, cînd se păstrează la temperaturi ridicate şi gustul amar atunci cînd predomină bacteriile sporulate. Se presupune că gustul amar rezultă din formarea peptidelor amare, care conţin acid pirolidon carboxilic ce poate rezulta din transformarea acidului glutamic.
• Smîntîna poate suferi defectul de mucegăire de Geotrichum. În condiţiile în care în grăsime rămîn bacterii lipolitice la păstrare se produce rîncezirea hidrolitică cu eliberarea de acizi graşi care prin oxidare generează aldehide, cetone. În smîntînă trebuie să fie absente bacteriile patogene şi se admit 20 bacterii coliforme/g smîntînă.

Microbiologia untului

La fabricarea untului se poate folosi smîntîna dulce şi mai frecvent smîntîna fermentată. În acest scop smîntîna dulce este pasteurizată şi după răcire este inoculată cu culturi mixte de bacterii lactice aromatizante producătoare de acid lactic, diacetil şi acetil metil carbinol.

Dintre acestea fac parte Lactococcus cremoris, Lactococcus diacetylactis şi Leuconostoc mesenteroides. Aceste bacterii pot produce substanţe de aromă din acidul piruvic format prin fermentaţia lactozei, sau din acidul citric prezent în lapte. În general după fermentare la 22°C, timp de 24 ore, smîntîna maturată cu aproximativ 55°Thörner (pH 4,7), suferă operaţia de batere cu separarea în zară a unui număr mare de microorganisme.

Urmează spălarea masei de unt cu apă pură din punct de vedere microbiologic, malaxarea şi caluparea. Se recomandă ca apa potabilă se sufere în prealabil o clorinare cu 5-10 mg Cl₂/dm³, timp de 15 minute pentru o decontaminare suplimentară. Prin malaxare are loc dispersarea fină a apei, astfel încît untul poate conţine aproximativ 10¹⁰ micropicături per gram, majoritatea cu diametrul < 5 µm reţinînd aproximativ 2% din microbiota apei.

Numărul de microorganisme în untul proaspăt din smîntîna fermentată este de aproximativ 10⁷-10⁹/g. În absenţa oxigenului şi a nutrienţilor are loc treptat o reducere a numărului de lactococi, încît după o lună de păstrare în microbiota untului predomină micrococi şi drojdii, microorganisme ce pot proveni din apa de spălare sau antrenate de pe suprafaţa utilajelor.

În untul din smîntîna dulce predomină microbiota remanentă ataşată de globulele de grăsime separate la centrifugare la care se adaugă microorganisme de contaminare astfel încît numărul de celule poate fi de ordinul 10⁵-10⁶/g. În funcţie de temperatura de păstrare, evoluţia creşterii microorganismelor este diferenţiată. Prin păstrare la temperaturi de 15°C are loc o creştere a numărului de bacterii lactice, care ajung la concentraţii de 10⁷/g, în schimb la păstrarea la 5°C se dezvoltă mai intens bacteriile psihrofile, cu activitate lipolitică şi proteolitică.

Defecte de natură microbiologică la păstrarea untului

La păstrarea untului, în funcţie de natura microorganismelor de contaminare şi numărul lor, se pot produce următoarele defecte:

• Rîncezirea – microorganismele care sintetizează lipaze exogene pot produce hidroliza lipidelor din unt cu formare de acizi graşi şi care iniţiază rîncezirea hidrolitică. Dintre bacteriile producătoare de lipaze: Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putrefaciens, g. Flavobacterium, g. Alcaligenes, care pot contamina untul după pasteurizare, de pe echipamente sau din apa de spălare.
• Gustul putrid rezultă prin activitatea bacteriilor cu activitate proteazică şi lipolitică ale genului Pseudomonas cu speciile Pseudomonas putrefaciens, Pseudomonas nigrifaciens. Este sesizat un miros specific datorat formării de acid izovalerianic şi poate avea loc colorarea în negru la suprafaţa untului.
• Mucegăirea untului se poate produce superficial de către mucegaiuri producătoare de lipaze din g. Aspergillus, g. Penicillium, iar mucegăirea internă de către Cladosporium herbarum, mucegai microaerofil ce se dezvoltă în micropicături de lichid din masa de unt, formînd puncte negre, inestetice. Din grupul fungilor mai pot fi întîlnite pe suprafaţa untului reprezentanţi ai genurilor Alternaria, Mucor, Rhizopus, Geotrichum, Torulopsis.

Pentru aprecierea calităţii untului, standardele prevăd absenţa bacteriilor coliforme pe gram produs şi admit, în funcţie de calitatea untului, între 1000-2000 celule de drojdii şi mucegaiuri/g.

Microbiologia brînzeturilor

Brînzeturile se obţin într-o gamă variată de sortimente, peste 600, variante posibile prin modificarea componentelor principale din lapte sub acţiunea culturilor selecţionate de microorganisme folosite drept culturi starter la prelucrarea laptelui.

Pentru obţinerea brînzeturilor se poate utiliza laptele ca atare în care bacteriile lactice trebuie să reprezinte peste 50% din totalul microbiotei, cu restricţii privind prezenţa bacteriilor butirice (absente la 1 cm³), a bacteriilor coliforme, a bacteriilor de putrefacţie din genul Pseudomonas.

Pentru evitarea unor defecte şi a riscului de transmitere a unor bacterii patogene de la animale bolnave, după colectarea laptelui şi verificarea lui din punct de vedere calitativ şi cantitativ se efectuează pasteurizarea în regim t/T care să nu producă denaturarea proteinelor laptelui şi să asigure distrugerea microorganismelor patogene transmisibile prin lapte. După răcire se realizează inocularea laptelui cu monoculturi sau culturi mixte specifice, are loc înmulţirea bacteriilor concomitent cu fermentaţia lactică, iar etapele tehnologice urmăresc să dirijeze activitatea utilă a culturilor starter.

Brînzeturile nu reprezintă un substrat ideal pentru dezvoltarea tuturor microorganismelor, dar unele microorganisme, din care fac parte şi microorganismele selecţionate, utilizate drept culturi starter în industria brînzeturilor, sunt adaptate acestui tip de biotop.

După inocularea în laptele pasteurizat şi răcit la temperatura optimă pentru culturi, bacteriile produc fermentarea lactozei cu formare de acid lactic şi substanţe de aromă. La sortimentele de brînzeturi cu pastă moale, fermentaţia lactică durează 4-6 ore pînă cînd, prin formarea de acid lactic pH-ul scade sub 4,5, cînd se produce coagularea acidă a cazeinei din lapte. La sortimentele de brînzeturi cu pastă tare, de exemplu, cînd pH-ul ajunge la valoarea de 5, în laptele fermentat se adaugă enzime proteolitice din cheag, active la acest pH şi are loc coagularea enzimatică.

În lapte are loc multiplicarea bacteriilor lactice favorizată de prezenţa lactozei, a surselor asimilabile de azot (aminoacizi şi peptide), a potenţialului de oxidoreducere favorabil. Rolul principal al bacteriilor lactice la fabricarea brînzeturilor este producerea intensă şi sigură de acid lactic. Fermentaţia are loc rapid la concentraţie iniţială de celule de 1•10⁹ /cm³, care reprezintă masic aproximativ 500 μg substanţă uscată per cm³ şi necesită pentru sinteza acesteia 260 μg proteine.

Coagularea laptelui constă în transformarea cazeinei solubile în paracazeinat insolubil şi se poate realiza pe două căi:

• coagularea acidă poate avea loc ca urmare a acumulării de acid lactic rezultat prin fermentaţie atunci cînd prin scăderea de pH se ajunge la punctul izoelectric al cazeinei din lapte; se formează paracazeinat insolubil şi lactat de calciu;
• coagularea enzimatică se realizează cu enzime proteolitice coagulante, cînd se obţine, prin formarea de paracazeinat insolubil, un coagul compact, mai bogat în calciu. Dintre enzimele coagulante sunt folosite:
• cheagul, obţinut prin extragere din stomac de miel (viţel), conţine un complex de enzime proteolitice din care fac parte: chimotripsina, tripsina, plasmina şi renina;
• enzime de origine vegetală : papaina, bromelaina, ficina, folosite în ţări cu climat cald;
• enzime de natură microbiană, se obţin cu ajutorul unor microorganisme selecţionate cu speciile: Mucor pussilus, Mucor miehei, Endothia parasitica.

Prelucrarea coagului . În funcţie de sortimentul de brînză, coagulul este supus operaţiei de tăiere (mărunţire), care favorizează separarea zerului. În timpul operaţiei are loc în continuare multiplicarea bacteriilor, iar prin separarea zerului se apreciază că aproximativ 2/3 din microbiota laptelui rămîne în coagul şi restul se elimină o dată cu zerul.

Maturarea brînzeturilor . Este o etapă foarte importantă pentru calitatea produsului finit şi este rezultatul activităţii complexe a celulelor microbiene vii, a enzimelor microbiene exogene ale acestora sau a enzimelor eliberate în urma procesului de autoliză a celulelor nevii, precum şi a enzimelor native ale laptelui sau adăugate cu cheagul, asupra principalelor componente din coagul şi anume: lactoză nefermentată, lactaţi, acid lactic, protide şi lipide.

Ca rezultat al formării de lactat de calciu se reduce aciditatea în pastă şi devine posibilă activitatea bacteriilor care necesită pentru dezvoltare valori neutre de pH.

La maturare se produce o hidroliză limitată a proteinelor din lapte, în special a cazeinei, cu formarea de compuşi cu masa moleculară redusă, uşor digerabili şi a aminoacizilor. Prin maturare are loc creşterea gradului de digestibilitate şi a valorii nutritive. Aminoacizii rezultaţi la maturare pot suferi reacţii de transaminare, decarboxilare, dezaminare, iar produsele rezultate pot fi aldehide, alcooli ş.a., ceea ce explică diversitatea gustului şi aromei.

Lipidele sub acţiunea lipazelor produse de culturi sau provenite din cheag sau lapte sunt transformate în glicerol, sursă de carbon pentru microorganisme, iar acizii graşi sunt transformaţi parţial în aldehide, cetone, compuşi ce dau un gust picant, specific.

Particularităţi microbiologice la fabricarea unor brînzeturi

Brînza Camemberti.

Microorganismele utile sunt reprezentate de Lactococcus cremoris şi Lactococcus diacetylactis, iar dintre lactobacili Lactobacillus plantarum şi Lactobacillus casei.

După 2 zile de la formare se pulverizează cu spori de Peniclillium camemberti şi maturarea are loc la 12ºC şi umezeala relativă de 95%. După 10 zile se împachetează în folie şi se lasă 20 zile la temperatura camerei. Enzimele fungice difuzează din exteriorul formei de brînză spre interior şi se produce maturarea, înmuierea pastei.

Brînza Roquefort

În acest tip de brînză fabricată din lapte pasteurizat domină genul Lactococcus, genul Leuconostoc, speciile Lactobacillus plantarum şi Penicillium roqueforti.

Brînzeturi cu pastă presată şi desen (Emmental, Gruyere, Şvaiţer)

Se caracterizează prin asociaţia a două fermentaţii respectiv lactică, prin inoculare cu Streptococcus thermophillus, Lactobacillus helveticus şi Lactobacillus bulgaricus şi propionică prin inoculare cu Propionibacterium shermani care se succed în timp. Fermentaţia lactică se derulează în primele 24 ore pînă se atinge un pH de 5,2-5,3 iar fermentaţia propionică are loc la maturare şi durează cîteva săptămîni/luni.

Microbiologia brînzeturilor topite . Se obţin prin topirea brînzeturilor maturate cu defecte fizice, la 70-95ºC timp de 5-30 minute. Microbiota este alcătuită din microorganisme termotolerante, rezistente la temperatura de topire: streptococi termofili, enterococi, lactobacili şi bacterii butirice. După topire numărul de microorganisme vii este de aproximativ 10³/g, dar prin păstrare se poate obţine o creştere pînă la valori de 10⁶/g. Păstrarea brînzeturilor topite se impune să se realizeze la temperatura de 8ºC.

Alterări microbiene ale brînzeturilor

În condiţii de nerespectare a procesului tehnologic şi a condiţiilor igienico-sanitare la prelucrarea laptelui, în urma activităţii microorganismelor de contaminare pot avea loc alterări ale brînzeturilor cu modificarea calităţii senzoriale şi pierderea valorii alimentare.

Dintre defectele ocazionale întîlnite în brînzeturi cele mai frecvent întîlnite sunt:

Balonarea timpurie

Balonarea timpurie – apare după 1-2 zile de la formare şi este datorată prezenţei în număr mare a bacteriilor coliforme Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Enterococcus faecalis etc.

Aceste bacterii se pot înmulţi concomitent cu bacteriile lactice şi produc fermentaţia lactozei cu formarea de acid lactic, acid acetic, CO₂ şi H₂. Ca urmare a degajării intense de gaze, în condiţiile în care coaja nu este penetrabilă apare balonarea formei de brînză, iar în secţiune pasta este buretoasă cu alveole mici, neuniforme.

Prezenţa în concentraţie ridicată a celulelor de Escherichia coli, facultativ patogen, producător de enterotoxine, poate conduce prin consumul brînzei alterate la starea de toxiinfecţie. Defectul poate fi întîlnit la brînzeturi cu pastă moale tip Camembert, ca urmare a multiplicării în perioada de maturare a bacteriilor coliforme în lapte.

Balonarea tîrzie

Balonarea tîrzie – poate apare după 20-60 zile (în timpul maturării brânzeturilor) şi este datorată bacteriilor butirice din speciile Clostridium butiricum şi Clostridium tyrobutiricum. Aceste bacterii pot proveni din sol, apă furaje, cheag etc., rezistă la pasteurizarea laptelui şi rămîn în stare de endospori pînă cînd pH-ul creşte prin neutralizarea acidului lactic de fermentaţie la valori mai mari de 6.

În urma activităţii lor prin formare de gaze (CO₂ şi H₂) are loc balonarea, deformarea cu rupturi inestetice, neordonate în pastă şi sesizarea gustului iute, sălciu, prin acumularea acidului butiric. Balonarea brînzeturilor poate fi dată şi de către Bacillus polymixa care utilizează ca sursă de carbon lactaţii cu eliberare de CO₂.

Defectul de gust amar

Defectul de gust amar – este întîlnit în brînzeturi de tip Cheddar şi Gouda şi poate fi datorat activităţii proteolitice a culturilor starter sau a celor adăugate cu cheagul. Prin acţiune lipolitică se eliberează acizi graşi cu formare de mono şi digliceride responsabile pentru gustul amar. În brînza Camembert, Roquefort, pot da gustul amar şi culturile fungice. Pentru eliminarea acestui defect prin metode tehnologice este favorizată dezvoltarea bacteriilor producătoare de peptidaze care produc hidroliza enzimatică a peptidazelor amare la aminoacizi.

Pătarea brînzeturilor

Pătarea brînzeturilor – este datorată bacteriilor din genul Pseudomonas. În condiţii de păstrare a brînzei în mediul umed, ca rezultat al proteolizei, se formează tirozina care prin oxidare formează melanine de culoare cenuşiu-brun.

Mucegăirea brînzeturilor 

Mucegăirea brînzeturilor – defect frecvent ce duce la deprecierea unor cantităţi mari de produse se caracterizează prin apariţia de pete colorate specific, miros caracteristic, degradarea cojii şi a zonelor adiacente, risc de formare a micotoxinelor şi difuzia lor în pastă.

Dintre mucegaiurile izolate din microbiota brînzeturilor alterate fac parte: Geotrichum candidum cu activitate proteazică şi lipazică, lipsit de potenţial toxicogen, Geotrichum auranticum, Monascus purpurens, Aspergillus sp., Penicillium sp., care produc pete diferit colorate (portocaliu, roşu, brun, verzui). Concomitent cu mucegaiurile, pe suprafaţa brînzeturilor se pot dezvolta drojdii ce dau modificări de culoare şi aparţin genurilor Rhodotorula, Candida, Debaryomyces.