Biosyr: probiotický potravinový nosič
Abstrakt
Tento prehľad popisuje niektoré aspekty súvisiace s technologickými prekážkami, s ktorými sa stretávame pri vývoji a stabilite probiotických syrov. Diskutuje sa o aspektoch životaschopnosti probiotických kultúr v tejto matrici a analyzuje sa potenciál syra ako biofunkčného potravinového nosiča, pričom sa odkrývajú niektoré body súvisiace so zdravím a bezpečnosťou. Vo všeobecnosti by výroba probiotického syra mala mať malú zmenu v porovnaní s výrobou syra tradičným spôsobom. Pre optimalizáciu procesu je potrebné merať aj fyzikálno-chemické a technologické parametre ovplyvňujúce kvalitu týchto produktov.
1. Úvod
Funkčné potraviny sú tie, ktoré obsahujú niektoré zdraviu prospešné zložky, ktoré presahujú rámec tradičných živín [ 1 ]. Jedným zo spôsobov, ako môžu byť potraviny upravené tak, aby sa stali funkčnými, je pridanie probiotík. Probiotická potravina je spracovaný produkt, ktorý obsahuje životaschopné probiotické mikroorganizmy vo vhodnej matrici a v dostatočnej koncentrácii [ 2 ].
Tradične najpopulárnejšími systémami dodávania potravín pre probiotické kultúry boli čerstvo fermentované mliečne potraviny, ako sú jogurty a fermentované mlieka. Ich prežitie a životaschopnosť však môžu nepriaznivo ovplyvniť podmienky spracovania, ako aj prostredie produktu a podmienky skladovania. Z regulačného hľadiska musí byť probiotická populácia uvedená na etikete výrobku [ 1 ]. Väčšina súčasných národných legislatív stanovuje minimálne životaschopné množstvá 106 -107 CFU / g alebo CFU/ml probiotických kultúr prítomných v potravinách, pričom sa berie do úvahy denná spotreba 100 g alebo 100 ml. Na to, aby bol syr uznaný za probiotický, musia mikroorganizmy s pridaným probiotikom zachovať kvantitu a kvalitu počas všetkých procesných krokov výroby, čo nie je až také jednoduché, počnúc skutočnosťou, že konkurencia bude viac ako pravdepodobná. štartovacie kultúry a končiac výzvou na dosiahnutie správneho dodania v gastrointestinálnom trakte (GIT).
Pre produkty, ako je syr, kde probiotikum vykazuje aktívny metabolizmus, stabilita závisí od prirodzených schopností príslušného kmeňa a od fyzikálnych vlastností matrice. Matrica má veľký vplyv na životaschopnosť a skladovateľnosť probiotík.
Mnoho faktorov zloženia a procesu významne ovplyvňuje životaschopnosť probiotík v syre vrátane druhu a množstva probiotickej inokulácie, doplnenia aróm, konkurencie mikrobiotík, možnej prítomnosti bakteriocínov alebo iných antimikrobiálnych látok, pH, redoxného potenciálu, inkubačnej a skladovacej teploty, soli a vody činnosť a obalové materiály a iné faktory.
Zo zozbieraných údajov je zjavne jasné, že schopnosť prežitia súvisí s konkrétnym kmeňom a nie s konkrétnym druhom alebo rodom. Preto je dôležité študovať od prípadu k prípadu, aby sa zistilo, či sú vlastnosti v matrici syra správne zachované alebo nie. Názorným generickým príkladom môže byť Lactococcus lactis ssp. lactis , čo je kandidátske probiotikum na použitie v akvakultúre [ 3 ]. Výrazne vyššia halotolerancia u kmeňov morských rýb v porovnaní s kmeňmi používanými ako syrový štartér naznačuje, že každý kmeň sa prispôsobil svojmu konkrétnemu prostrediu, čo potvrdzuje potrebu vykonať starostlivý výber kmeňa v závislosti od účelu. Je ťažké si predstaviť, ako sa správanie danej kultúry vyvinie. Preto je potrebné vykonať hĺbkové štúdie, aby sa zabezpečili správne vlastnosti. Preto je povinné potvrdiť stabilitu, aby sa zabezpečilo zachovanie charakteristík.
Začlenenie probiotík do širokej škály potravinárskych produktov je podmienené potravinovou matricou. Probiotické baktérie boli začlenené do širokého spektra potravín, vrátane mliečnych výrobkov (ako sú jogurty, syry, zmrzlina, dezerty, kultivované mlieka alebo pasterizované nefermentované mlieko). Hoci mliečne výrobky sú v súčasnosti najbežnejšou platformou na dodávanie probiotík, mali by sme pamätať na to, že probiotiká sa predávajú aj v nemliečnych výrobkoch (ako je čokoláda, cereálie a džúsy) a iných rôznych prípravkoch, ktoré nesúvisia s potravinami. V každom prípade je životaschopnosť buniek kľúčová, pretože musia zostať nažive, kým nedosiahnu miesto pôsobenia. Mnohé správy naznačovali, že v produktoch obsahujúcich voľné probiotické bunky je slabé prežívanie probiotických baktérií [ 5 ].
Stále existujú ľudia, ktorí diskutujú o tom, či prospešné probiotické kultúry skutočne prežijú v syre. Mnohé syry sa v súčasnosti vyvíjajú, pretože probiotické a vedecké údaje ukazujú, že probiotická kultúra je stále prítomná v dostatočne veľkom počte na to, aby bola ako taká predávaná. Zdá sa, že mikroenkapsulácia ponúka dobrú technologickú alternatívu na použitie v syrárskom priemysle [ 6 ], o ktorý je veľký záujem. To však zvyšuje náklady [ 7 ]. Na základe úrovne probiotických baktérií potrebných na poskytnutie zdravotného prínosu by malo byť možné znížiť množstvo, ktoré je potrebné prijať v syre až o faktor 10 3 v porovnaní s inými fermentovanými mliečnymi potravinami alebo pri konzumácii ako doplnky [ 8 ]. . Paleta dostupných probiotických syrov sa v blízkej budúcnosti výrazne zvýši, hoci mnohé z nich sa na trhu nebudú predávať, aj keď majú ďalšie výhody, ako je nižší obsah tuku alebo cholesterolu, pretože nebudú mať výbornú chuť a ani nebudú. vykazujú žiaduce vlastnosti, napríklad v reológii.
Väčšina štúdií kmeňov používaných ako probiotiká je založená na funkčných vlastnostiach a je dostupných menej poznatkov o ich schopnosti odolávať stresu súvisiacemu s výrobou a skladovaním potravín. Syr ako probiotický potravinový nosič predstavuje dobrú voľbu pre mliekarenský priemysel, ktorá má potenciálne výhody oproti iným mliečnym fermentovaným produktom, ale zároveň je aj technologickou výzvou. Životaschopnosť kmeňa a zachovanie požadovaných charakteristík počas krokov spracovania a skladovania sú nevyhnutnosťou na zabezpečenie priaznivého účinku [ 9 ]. V tomto prehľade sa diskutuje o niektorých aspektoch súvisiacich s probiotickými kmeňmi a parametrami potravinárskej technológie, ktoré sa podieľajú na výrobe probiotického syra. Diskutuje sa aj o niektorých trendoch a perspektívach do blízkej budúcnosti.
2. Probiotické kmene: Produkcia kultúry a životaschopnosť v syre
V praxi sa používa probiotikum Lactobacillus spp. a Bifidobacterium spp. sú najbežnejšie mikroorganizmy obsiahnuté v syroch. Vďaka svojej fyziológii sa veľmi dobre hodia do tejto matrice. V probiotických syroch môžu samozrejme zohrávať podstatnú úlohu aj iné baktérie [ 10 ]; preto sa od iných kandidátov na mikroorganizmy očakáva a v budúcnosti určite zvýšia počet (pozri časť 4 ).tab. 1ukazuje neobsahujúci zoznam najrelevantnejších druhov/poddruhov používaných alebo používaných ako probiotiká v syre.
tab. 1
Väčšina relevantných druhov/poddruhov probiotických baktérií úspešne pridaných do syra. * Druhy vrátane kandidátskych kmeňov alebo s možným potenciálnym použitím ako probiotiká. P = Propionibacterium . Údaje zozbierané a upravené od Karimi et al. [ 4 ].
| Lactobacillus | Bifidobacterium | Ostatné (∗) |
|---|---|---|
| L. acidophilus | B. animalis | Enterococcus faecalis |
| L. casei | B. animalis ssp. lactis | E. faecium |
| L. casei ssp. pseudoplantarum | B. breve | Lactococcus lactis |
| L. casei ssp. rhamnosus | B. infantis | Leuconostoc paramesenteroides |
| L. delbrueckii ssp. bulgaricus | B. lactis | P. freudenreichii ssp. shermanii |
| L. delbrueckii ssp. lactis | B. longum | Streptococcus thermophilus |
| L. gasseri | ||
| L. paracasei | ||
| L. plantarum | ||
| L. rhamnosus | ||
| L. salivarius |
Je dôležité zdôrazniť, že počiatočným a často vážnym problémom pre akýkoľvek probiotický kmeň, ktorý má byť zahrnutý do spracovania mliečnych potravín, je produkcia biomasy vo veľkom meradle [ 11 ]. Hoci cieľom tohto prehľadu nie je zamerať sa na produkciu probiotík, je potrebné poznamenať, že scale-up musí riešiť vhodné fermentačné procesy, adekvátne lacné zložky a rastové podmienky, ako aj testy na prítomnosť možných alergénov. Biomasa sa potom koncentruje centrifugáciou alebo ultrafiltráciou a konzervuje pomocou krokov lyofilizácie a kryokonzervantov, aby sa maximalizovala neskoršia regenerácia buniek. Posledné kroky zahŕňajú správne mletie a balenie.
Napriek skutočnosti, že konkrétny kmeň záujmu na výrobu syra môže byť dostupný v dostatočnom množstve na pokrytie priemyselných požiadaviek, musí byť stabilný bez ohľadu na to, či je navrhnutý ako štartovacia kultúra alebo probiotický doplnok alebo doplnková kultúra. V skutočnosti majú všetci veľa spoločných vlastností, pretože zjavne môžu hrať rôzne úlohy. V jednom alebo viacerých štádiách výrobného procesu syra sa používajú štartovacie kultúry, ktoré počas fermentácie alebo zrenia vyvinú požadovanú metabolickú aktivitu, ktorá prepožičiava jedinečné vlastnosti, najmä chuť, vôňu, farbu, textúru, bezpečnosť, konzerváciu, nutričnú hodnotu a prípadne, možné zdravotné prínosy podľa definície mikrobiálnej potravinovej kultúry od European Food and Feed Cultures Association ( http://www.effca.org/ ).
Jedným z tradičných trendov vo výskume syrov bolo skríning medzi existujúcimi štartovacími alebo neštartovacími kmeňmi a určenie, či by mohli mať potenciálne zdravotné výhody. Prežitie autochtónnej mikroflóry vzoriek odobratých počas výroby syra Pecorino di Carmasciano sa hodnotilo pri použití modelu napodobňujúceho GIT. Jeden zo záverov bol veľmi sugestívny; prežitie baktérií sa zdalo byť viac ovplyvnené experimentálnymi podmienkami ako vlastným kmeňom; takže zatiaľ čo niektoré kmene vykazovali prijateľné prežitie, keď boli resuspendované v odstredenom mlieku, ale nie v ovčom mlieku, u iných bol pozorovaný opak [ 12 ]. Výsledky podporujú myšlienku, že skríning medzi autochtónnymi baktériami s týmto cieľom je uskutočniteľný a možno aj užitočný. Probiotické kmene sú však najčastejšie črevného pôvodu, kde sa od nich očakáva prínos pre zdravie.
Použitie kmeňov GIT možno na prvý pohľad považovať za nevýhodu pri výrobe syrov, pretože pri pridávaní veľkého množstva doplnkových kultúr je ťažké vyrobiť špecifické syry so zvláštnymi a originálnymi vlastnosťami. Kmene GIT sú bežne citlivé na kyslík a náročné na komplexné živiny. To predstavuje jeden z dôležitých dôvodov, prečo je pre nový kmeň nevyhnutné preukázať primerané prežitie pri pridávaní počas procesu výroby syra a tiež kontrolovať účinky na spotrebu sacharidov, bielkovín a tukov. Zistilo sa dobré prežitie probiotických mikroorganizmov v simulovaných gastrointestinálnych podmienkach probiotických kmeňov pridaných do tvarohu, ako aj dobré metabolické správanie a tvorba potenciálne antioxidačných peptidov a antilisteriálna aktivita [ 13 ].
Existujú techniky prispôsobené na zvýšenie životaschopnosti probiotických baktérií v syre, vrátane výberu kmeňov odolných voči kyslíku, kyselinám a žlčových ciest, ale vždy treba mať na pamäti, že jeden z najdôležitejších aspektov, z potravín z technologického hľadiska je potreba vyvinúť dobré senzorické vlastnosti bez zmeny textúr alebo chutí. Je jasné, že mnohé vlastnosti sú vlastné konkrétnemu kmeňu, ale dlhodobé podmienky priemyselného spracovania a skladovania ich môžu ovplyvniť. Pri opatreniach na kontrolu kvality by sa teda mali brať do úvahy technologicky relevantné aj funkčné vlastnosti [ 14 ].
Syr v porovnaní s inými fermentovanými produktmi vykazuje lepšiu tlmivú kapacitu pre probiotiká, menšiu aktivitu vody (zvyčajne >0,90) v závislosti od doby zrenia a nízku skladovaciu teplotu (4–8 °C) s dobou skladovania týždňov alebo dokonca rokov. Tieto hodnoty sú veľmi variabilné v závislosti od druhu uvažovaného syra; to znamená, že aktivita vody ( aw ) počas prvých fáz výroby syra je >0,99, čo je vhodné pre rast a aktivitu štartovacej kultúry. Po odvodnení srvátky, nasolení a počas zrenia sú prevládajúce hladiny aw čoraz nižšie a pod optimálnymi požiadavkami pre väčšinu štartovacích baktérií. Hladiny aw preto viac ako pravdepodobne prispievajú ku kontrole ich metabolickej aktivity a množenia. Niektoré baktérie mliečneho kvasenia (LAB) vo všeobecnosti vykazujú vyššiu aw ako iné baktérie syra, ako napríklad L. lactis , S. thermophilus , L. helveticus a P. freudenreichii ssp. shermanii (zobrazuje optimálne hodnoty aw medzi 0,93 a 0,98) [ 15 ]. Vysoké hodnoty by mali podporovať udržanie probiotického počtu buniek aspoň v prípade čerstvých alebo krátko zrejúcich syrov. Strata vody odparovaním, fázou solenia a hydrolýzou proteínov a triglyceridov spôsobujú pokles w počas dozrievania . Riešením na kontrolu straty vlhkosti je zvyčajne zvýšenie relatívnej vlhkosti v dozrievacích komorách alebo balenie do vosku alebo plastu. Navyše nedostatok homogenity môže byť problémom, pretože rôzne hĺbkové oblasti syra vykazujú rôzne hodnoty aw . Pri mnohých syroch, ako je Camembert , je dobre známe, že pH sa počas zrenia kontinuálne zvyšuje od kyslého po mierne zásadité, pričom aw klesá a zobrazuje široký rozsah hodnôt v závislosti od konkrétnych použitých neštandardizovaných podmienok. Tvrdé a polotvrdé syry so slaným nálevom vo všeobecnosti vykazujú vyššie hodnoty smerom k stredu, zatiaľ čo v syre čedar nedochádza k strate vlhkosti ani k zmene hodnôt aw , pretože soľ je v syre rovnomerne rozložená a je vákuovo balený. Väčšina probiotických syrov je chránená vhodným obalom, aby sa zabezpečila vlhkosť; táto okolnosť v žiadnom prípade nevylučuje požiadavku systematicky analyzovať tieto parametre pre množstvo rôznych druhov proklamovaných probiotických syrov prítomných na celom svete.
3. Výroba syra a probiotiká
Výroba syra je v podstate dehydratácia mlieka kombinovaná s ďalšími konzervačnými účinkami, ako je kultivácia, solenie, balenie, zrenie a/alebo skladovanie. Tu sa diskutuje o niektorých hlavných prekážkach spojených s pridávaním a udržiavaním životaschopnosti probiotických baktérií pri vývoji a spracovaní funkčného syra.
3.1. Kultivácia mlieka, probiotické očkovanie a spracovanie syra
Mlieko je miestom, kde sa začína história syra. Pri veľkovýrobe syra sa mlieko vo všeobecnosti pasterizuje, napríklad pri 73 °C počas 15 sekúnd. Bolo opísané, že neštartovacie baktérie mliečneho kvasenia (NSLAB) môžu prežiť pasterizáciu pri nízkych počtoch a pomaly rásť počas zrenia syra až do 10 6 – 10 7 CFU/g, v závislosti od doby zrenia a teploty [ 16 ]. Väčšina druhov NSLAB sú laktobacily, pediokoky a mikrokoky. To je zaujímavé, pretože prinajmenšom v prvých dvoch prípadoch rôzne zahrnuté druhy zahŕňajú NSLAB, ako aj probiotické kmene, to znamená L. casei , L. paracasei , L. plantarum a tak ďalej. Použitie oboch druhov kmeňov by mohlo zlepšiť intenzitu chuti syra a poskytnúť vhodné technologické vlastnosti, ako sú dlhšie doby skladovania. Pridanie L. plantarum I91 a L. paracasei I90 ako vybrané kmene NSLAB mali technologickú a probiotickú úlohu pri výrobe syra vykazujúceho uspokojivé vlastnosti na ich použitie ako doplnkových kultúr, čím sa dosiahla dvojaká úloha byť sekundárnymi štartérmi a probiotickými kultúrami [ 16 ].
Alternatívou k tradičnej tepelnej úprave mlieka je hyperbarická úprava prostredníctvom vysokotlakovej homogenizácie (HPH). Tento prístup bol použitý pri výrobe syra Crescenza s použitím S . termofily ako štartovacie a komerčné probiotické laktobacily [ 17 ]. Autori vykonali kompozičnú, mikrobiologickú, fyzikálno-chemickú a organoleptickú analýzu od 1 do 12 dní skladovania v chladničke (4°C). V porovnávacej analýze s adekvátnymi kontrolami syra pre hrubé zloženie a pH sa nezistili žiadne významné rozdiely. Na jednej strane došlo k dobrému technologickému správaniu, pretože HPH mlieko zvýšilo výťažnosť syra na približne 1 % a pozitívne ovplyvnilo životaschopnosť probiotických baktérií počas skladovania v chladničke. Na druhej strane bol pozorovaný významný pozitívny vplyv na uvoľňovanie voľných mastných kyselín a proteolýzu syra. Nezistili sa žiadne významné rozdiely pre rôzne senzorické deskriptory.
Používanie ultrafiltrovaného mlieka (UF) pri výrobe syra je pomerne dobre zavedené a priťahuje značnú celosvetovú pozornosť. Probiotický iránsky ultrafiltrovaný syr feta bol vyrobený naočkovaním tepelne upraveného retentátu probiotickým kmeňom L. casei [ 18 ]. Syr UF sa tradične vyrába ako plnotučný syr, no v poslednej dobe sú syry UF nízkotučné dietetické výrobky. Syr UF so zníženým obsahom tuku bol vyrobený podľa zavedeného výrobného postupu zmiešaním práškového mliečneho proteínu, odstredeného mlieka a smotany s doplnkovými probiotikami [ 19 ]. Autori zistili zvýšenú sekundárnu proteolýzu, udržanie populácie doplnkovej kultúry počas dvojmesačného obdobia zrenia, výrazne zlepšenú arómu v porovnaní s kontrolou a celkovo vysoký počet probiotík L. acidophilus počas obdobia zrenia.
Kombinované pridanie probiotických baktérií a štartovacej kultúry vyžaduje testovanie vhodných pomerov, aby sa vyriešili životaschopné straty probiotík počas odvodňovania. Probiotiká môžu byť pridané ako primárna štartovacia alebo doplnková kultúra. V prvom prípade by sa za handicap mohla považovať nízka schopnosť probiotík vytvárať kyselinu mliečnu počas fermentácie, pričom vhodnejším riešením by bolo spoločné pridávanie.
Ukázalo sa, že dvojstupňová fermentácia kultivovaných mliečnych výrobkov je účinná pri zvyšovaní životaschopnosti probiotických baktérií tým, že umožňuje probiotikám, aby sa stali dominantnými pred pridaním štartovacích kultúr. Keďže štartovacie baktérie by mohli produkovať inhibičné látky proti probiotickým baktériám a rásť rýchlejšie počas fermentácie, životaschopnosť probiotík by sa mohla znížiť. Fermentácia s probiotickými baktériami spočiatku počas 2 hodín, po ktorej nasleduje fermentácia so štartovacími kultúrami, môže byť nápomocná pri zlepšovaní životaschopnosti probiotických baktérií a má za následok vyššie počty. To umožnilo probiotickým baktériám, aby boli v ich konečnom štádiu fázy oneskoreného rastu alebo skorej fáze log fázy, a tak mohli dominovať mikrobiote, čo má za následok vyššie počty. Zistilo sa, že počiatočný počet probiotických baktérií sa v produkte vyrobenom dvojstupňovým fermentačným procesom zvýšil štyri až päťkrát. Probiotické baktérie môžu byť tiež úplne pridané na konci fermentácie [ 14 ].
Porovnávali sa dva typy inokulačných metód [ 20 ]; v jednom type experimentálneho syra boli probiotické baktérie pridané priamo do mlieka ako lyofilizovaná kultúra, zatiaľ čo v druhom boli predinkubované v substráte zloženom z mlieka a mliečneho tuku a následne pridané do mlieka. V dôsledku toho sa priame pridanie vo forme lyofilizovanej kultúry považovalo za účinnejšie, pretože priame pridanie bolo jednoduchšie, rýchlejšie a menej náchylné na kontamináciu. Preinkubácia v substráte síce zvýšila populáciu probiotík v inokule o takmer jeden logcyklus, čo možno považovať za nákladovo efektívnejšie pre priemysel, pridanie probiotík po preinkubácii v substráte však nezlepšilo ich prežívanie počas zrenia syra. Substrát nezvýšil len ochranu probiotických baktérií; ale bola to aj zložitejšia metodológia ako priame pridávanie lyofilizovanej kultúry. Po prvé, bolo to časovo náročnejšie a po druhé, predinkubácia by mohla byť citlivým krokom pri zvažovaní problémov súvisiacich s kontamináciou a fágovým útokom.
V prípade, že sa probiotikum pridá neskôr ako štartér, je normálne zahrnutý krok chladenia, aby sa znížili obe metabolické aktivity; neskôr sa pridávajú koagulačné činidlá, ako je citrónová šťava, rastlinné syridlo alebo proteolytické enzýmy, ako je chymozín (renín) alebo dokonca odvodený z plesní. Koagulácia potom nastáva pri kontrolovaných teplotných podmienkach, keď vyššie uvedené enzýmy vykazujú optimálnu aktivitu. Mierne kyslé prostredie, v ktorom LAB uvoľňuje dostatok mliečneho pH, je znížené a vytvára vhodné prostredie pre optimálnu aktivitu renínu. Pri pokračovaní spracovania nižšie hodnoty vytvárajú nevhodnú atmosféru pre nežiaduce mikroorganizmy.
Existuje niekoľko vážnych problémov, ktoré treba vyriešiť, aby sa dosiahlo zlepšenie prežitia probiotík a postupy, ktoré pomôžu probiotikám prekonať vyššie uvedené prekážky. Probiotiká sa tiež veľmi často umiestňujú do syra mierne odlišnými spôsobmi, než aké sú prítomné v priemyselných protokoloch. Jedným jasným trendom je mikroenkapsulácia (ME) probiotických baktérií. Alginátové alebo iné typy povlakov sú platnými nosičmi probiotík a prebiotík z dôvodu ich netoxicity, biokompatibility a nízkej ceny [ 21 ]. Napríklad bunky imobilizované v géloch alginátu vápenatého boli pridané do syra Crescenza v snahe zlepšiť prežitie bifidobaktérií v konečnom produkte [ 22 ].
Jahňacie syridlové pasty obsahujúce zapuzdrený L. acidophilus a zmes B. longum a B. lactis boli navrhnuté na výrobu syra Pecorino z ovčieho mlieka Gentile di Puglia [ 23 ]. Na jednej strane si L. acidophilus zachoval svoju životaschopnosť niekoľko dní a potom vykázal rýchle zníženie. Na druhej strane B. longum a B. lactis vykazovali počiatočný sklon smrti, po ktorom nasledoval chvostový efekt v dôsledku získanej rezistencie. Po počiatočnom období, v ktorom boli pozorované najnižšie hladiny, boli najvyššie hladiny dosiahnuté po jednom mesiaci dozrievania a potom zostali až do konca pre L. acidophilus , zatiaľ čo bifidobaktérie zaznamenali pokles približne o 1 log CFU/g. Väčšie enzymatické aktivity a pozitívna korelácia boli zistené medzi enzymatickými aktivitami a vo vode rozpustným dusíkom a proteózo-peptónom v probiotických syroch kvôli jeho uvoľňovaniu z alginátových guľôčok.
V inej zaujímavej štúdii sa dosiahla pomerne dobrá miera prežitia použitím alginátovej mikroenkapsulácie probiotika L. paracasei ssp. paracasei pri výrobe syra Mozzarella, cestoviny filata, v ktorej sa tvaroh zahrial na 55 °C a natiahol v 70 °C horúcej soľanke s následným 6-týždňovým skladovaním pri 4 °C [ 8 ].
Osobitnú zmienku si zaslúži probiotický syr čedar, ktorý je v súčasnosti najrozšírenejším a najrozšírenejším tvrdým syrom na svete. Rôzne správy opäť naznačujú, že rôzne druhy/kmene Lactobacillus a Bifidobacterium vykazujú rôznu schopnosť prežitia, hoci niektoré správy jasne opisujú, že faktory ako soľ, kyslík a teplota negatívne ovplyvňujú životaschopnosť [ 24 ].
Zlepšenie prežívania po zmrazení a simulovaných gastrointestinálnych stavoch B. longum 15708 potvrdil ME v alginátových perličkách, hoci solenie tvarohu malo negatívny účinok [ 25 ]. Autori pozorovali 100-krát nižšiu stratu životaschopnosti s ME počas technologických krokov. Po 21 dňoch skladovania však došlo k zníženiu CFU/ml o 2 log, čo je stále nevhodné množstvo na komerčné účely. Jasným záverom je, že niektoré probiotiká môžu byť vysoko citlivé kultúry. Výsledky boli sľubné, pretože produkované polyméry vykazovali relatívne dobré prežitie v porovnaní s bunkami bez B. longum s 3-4 log CFU/ml zníženiami navyše so zvýšenou odolnosťou voči simulovanému prostrediu žalúdka a čriev o faktor 30.
Po počiatočnom záujme spotrebiteľa o zdravotné tvrdenia [ 26 ] musí byť zabezpečená senzorická akceptácia akejkoľvek potraviny. Preto je dôležité používať probiotické baktérie s miernou acidifikačnou schopnosťou, aby sa zabránilo nadmernej tvorbe organických kyselín. Nadmerná proteolýza je tiež spojená s neadekvátnou teplotou skladovania a zrenia, čo môže následne zmeniť organoleptické vlastnosti konečného produktu [ 4 ].
Probiotické kultúry môžu zmeniť chuť alebo textúru niekedy pozitívnym spôsobom, ako sa uvádza pri syre petit-Suisse [ 27 ]. Inde bolo publikované [ 28 ], že probiotické baktérie by mali zostať životaschopné, ale nie metabolicky aktívne, ako sa uvádza v prípade B. longum v syre čedar bez ovplyvnenia ich senzorických vlastností. Samozrejme je možné vyvinúť probiotické mliečne potraviny s podobnou prijateľnosťou ako bežné produkty. Pridávanie zvyšujúcich sa množstiev probiotík je zrejme jednoduchým riešením na zabezpečenie správnej mikrobiálnej životaschopnosti. Či tak alebo onak, senzorická analýza musí byť vykonaná spolu s inými analýzami. Po príjme probiotického polotvrdého syra typu Edam s obsahom L. plantarum v dennej dávke 10 log CFU počas 3 týždňov sa na zvieracom modeli nepozoroval žiadny negatívny vplyv na pohodu tráviaceho traktu, ale konzumácia 100 g/deň spôsobila tvrdú stolicu druhý týždeň testu [ 29 ].
Spracovanie syra môže byť ovplyvnené aj vysokou úrovňou suplementácie. Niektoré správy ukázali niekoľko negatívnych senzorických účinkov s probiotickým kmeňom L. acidophilus počas spracovania čerstvého probiotického syra Minas, keď boli počas skladovateľnosti prítomné vysoké množstvá (>9 log CFU/g) [ 30 ]. Probiotický syr vykazoval nižšie hodnoty pH a vyššiu produkciu organických kyselín, ale nižšie skóre pre vzhľad, vôňu a textúru. Tí istí autori uviedli, že vývoj probiotického syra vyžaduje manipuláciu s rôznymi technologickými možnosťami, aby sa zaručila správna funkčnosť počas celej doby skladovateľnosti.
Niektoré výrobné postupy zahŕňajú fázu zahrievania alebo varenia tvarohu. Zahrievanie vo všeobecnosti medzi 37 a 45 °C ovplyvňuje rýchlosť, ktorou je srvátka vypudzovaná, ako aj rast štartovacej kultúry. Tvaroh a srvátka sa často miešajú, aby sa oddelili častice. Keď sa častice tvarohu stanú pevnými a dôjde k správnemu vývoju kyseliny, srvátka sa odstráni a častice tvarohu sa spoja. Keď tvaroh dosiahne požadovanú textúru, rozdrví sa na malé kúsky, aby sa dal nasoliť do syrov, ako je čedar. Mletie tvarohu sa môže vykonávať ručne alebo mechanicky. Pri výrobe syra Fior di Latte sa po správnej fáze zrenia tvarohu scedený tvaroh natiahne v horúcej vode. Predchádzajúci výber tepelne odolných probiotických laktobacilov viedol k dobrej voľbe na získanie adekvátnej miery prežitia v tepelných podmienkach, ktoré napodobňovali naťahovanie tvarohu. Po skríningu na tepelnú odolnosť (65 alebo 55 °C počas 10 minút) u 18 probiotických kmeňov sa pridalo špecifické probiotické teplo adaptované L. delbrueckii ssp. Kmene bulgaricus a L. paracasei zlepšili skladovateľnosť a tvorbu syrovej chuti [ 31 ].
Tvaroh je nevyzretý, časticový a kyslý syr vyrobený z odstredeného mlieka. Tvaroh sa nakrája a zahreje na 55 °C; potom sa pridá zálievka zo smotany a soli, ako aj probiotikum. Tento postup sa javil ako žiaduci, aby sa predišlo nepriaznivým účinkom kroku vysokého obarenia. Je tiež dôležité zvážiť ich fyziologický stav, aby sme si vytvorili predstavu o ich prežití počas dozrievania a/alebo skladovania. Pokiaľ ide o rastovú krivku, obľúbenou možnosťou sú mikrobiálne bunky medzi neskorou exponenciálnou a stacionárnou fázou a niekedy môže byť prospešná príprava predchádzajúceho substrátu na naočkovanie kmeňa.
Forma probiotických očkovacích látok a ich životaschopnosť a udržiavanie predstavuje dôležitú technologickú výzvu. Sušené mlieko obsahujúce probiotický kmeň L. paracasei ako doplnkový štartér bolo sušené rozprašovaním počas výroby syra čedar s nízkou stratou životaschopnosti a bez nepriaznivých účinkov po troch mesiacoch zrenia [ 32 ]. V polotvrdom syre bolo navrhnuté použitie buď lyofilizovaného prášku dispergovaného v mlieku alebo substrátu obsahujúceho mlieko a mliečny tuk na zlepšenie prežitia probiotických baktérií [ 33 ].
3.2. Solenie a balenie
Je dobre známe, že probiotické baktérie sú citlivé na vysoké koncentrácie soli. Životaschopnosť probiotických baktérií sa drasticky znížila v syroch s koncentráciou soli nad 4 % [ 18 ]. Z toho vyplýva potreba optimalizovať výrobné podmienky s cieľom začleniť funkčné charakteristiky. Takmer bez výnimky sa pri výrobe syra po zrážaní syridla a tvorbe tvarohu používa suché solenie mletého tvarohu, povrchové suché solenie po formovaní alebo ponorenie do slaného nálevu [ 34 ] na zlepšenie chuti tvarohu, bezpečnosti a trvanlivosti. Možné riešenia zahŕňajú mikroenkapsuláciu, inkubáciu buniek v subletálnych podmienkach a starostlivý výber kmeňa. Toto sa musí uskutočniť bez negatívnych účinkov na textúru, vôňu a/alebo prijatie spotrebiteľmi. Teraz je k dispozícii vynikajúci prehľad o aplikáciách enkapsulácie v probiotických mliečnych výrobkoch a syrovej technológii [ 35 ].
Životaschopnosť enkapsulovaného probiotika B. bifidum BB-12 a L. acidophilus LA-5 bola študovaná v bielom slanom syre s použitím Na-alginátu buď extrúziou alebo emulznou technikou. Autori zistili, že obe techniky sú účinné pri probiotickej populácii vyššej ako je terapeutický limit [ 36 ]. Počty neenkapsulovaných a mikroenkapsulovaných probiotických baktérií sa znížili približne o 3 a 1 log, v tomto poradí. V iných prípadoch výsledky neboli také sľubné. Mikroenkapsulácia probiotika L. acidophilus DD910 a B. lactis DD920 v kapsulách s alginátovým škrobom indukovaným vápnikom nezlepšili ich životaschopnosť v matrici syra Feta počas skladovania v roztoku soľanky, pravdepodobne kvôli vysokým koncentráciám soli [ 37 ].
Zatiaľ čo životaschopnosť probiotík v suchých solených odrodách syra bola dobre zdokumentovaná [ 38 ], k dispozícii sú obmedzené údaje o životaschopnosti probiotík v syroch solených zmesami NaCl a KCl. Nové postupy solenia zahŕňajú možnosť aspoň čiastočne nahradiť NaCl KCl. Toto bolo preukázané v syre Akawi s probiotickými baktériami počas 30 dní skladovania pri 4 °C bez zjavných významných rozdielov v senzorických atribútoch medzi experimentálnymi syrmi Akawi v rovnakom období skladovania [ 39 ]. Pridanie KCl zvýšilo synerézu v probiotických iránskych syroch Feta (3% soľ a 3-mesačné obdobie zrenia) a iba tie s 25% nahradením KCl mali podobnú senzorickú prijateľnosť ako tie, ktoré obsahovali samotný NaCl [ 3 ]. Veľmi podobné výsledky boli predtým zaznamenané pri čerstvom syre Minas [ 38 ].
Väčšina probiotických kmeňov je mikroaerofilná a anaeróbna. Z tohto dôvodu je dôležitou otázkou priepustnosť pre vystavenie kyslíku počas výroby a skladovania a výber vhodného baliaceho a vákuového systému je dôležitý. Probiotický syr sa zvyčajne balí do plastových fólií s nízkou priepustnosťou pre kyslík alebo pomocou vákuových postupov. Zaujímavý prehľad o obalových systémoch už bol publikovaný [ 40 ]. Pri spracovaní tureckého bieleho syra sa najlepšie skóre v chuti a textúre zistilo, keď bol probiotický syr (vrátane L. acidophilus ) po nasolení vákuovo zabalený v porovnaní s kontrolou uloženou v slanom náleve po nasolení [ 41 ].
3.3. Zrenie a skladovanie
Proces zrenia je príkladom komplexného vývoja biofilmu, pri ktorom dochádza k mikrobiologickým a biochemickým zmenám v tvarohu, ktoré súvisia najmä s metabolizmom reziduálnej laktózy, laktátu a citrátu okrem lipolýzy a proteolýzy [ 42 ]. Hlavným problémom je opäť prežitie probiotík počas dlhého základného obdobia zrenia venovaného rozvoju vône a chuti aktivitou mnohých enzýmov. Prítomnosť období zrenia počas spracovania syra je ďalším problémom stability probiotickej kultúry, pretože sa nedá ľahko predpovedať v dôsledku biochemických zmien, ku ktorým dochádza pri znižovaní aktivity vody, často spolu s ďalším poklesom pH, čím sa vytvára nevhodné prostredie pre doplnkové kultúry. Možným riešením je opäť ME a starostlivá optimalizácia podmienok dozrievania.
Ďalším problémom je šírenie iných nepatogénnych náhodných populácií, ktoré sa často stávajú dominantnou mikroflórou v syre; tak NSLAB vytvára súťaž o živiny, čo sťažuje kvantitatívne stanovenie životaschopnosti probiotík. Laktobacily a pediokoky predstavujú niektoré z mála kontaminujúcich baktérií schopných rásť v syre po výrobe ako NSLAB. Ako štartér alebo NSLAB môžu hrať rôzne úlohy v primárnych metabolických udalostiach počas zrenia syra, pričom proteolýza je hlavným a najkomplexnejším biochemickým dejom, ktorý prebieha vo väčšine odrôd syra. Kazeín sa rozkladá na peptidy s nízkou molekulovou hmotnosťou a aminokyseliny. Stáva sa to, keď sa syry skladujú pri kontrolovanej teplote a vlhkosti.
Všeobecne povedané, enzýmy probiotických baktérií pôsobia hlavne v sekundárnej proteolýze, čím sa zvyšuje zásoba aminokyselín, čo rozhodujúcim spôsobom prispieva k syrovej chuti a mohlo by byť prekurzorom pre syntézu iných chutí alebo prchavých aróm, čo vedie k nepríjemným príchutiam [ 43 ]. Naopak, lipolytické enzýmy majú nižšiu aktivitu v porovnaní so štartérmi a NSLAB. Napriek tomu už existuje veľa príkladov probiotických syrov vyvinutých s minimálnymi, dokonca nedetegovateľnými zmenami v proteolytických a lipolytických profiloch, ktoré majú pozitívny vplyv na celkovú kvalitu syra, ako aj na produkciu bioaktívnych peptidov [ 44 ].
Spoločnosti vyrábajúce syry by mali poskytnúť požadovanú životaschopnú populáciu probiotík pri predaji produktu, ale mali by tiež zaručiť, že táto situácia bude pokračovať počas časovo označeného skladovania. Probiotické kultúry by mohli produkovať antimikrobiálne látky, a tak prispieť k inhibícii rozvoja zhubnej mikroflóry a následne získať predĺženú trvanlivosť. V iných prípadoch sa pridávajú konzervačné činidlá, ako je NaCl. Neprimerané skladovanie pri teplote, napríklad 12 °C, ktoré sa často vyskytuje na mnohých maloobchodných trhoch s potravinami, by mohlo znížiť túto populáciu a zvýšiť odmietnutie spotrebiteľov v dôsledku zmien v senzorických vlastnostiach. Niektoré publikácie napríklad uvádzajú prežívanie probiotík cez relatívne ťažké technologické fázy výroby syra pasta filata pri výrobe a zrení syra z ovčieho mlieka Scamorza. Vlastnosti textúry a vzhľadu však odlišovali probiotikum od kontrolných syrov [ 45 , 46 ]. Je zaujímavé, že autori opísali špecifické kritériá, ktoré by sa mali implementovať na sledovanie kvality probiotických syrov.
Štúdie syra ako zdroja nových zaujímavých izolátov sa rýchlo hromadia. Napríklad technologicky relevantné vlastnosti kandidátskych probiotických kmeňov L. plantarum ich robia obzvlášť vhodnými pre mliečne výrobky, ako je dlhodobé prežitie pri chladených teplotách, životaschopnosť rastu v prítomnosti široko používaných konzervačných látok a acidifikačné, koagulačné a enzymatické aktivity. [ 47 ]. V inej štúdii bola vhodná kultúra obsahujúca probiotické kmene L. fermentum pochádzajúce z ľudských výkalov a neovplyvnila nepriaznivo kvalitu tureckého syra Beyaz počas štyroch mesiacov zrenia [ 48 ].
Vhodné probiotické vlastnosti môžu byť pred aplikáciou testované in vitro ; to znamená, že potenciálne probiotické kmene zo syrov Feta, Kasseri a Graviera boli testované pri hľadaní tých, ktoré vykazujú dobré hladiny β -galaktozidázy, nízke proteolytické a koagulačné aktivity a antibakteriálne aktivity, ktoré by mohli byť správne exportované, aby sa dosiahli zlepšenia počas dlhších období skladovania [ 49 ].
Ďalšie aktivity prítomné v potenciálnych probiotikách môžu byť použité na dosiahnutie predĺženého dozrievania a zlepšeného skladovania, ako sú antifungálne a anti-listériové aktivity ako potenciálne konzervačné látky. Tento prístup by mohol poskytnúť užitočné prvky pre vývoj probiotických doplnkových kultúr produkujúcich prírodné biokonzervačné látky počas fermentácie potravín. Autori napríklad zistili antimikrobiálne a antifungálne aktivity kmeňa L. curvatus izolovaného z domáceho azerbajdžanského syra. Títo autori hodnotili probiotické vlastnosti tohto kmeňa, ako aj jeho bezpečnosť vzhľadom na rezistenciu na antibiotiká [ 50 ].
4. Trendy a perspektívy
Je jasné, že vývoj nových odrôd probiotických syrov a odvodených produktov bude v blízkej budúcnosti vedúcou silou. Niektoré špecifické aspekty a obavy sú nasledovné.
4.1. Nutričné fakty
Vedúci dôraz vo vývoji probiotických syrov je založený na nutričných faktoch. Zvyšuje sa dopyt po diétnych či light potravinách. Dobrým príkladom je štúdia vplyvu sladidiel v probiotickom syre petit-Suisse v koncentráciách ekvivalentných koncentrácii sacharózy. Veľmi zaujímavý je záver, že žiadne z testovaných sladidiel nevykazovalo negatívne dôsledky na životaschopnosť ani na štartér, ani na probiotiká [ 51 ].
Výrobné spoločnosti poskytujú spotrebiteľom výrobky zo syra s primeraným množstvom sodíka, vrátane prírodných syrov, tavených syrov, dipov, dresingov a nátierok. Poprednou technológiou je nahradenie sodíka chloridom draselným, čím sa znižuje voľná voda a mikrobiálny rast a nábeh patogénov. Tradičný chlorid draselný prispieva k nežiaducej horkosti, ale zdá sa, že niektoré formulácie prítomné na trhu túto nevýhodu prekonávajú.
Len niekoľko štúdií sa zaoberalo účinkom probiotických doplnkov na zloženie mastných kyselín a konjugovanej kyseliny linolovej (CLA). Uvádza sa, že LAB môže produkovať CLA z kyseliny linolovej, čo je biofunkčný lipid [ 52 ].
Pozitívna korelácia medzi obsahom CLA a kyseliny linolovej v syroch L. paracasei a L. acidophilus bola pozorovaná pri skúmaní bielych syrov Pickle s piatimi rôznymi probiotickými kultúrami [ 33 ]. Obsah CLA sa počas skladovania zvýšil v dôsledku lipolýzy voľnej kyseliny linolovej pomocou LAB. Ďalším zaujímavým príspevkom bolo vypracovanie probiotického kozieho syra coalho prirodzene obohateného o CLA ako vehikula pre L. acidophilus a prospešné mastné kyseliny [ 52 ].
4.2. Bezpečnostné aspekty
Bezpečnosť kmeňa bude naďalej znepokojovať najmä vo vzťahu k mladým a starším ľuďom. Hodnotenie bezpečnosti potravinových mikróbov pred uvedením na trh je založené na štyroch hlavných pilieroch (stanovenie identity, súbor vedomostí, možná patogenita a konečné použitie) podľa Európskeho úradu pre bezpečnosť potravín (EFSA) [ 53 ]. Reprezentatívnym príkladom je Enterococcus faecalis , ktorý zahŕňa komenzálne, štartovacie a probiotické kmene [ 54 ]. E. faecalis je však veľmi rôznorodý druh, ktorý zahŕňa aj patogénne kmene. Veľký dôraz sa kladie na dôležitosť a výzvu presnej charakterizácie kmeňov z rôznych zdrojov [ 55 ]. V skutočnosti títo autori vyvinuli typizačnú schému a zistili, že špecifický genetický klaster zahŕňa väčšinu probiotických a syrových kmeňov. Preto je pravdepodobnejšie, že kmene zoskupené do tejto genetickej skupiny budú mať potenciál pre bezpečné použitie ako syrové štartéry a/alebo probiotiká. Dostupné údaje nepodporujú zahrnutie rodu Enterococcus do koncepcie kvalifikovaného predpokladu bezpečnosti (QPS) Európskeho úradu pre bezpečnosť potravín (EFSA), keďže bezpečnostné aspekty nemožno určiť na úrovni rodu alebo druhu, ale musia sa vyhodnotiť osobitne pre každý kmeň [ 55 , 56 ]. V týchto prípadoch sa zdá byť jasné, že by sa mal prijať individuálny prístup.
Zistenie, že enterokoky sú prítomné ako normálna mikroflóra v ľudskej mliečnej žľaze počas chovu prsníka [ 57 ], otvára nové zaujímavé perspektívy a možnosť modifikovať stav QPS za predpokladu, že genetické techniky odtlačkov prstov jednoznačne zaručujú identifikáciu kmeňa.
Pediokoky a propionibaktérie sa tiež často používajú ako syrové predjedlá (hlavne švajčiarsky syr alebo ementál), a preto sa konzumujú vo veľkých množstvách bez zjavných vedľajších účinkov. Niektoré druhy/kmene majú dlhú históriu zjavne bezpečného používania v potravinovom reťazci a následne sa niektoré druhy/kmene použijú na výrobu syra.
4.3. Skríning kmeňa
Oblasťou aktívneho výskumu je hľadanie kmeňov vykazujúcich požadované vlastnosti, ako je schopnosť produkovať antimikrobiálne zlúčeniny, absencia rezistencie voči antibiotikám a schopnosť prežiť technologické prekážky pri výrobe syra. Takmer všetky štúdie boli zamerané na Lactobacillus sp. a Bifidobacterium sp. ale samozrejme, iné baktérie môžu hrať podstatnú úlohu v probiotických syroch.
V poslednej dobe existuje a rastie záujem o probiotické potenciálne propionibaktérie (PAB); sú známe nielen svojou schopnosťou produkovať kyselinu propiónovú s antimikrobiálnymi vlastnosťami najmä proti hubám, ale aj produkovať rôzne bakteriocíny so širším antimikrobiálnym spektrom pokrývajúcim ďalšie grampozitívne baktérie vrátane LAB, gramnegatívnych baktérií a kvasiniek a vláknité huby, v niektorých prípadoch [ 58 ]. Mliečne druhy sa podieľajú na zrení široko konzumovaných syrov švajčiarskeho typu, ako je ementál, kde ich koncentrácia dosahuje 10 9 baktérií na gram. Mliečne propionibaktérie vykazujú technologické vlastnosti veľmi vhodné na ich použitie ako probiotík v syroch; to znamená, že vykazujú toleranciu voči technologickým stresom, ako je rekonštitúcia v mlieku, fermentácia širokého spektra sacharidových substrátov, mikroenkapsulácia, sušenie rozprašovaním, lyofilizácia a skladovanie pri nízkych teplotách. Zvlášť zaujímavé je, že aktivita β- galaktozidázy zostala po vydržaní teploty varenia syrov švajčiarskeho typu a zostala stabilná počas skladovania pri nízkych teplotách.
Propionibacteria v syre majú lepšiu toleranciu voči kyselinám ako voľné kultúry a produkujú kyselinu propiónovú, prirodzenú biologickú kyselinu, ktorá prospieva bifidus microbiota a vykazuje dobré konštitutívne prežitie pri tráviacom strese [ 59 ]. Suplementácia mliečnymi propionibaktériami sa však týkala najmä zmesí s probiotickými baktériami z iných rodov. Na trhu sú dostupné kapsuly doplnkov stravy určené na udržanie rovnováhy črevného ekosystému, ktoré zahŕňajú dva kmene P. freudenreichii (Sécuril, http://www.swansonvitamins.com ). Použitie propionibaktérií ako doplnkového probiotika alebo v kombinácii s LAB a/alebo bifidobaktériami je otázkou času. Uvádza sa, že syr obsahujúci zmes probiotík (laktobacily a P. freudenreichii ssp. shermanii JS) znižuje riziko vysokého počtu kvasiniek, najmä Candida sp. u starších ľudí [ 60 ]. K dispozícii je vynikajúci nedávny prehľad o probiotických propionibaktériách [ 61 ].
Pokiaľ ide o Pediococcus , iba P. acidilactici a P. pentosaceus sú relevantnými mliečnymi kmeňmi, ktoré sa nachádzajú v syroch ako náhodné kultúry príležitostne používané pri výrobe syra. Existuje však potenciálny záujem o niektoré z ich vlastností, ako je schopnosť produkovať antimikrobiálne zlúčeniny (pediocíny) a modifikácia textúry vďaka ich schopnosti produkovať exopolysacharidy. Niektorí kandidáti probiotík produkujú tvorbu kryštálov laktátu prostredníctvom tvorby zmesi izomérov L- a D-laktátu, čo sa normálne považuje za chybu syra. Okrem toho pridávanie čistých bakteriocínov má zatiaľ len niekoľko a obmedzených povolených použití v potravinách. V roku 1988 získal nizín produkovaný Lactococcus lactis po prvýkrát schválenie US-FDA ako potravinárska prídavná látka a v Európskej únii sa používa v niektorých syroch.
Teraz je na trhu Pediocin PA-1 od Pediococcus . Použitie pediokokov produkujúcich pediocín PA-1 má potenciál na zlepšenie senzorických vlastností a na zabránenie vzniku nežiaducej mikroflóry. Napríklad Danisco komercializuje lyofilizované P. acidilactici (Choozit Lyo. Flav 43), ktoré majú byť zahrnuté ako pomocný štartér pri výrobe syra čedar a iných polotvrdých syrov na zosilnenie vône a chuti [ 62 ]. Ďalšie kmene pribudnú v blízkej budúcnosti podobným spôsobom.
4.4. Denný príjem
Relevantný problém syrov pôsobiacich ako nosič probiotík vyplýva z vysokého obsahu tuku a soli a relatívne nízkeho odporúčaného denného príjmu. Koncentrácia probiotík v syroch by mala byť asi štyri až päťkrát vyššia ako v iných mliečnych fermentovaných výrobkoch, ako je napríklad jogurt. To však neplatí pre čerstvý syr, ako je tvaroh, ktorý sa dá ľahko upraviť na nízky obsah tuku a soli a pri ktorom je odporúčaná denná dávka vyššia. Nízkotučný čerstvý syr tak môže slúžiť ako potravina s vysokým potenciálom pre uplatnenie ako nosič probiotík. V nedávnej správe chuťové profily nízkotučných a polotvrdých syrov vyrábaných s L. paracasei ssp. paracasei (kmene CHCC 2115, 4256 a 5583) boli analyzované [ 63 ]. Autori pozorovali, že zníženie obsahu tuku neovplyvnilo populáciu kmeňov Lactobacillus dosahujúcu 108 CFU /g počas obdobia skladovania. Pretože syry so zníženým obsahom tuku a nízkotučné syry obsahujú viac vlhkosti a vo všeobecnosti sa vyrábajú pri nižších teplotách varenia, baktérie mliečneho kvasenia sú schopné množiť veľké populácie.
4.5. Synbiotický syr
Jedným z najnovších trendov je súčasné pridávanie prebiotík a probiotík do čerstvého syra (tzv. synbiotický syr). Poznatky o synbiotikách sú pomerne obmedzené, napriek tomu, že budú pravdepodobne jedným z ďalších najpopulárnejších predmetov výskumu probiotík.
V syre Fior di latte sa spracovanie uskutočnilo po správnej fáze zrenia tvarohu s použitím jedlého povlaku ako nosiča probiotík ( L. rhamnosus ) a fruktooligosacharidov (FOS). Kombinácia zlepšila konečnú chuť produktu a predĺžila jeho trvanlivosť [ 64 ]. Pridanie FOS a inulínu neovplyvnilo rast probiotickej životaschopnosti a životaschopnosť L. casei 01 a B. lactis B94 počas výroby alebo dvojmesačného obdobia zrenia. Vytvorili však zlepšený profil voľných mastných kyselín. Ďalším príkladom je nedávna práca o tagatóze, ktorá je epimérom fruktózy prirodzene prítomným v malých množstvách v mliečnych výrobkoch [ 65 ]. Tento nízkokalorický monosacharid zvýšil rast a probiotické funkcie L. casei 01 a L. rhamnosus kmeň GG.
Transkriptomické štúdie a kvantitatívne testy polymerázovej reťazovej reakcie v reálnom čase ukázali indukciu veľkého počtu génov spojených s metabolizmom sacharidov vrátane fosfotransferázového systému (PTS) v L. rhamnosus kmeň GG. Toto je prvé potvrdenie katabolizmu tagatózy kmeňom laktobacilov ako prebiotického substrátu prostredníctvom PTS špecifického pre tagatózu. Táto štúdia odzrkadľuje druh molekulárnych štúdií, ktoré sa môžu v blízkej budúcnosti vyžadovať, aby sa zdôraznilo potenciálne použitie synbiotického partnera vo funkčných mliečnych potravinách, ako sú jogurty a syry.
4.6. Správanie syra a mikrobioty
Štúdium prežitia autochtónnej mikroflóry v syroch s cieľom vybrať tie, ktoré majú potenciálnu schopnosť dostať sa metabolicky aktívne do hrubého čreva, bude naďalej aktívnou oblasťou výskumu. Príklad tohto bol opísaný skôr [ 12 ]. Izolácia a skríning mikroorganizmov zo syra boli najúčinnejším prostriedkom na získanie užitočných a geneticky stabilných kmeňov a bude tomu tak aj v nasledujúcich rokoch. Preto sa vynakladá veľa úsilia na skríning NSLAB zo syra vyrobeného zo surového mlieka, pričom sa hľadá vysoká tolerancia voči rôznym nepriateľským technologickým procesom. K tomu dochádza pri výrobe syra Parmigiano Reggiano [ 66 ], v ktorom frakcia NSLAB pochádza z neošetreného mlieka a nie je súčasťou bežného srvátkového štartéra. Táto frakcia je obzvlášť atraktívna ako biorezervoár pre potenciálne probiotické kmene vhodné na prežitie do stavu GIT.
Na trhu je dostupných veľa druhov probiotických syrov a je nevyhnutné overiť správanie a výkonnosť mikrobiálnych kultúr v tomto prostredí. V skutočnosti sú zvyčajne potrebné technologické kontrolné procesy a úpravy existujúcich výrobných procesov. Testovacie parametre sú rozhodujúce pre marketing produktu, ako je profil organických kyselín, typické aromatické zlúčeniny alebo iné senzorické vlastnosti.
4.7. Zdravotné prínosy
Vývoj po hĺbkových štúdiách produktov určených na zlepšenie zdravia bude výrazne podporovaný. Niektoré publikácie napríklad uvádzajú potenciálnu funkciu probiotického syra ako diétneho prvku so špecifickými kmeňmi L. plantarum [ 67 ] alebo L. acidophilus a Bifidobacterium longum [ 68 ] na zníženie rizika kardiovaskulárnych ochorení. V prvom prípade zahrnutie L. plantarum K15 do syra čedar znížilo účinky cholesterolu na myšom modeli. V druhom prípade populárny brazílsky probiotický čerstvý syr (Minas Frescal) zmiernil potlačenie imunity vyvolané cvičením u potkanov Wistar, čím otvoril alternatívu na posilnenie imunitného systému a na prevenciu infekcií.
Najnovšie štúdie o probiotikách vedú k ich podávaniu v kombinácii s diétami zameranými na kontrolu metabolizmu sacharidov a lipidov a obratu aminokyselín. Obzvlášť zaujímavé sú výsledky, ktoré našli Sharafedtinov a kol. [ 69 ]. Zistili, že konzumácia hypokalorickej stravy doplnenej o plnotučný syr bohatý na bielkoviny viedla k zníženiu hladiny glukózy v krvi o 18 % bez zvýšenia hladín celkového cholesterolu, lipoproteínov s nízkou hustotou alebo triglyceridov. Títo autori dospeli k záveru, že kombinácia doplnenej hypokalorickej stravy a probiotického syra môže pomôcť znížiť index telesnej hmotnosti, arteriálny krvný tlak a riziko metabolického syndrómu u obéznych pacientov s hypertenziou.
5. Záverečné poznámky
Hoci množstvo probiotických kmeňov pripravených na použitie je v súčasnosti celosvetovo komerčne dostupných ako probiotiká v syre, nové kmene deklarované ako probiotické alebo prospešné doplnkové kultúry určite rozšíria súčasný zoznam. Hlavné úvahy musia zahŕňať schopnosť rásť v rôznych ekonomických médiách, ako je mlieko alebo syrová srvátka, aby boli dostupné vo veľkých množstvách a aby sa prispôsobili technologickým výzvam (hlavne vysokej teplote a obsahu soli), ktoré sú súčasťou výroby. Mnohé senzorické a nezmyslové aspekty sú zapojené do prijatia spotrebiteľom a musia sa zvážiť: textúra chuti a samozrejme, v neposlednom rade, cena.
Mliečny sektor má veľkú výhodu v sektore probiotických potravín a syr ponúka počiatočné výhody ako probiotický nosič. Zdá sa teda, že určitými krokmi vpred je vývoj nových odrôd, začlenenie nových probiotických a dobre charakterizovaných kmeňov alebo výroba synbiotických syrov.
Hoci sa to zdá byť zrejmé, stojí za zmienku, že účinky na zlepšenie zdravia závisia od záťaže. Nie je k dispozícii žiadny probiotický kmeň, ktorý by bol schopný poskytnúť všetky predtým opísané výhody [ 2 ]. Probiotický syr je potravina, nie liek, čo znamená, že nejde o alternatívnu liečbu akéhokoľvek zdravotného stavu. Poraďte sa so svojím lekárom.
Poďakovanie
Autori by sa chceli poďakovať za prácu na revízii jazyka od Donal Savage AIL (Associate of the Institute of Lingvists).
Konflikt záujmov
Autori vyhlasujú, že v súvislosti s publikovaním tohto článku neexistuje konflikt záujmov.
