Τί θα πρέπει οπωσδήποτε εγώ να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Δείτε με ποιό τρόπο αναπτύσσονται οι μικροοργανισμοί μέσα στο γάλα
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Ο πληθυσμός των μικροοργανισμών, μέσα στο γάλα, θα αυξάνει διαρκώς?
Ας σκεφτούμε το φρέσκο παστεριωμένο γάλα, το οποίο, εμείς αφήσαμε, σε ένα ποτήρι στην κουζίνα μας.
Γενικά, το γάλα αποτελεί ένα ”μέτριο” υπόστρωμα για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών.Οι διάφορες παράμετροι, οι οποίες χαρακτηρίζουν ένα γάλα θα επηρεάσουν καταλυτικά την ανάπτυξη των μικροργανισμών μέσα σε αυτό το γάλα. Για παράδειγμα, η οξύτητα του γάλακτος, το οξειδοαναγωγικό δυναμικό του γάλακτος, τα σάκχαρα του γάλακτος, οι αζωτούχες ουσίες του γάλακτος, τα μακροστοιχεία και τα μικροστοιχεία του γάλακτος, οι βιταμίνες του γάλακτος, η ενεργότητα ύδατος του γάλακτος, οι βακτηριοστατικές ουσίες του γάλακτος, κ.α., θα καθορίσουν τον ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών μέσα σε αυτό το γάλα.
Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι θα βρεθούν, (με οποιοδήποτε τρόπο), μέσα στο γάλα αυτό, θα αρχίσουν να πολλαπλασιάζονται.
Εμείς είδαμε ότι στους μικροργανισμούς, στα βακτήρια, αυτός ο πολλαπλασιασμός γίνεται με εκθετικό ρυθμό.
Όμως, ο πληθυσμός, αυτών, των μικροοργανισμών, θα αυξάνει διαρκώς?
Εμείς θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε αυτήν την εύλογη απορία.
Σχηματική απεικόνιση της καμπύλης ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Α: 1) Φάση προσαρμογής ή υστέρησης (Lag phase). Οι μικροργανισμοί προσαρμόζονται στο νέο ”γαλακτοκομικό” περιβάλλον. Β: 2) Λογαριθμική ή εκθετική φάση ανάπτυξης (Log phase ή exponential phase). Οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται ταχέως. C: 3) Στάσιμη ή σταθερή φάση (Stationary phase). Ο πληθυσμός των μικροοργανισμών διατηρείται σταθερός. D: 4) Φάση μείωσης ή παρακμής ή θανάτου (Death phase or reduction phase or dying-off phase). Ο πληθυσμός των μικροοργανισμών ελαττώνεται. Εδώ στο σχήμα, το χρονικό διάστημα της κάθε φάσης αναφέρεται ενδεικτικά, ώστε ο αναγνώστης να σχηματίσει μιά ιδέα.
Η ανάπτυξη των μικροοργανισμών, στο γάλα, υπακούει κάποιους κανόνες
Η ανάπτυξη, των μικροοργανισμών, στο γάλα, ή, γενικότερα, σε ένα γαλακτοκομικό προϊόν, ακολουθεί το γράφημα του παραπάνω Σχήματος.
Η καμπύλη της ανάπτυξη, των μικροοργανισμών, αποτελείται από, 4 στάδια, ή 4 φάσεις.
Εμείς ας δούμε περισσότερο, αναλυτικά, αυτά τα στάδια.
Προσθήκη γαλακτοκομικής καλλιέργειας τυροκόμησης (starter cultures) στο γάλα, με την μορφή DVS. Η προσθήκη γίνεται, περίπου, 15 με 20 λεπτά πριν την προσθήκη της πυτιάς. Γιατί, άραγε? Διότι, οι μικροοργανισμοί στην καλλιέργεια εκκίνησης βρίσκονται σε λήθαργο. Όταν, βρεθούν στο γάλα, θα χρειαστούν ένα χρονικό διάστημα για να προσαρμοσθούν, σε αυτό, το νέο περιβάλλον. Δηλαδή, όταν οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στο γάλα βρίσκονται στην Φάση Προσαρμογής, (Lag phase). Βέβαια, ουσιαστικά, η ανάπτυξη των μικροοργανισμών θα ξεκινήσει πολύ αργότερα. Πότε? Λίγο πριν δούμε να ελαττώνεται η τιμή του pH στο πήγμα μας.
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Φάση προσαρμογής ή υστέρησης (Lag phase)
Όταν, οι μικροοργανισμοί εισέρχονται σε ένα νέο ”γαλακτοκομικό” περιβάλλον, αρχικά, αυτοί, οι μικροοργανισμοί, προσπαθούν να προσαρμοστούν.
Αυτή, η φάση προσαρμογής, διαρκεί κάποιο χρονικό διάστημα.
Καμπύλη ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Σε αυτό το σχεδιάγραμμα η Φάση προσαρμογής ή υστέρησης (Lag phase) των μικροοργανισμών διαρκεί μικρό χρονικό διάστημα.
Η διάρκεια, της φάσης προσαρμογής, εξαρτάται, κυρίως, από το είδος του μικροοργανισμού, και από την θερμοκρασία του μέσου, (γάλα, οξεόγαλα, κλπ.) στο οποίο εισέρχονται, αυτοί, οι μικροοργανισμοί.
Αύξηση του πληθυσμού των μικροοργανισμών στο γάλα – Διάρκεια φάσης προσαρμογής
Πόσο χρονικό διάστημα διαρκεί η φάση προσαρμογής?
Καμπύλη όξυνσης του γάλακτος από μεσόφιλη καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures) η οποία χρησιμοποιείται για την παρασκευήενός μαλακού αλειφόμενου τυριού τύπου quarg. Από ένα τέτοιο σχεδιάγραμμα εμείς μπορούμε να καταλάβουμε την χρονική διάρκεια της φάση προσαρμογής (lag phase). Δείτε ότι εδώ η φάση προσαρμογής (lag phase) είναι πολύ μικρή και διαρκεί λιγότερο από 1 ώρα.
Ενδεικτικά, αναφέρεται ότι, στους 37°C, η φάση προσαρμογής διαρκεί 3 ώρες, ενώ, στους 4°C, η φάση προσαρμογής διαρκεί 15 ώρες.
Τί ζητούμε εμείς?
Εμείς, επιζητούμε να δημιουργήσουμε, εκείνες τις συνθήκες, ώστε 1) η διάρκεια της φάσης προσαρμογής να είναι μικρή, όταν, εμείς θέλουμε την ανάπτυξη, των ωφέλιμων μικροοργανισμών της ”Μαγιάς”μας, οι οποίοι θα επιτελέσουν τις επιθυμητές ζυμώσεις, και, 2) η διάρκεια της φάσης προσαρμογής να είναι μεγάλη, όταν, εμείς θέλουμε να αναστείλουμε την ανάπτυξη, αλλοιογόνων μικροοργανισμών, οι οποίοι, θα προκαλέσουν ανεπιθύμητες ζυμώσεις στα γαλακτοκομικά προϊόντα.
Καμπύλη ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Σε αυτό το σχεδιάγραμμα η Φάση προσαρμογής ή υστέρησης (Lag phase) των μικροοργανισμών διαρκεί μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Λογαριθμική ή εκθετική φάση ανάπτυξης (Log phase ή exponential phase)
Η φάση προσαρμογής, των μικροοργανισμών, έχει ολοκληρωθεί.
Καμπύλη όξυνσης του γάλακτος από μεσόφιλη καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures) η οποία χρησιμοποιείται για την παρασκευή ενός μαλακού αλειφόμενου τυριού τύπου quarg. Δείτε ότι εδώ η φάση προσαρμογής (lag phase) είναι πολύ μεγάλη και διαρκεί σχεδόν 7 ώρες. Τί θα πρέπει να θυμάμαι? Αυτή η καθυστέρηση της όξυνσης του γάλακτος δρά ευνοϊκά για την ανάπτυξη ανεπιθύμητων μικροοργανισμών μέσα στο γάλα τυροκόμησης.
Οι μικροοργανισμοί έχουν, πλέον, προσαρμοσθεί στο, νέο, για αυτούς, ”γαλακτοκομικό” περιβάλλον.
Αυτοί, οι μικροοργανισμοί είναι, τώρα, έτοιμοι για πολλαπλασιασμό.
Έτσι, λοιπόν, οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στην εκθετική φάση ανάπτυξης.
Οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται, με ταχύ ρυθμό, κατά την διάρκεια της εκθετικής φάσης.
Στάδιο Στράγγισης τυριών άλμης. Εγώ προσέθεσα την καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS στο γάλα τυροκόμησης. Παρόλα αυτά μετά από ένα μεγάλο χρονικό διάστημα η τιμή pH παραμένει υψηλή. Τί μπορεί να συμβαίνει? Η φάση προσαρμογής (lag phase) των μικροοργανισμών της γαλακτοκομικής καλλιέργειας εκκίνησης μπορεί να διαρκεί μεγάλο χρονικό διάστημα. Συνεπώς, την επόμενη φορά, εγώ θα πρέπει να προσθέσω αυτήν την καλλιέργεια εκκίνησης, στο γάλα τυροκόμησης, νωρίτερα.
Σε αυτό το στάδιο, ο ρυθμός ανάπτυξης (growth rate) είναι μέγιστος.
Αύξηση του πληθυσμού των μικροοργανισμών στο γάλα – Ας θυμηθούμε το τί είπαμε στο Μέρος 1
Ισχύει η σχέση: N = N0 eμt
Όπου, το Ν αντιπροσωπεύει τον αριθμό, των μικροοργανισμών, μετά από χρόνο t, το N0 εκφράζει τον αριθμό, των μικροοργανισμών, την χρονική στιγμή, t = 0, και το μ είναι ο ρυθμός ανάπτυξης.
Οικιακή γαλακτοκομική καλλιέργεια τυροκομίας (starter cultures) με την μορφή DVS για την παρασκευή ποτού κεφίρ. Αυτές οι οικιακές καλλιέργειες εκκίνησης χαρακτηρίζονται από μία μεγάλη φάση προσαρμογής (lag phase), η οποία διαρκεί αρκετές ώρες.
Θυμηθείτε ότι, μ = 1 / g.
Κατά την διάρκεια, της λογαριθμικής φάσης, ο χρόνος γενεάς (generation time), των μικροοργανισμών, ελαχιστοποιείται.
Άρα, ο ρυθμός ανάπτυξης (μ), των μικροοργανισμών, είναι μέγιστος.
Έτσι, το eμt παίρνει την μέγιστη τιμή, και άρα, ο Ν, (πληθυσμός των μικροοργανισμών), λαμβάνει την υψηλότερη τιμή, σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα t.
Μετά την Φάση προσαρμογής (lag phase) οι μικροργανισμοί περνούν στο στάδιο της Λογαριθμικής ή εκθετικής φάση ανάπτυξης (Log phase ή exponential phase). Στο στάδιο προσαρμογής δεν υπάρχει αύξηση του πληθυσμού, συνεπώς, ο ρυθμός ανάπτυξης είναι μηδέν. Μετά την Φάση προσαρμογής, οι μικροοργανισμοί ξεκινούν να πολλαπλασιάζονται και να αυξάνεται ο πληθυσμός τους. Αρχικά, ο ρυθμός ανάπτυξης (μ) αυξάνει και παίρνει μία μέγιστη τιμή στο μέσο του σταδίου της εκθετικής φάσης ανάπτυξης. Στην συνέχεια, ο ρυθμός ανάπτυξης ελαττώνεται μέχρι μηδενισμού, το οποίο σημαίνει ότι οι μικροοργανισμοί περνούν στο στάδιο της στασιμότητας (stationary phase).
Η θερμοκρασία στο γάλα θα αποτελέσει κρίσιμο παράγοντα για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών
Ο χρόνος γενεάς, εξαρτάται, κυρίως, από τη φύση του μικροοργανισμού, και από την θερμοκρασία.
Για τα θερμόφιλα βακτήρια, και τα μεσόφιλα βακτήρια, ο χρόνος γενεάς παίρνει μικρές τιμές, (το οποίο σημαίνει ότι, η διαίρεση, αυτών, των μικροοργανισμών, διαρκεί μικρό χρονικό διάστημα).
Ρίχνω την Μαγιά στο γάλα. Εγώ προσέθεσα 2% Μαγιά, η οποία περιείχε 10^7 ( 10 εκατομμύρια) μικροοργανισμούς ανά ml. Συνεπώς, τώρα μέσα στο γάλα υπάρχουν (10^7) Χ 2% = 200.000 μικροοργανισμοί ανά ml. Εγώ θέλω στο τέλος της επώασης αυτός ο αριθμός να αυξηθεί σε 10^8 ( 100 εκατομμύρια) μικροοργανισμούς ανά ml. Σε ποιά θερμοκρασία θα πρέπει να γίνει η επώαση ώστε ο χρόνος γενεάς να ελαχιστοποιηθεί? Πόσες διαιρέσεις θα πρέπει να γίνουν ώστε ο πληθυσμός από 200.000 μικροοργανισμούς ανά ml να αυξηθεί σε 100 εκατομμύρια ανά ml? Πόσο χρονικό διάστημα θα πρέπει να διαρκέσει η επώαση του γάλακτος?
Οι τιμές, του χρόνου γενεάς, είναι υψηλότερες για τα ψυχρόφιλα βακτήρια.
Γενικά, ο χρόνος γενεάς, κατά την διάρκεια της λογαριθμικής φάσης, κυμαίνεται από 15 έως 30 λεπτά.
Διάρκεια λογαριθμικής φάσης
Η διάρκεια, της λογαριθμικής φάσης, θα εξαρτηθεί από πολλούς παράγοντες.
Καμπύλες όξυνσης του γάλακτος κατά την παρασκευή του γιαουρτιού από μία θερμόφιλη καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS. Η επώαση του γάλακτος γίνεται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Δείτε ότι σε θερμοκρασία 43℃ η φάση προσαρμογής έχει την ελάχιστη χρονική διάρκεια. Επίσης, σε θερμοκρασία 43℃, η διάρκεια επώασης του γάλακτος (για τιμή pH 4.50) ολοκληρώνεται σε λιγότερο από 5 ώρες. Δηλαδή, σε θερμοκρασία 43℃ ο ρυθμός ανάπτυξης των δύο βακτηρίων του γιαουρτιού είναι μέγιστος. Σε αντιδιαστολή, όταν η θερμοκρασία του γάλακτος είναι 25℃, ή ακόμα χειρότερα 51℃, τότε η ολοκλήρωση της διαδικασίας θα διαρκέσει μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε αυτό το χρονικό διάστημα θα δοθεί η ευκαιρία για την ανάπτυξη αλλοιογόνων μικροργανισμών μέσα στο γάλα και αργότερα στο γιαούρτι.
Στο τέλος, της φάσης αυτής, ο πληθυσμός, των μικροοργανισμών, θα έχει φθάσει την μέγιστη τιμή του.
Δηλαδή, υπό τις δεδομένες συνθήκες, ο αριθμός, αυτών, των μικροοργανισμών, δεν μπορεί να αυξηθεί, περεταίρω.
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Η Μαγιά είναι καλύτερη όταν οι μικροοργανισμοί βρίσκονται στην λογαριθμική ή στην εκθετική φάση ανάπτυξης
Όταν οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στην φάση C: 3) Στάσιμη ή σταθερή φάση (Stationary phase) τότε η ευρωστία τους ελαττώνεται. Σε αυτό το στάδιο οι παραγόμενοι μεταβολίτες (για παράδειγμα το γαλακτικο οξύ), δρούν τοξικά και δυσχεραίνουν την ανάπτυξη αλλά και την διαβίωση των μικροοργανισμών εκκινητών(starters). Στην φάση αυτή, ο πληθυσμός των ζωντανών μικροοργανισμών διατηρείται σταθερός, αλλά η ευεξία τους συνεχώς ελαττώνεται. Όταν οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στην φάση D: 4) Φάση μείωσης ή παρακμής ή θανάτου (Death phase or reduction phase or dying-off phase) τότε ο πληθυσμός των ζωντανών μικροοργανισμών αρχίζει να ελαττώνεται αλλά επίσης, και η ευρωστία αυτών των μικροοργανισμών μειώνεται σημαντικά.
Υπάρχει η γενική θεώρηση ότι η Μαγιά είναι καλύτερη όταν οι μικροοργανισμοί είναι εύρωστοι, πολυπληθείς και υπάρχει μεγάλος βαθμός καθαρότητας (purity).
Οι μικροοργανισμοί είναι εύρωστοι και πολυπληθείς κατά την εκθετική φάση ανάπτυξης.
Αρχικά οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στην φάση Α: 1) Φάση προσαρμογής ή υστέρησης (Lag phase). Στην φάση αυτή οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε λήθαργο. Εγώ θα πρέπει να περιμένω ώστε αυτοί οι μικροργανισμοί να ”ξυπνήσουν” από το λήθαργο και να αρχίσουν να πολλαπλασιάζονται. Συνεπώς, και σε συμφωνία με όσα αναφέραμε προηγουμένως, η καλύτερη ”Μαγιά” είναι όταν οι μικροοργανισμοί βρίσκονται στην φάση C. Ναι, αλλά, σε ποιό σημείο της φάσης C? Στο σχήμα βλέπουμε δύο σημεία. Στο 1ο σημείο, ο πληθυσμός των μικροοργανισμών έχει αυξηθεί 100 φορές. Στο 2ο σημείο, ο πληθυσμός των μικροοργανισμών έχει αυξηθεί 1000 φορές. Βέβαια, στο 1ο σημείο οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε καλύτερη κατάσταση (μεγαλύτερη ευεξία) σε σχέση με το 2ο σημείο.
Αυτό θα πρέπει να το λάβουν υπόψιν όσοι παρασκευάζουν γαλακτοκομικά προίόντα μέσω της πρακτικής back slopping ή της πρακτικής της ανακαλλλιέργειας (bulk starters).
Λογαριθμική ή εκθετική φάση ανάπτυξης – Τί ζητούμε εμείς?
Εμείς, επιζητούμε να δημιουργήσουμε, εκείνες τις συνθήκες, ώστε 1) η εκθετική φάση ανάπτυξης να έχει, ως αποτέλεσμα, την δημιουργία, ενός πολύ υψηλού πληθυσμού, όταν, πρόκειται για τους ωφέλιμους μικροοργανισμούς της ”Μαγιάς” μας, οι οποίοι θα επιτελέσουν τις επιθυμητές ζυμώσεις, και, 2) η εκθετική φάση ανάπτυξης να έχει, ως αποτέλεσμα, τον περιορισμό της δημιουργίας, ενός πολύ υψηλού πληθυσμού, όταν, πρόκειται για αλλοιογόνους μικροοργανισμούς, οι οποίοι θα προκαλέσουν ανεπιθύμητες ζυμώσεις, στα γαλακτοκομικά προϊόντα μας.
Ιδανική μεταβολή της οξύτητας (% γαλακτικό οξύ) και του pH με τον χρόνο κατά την παραγωγή του τυριού Φέτα. Αριστερά: Οξύτητα [acidity % (lactic acid)]. Δεξιά: pH. Τί θα πρέπει να θυμάμαι? Η επίτευξη ενός μέγιστου ρυθμού όξυνσης δεν είναι πάντα το ζητούμενο. Αυτό ισχύει, ιδιαίτερα κατά την παρασκευή γαλακτοκομικών προϊόντων με ιξωδοελαστικό χαρακτήρα όπως είναι τα τυριά. Ο ρυθμός όξυνσης θα πρέπει να είναι ο κατάλληλος έτσι ώστε να δημιουργηθεί η κατάλληλη δομή. Για παράδειγμα, όταν η όξινση προωθείται με ταχύ ρυθμό, τότε, η συναίρεση επιταχύνεται. Ακολούθως, το 3σδιάστατο δίκτυο των καζεϊνικών μικκυλίων δεν δημιουργεί μία ορθή δομή και τελικά το τυρί θα εμφανίσει ελαττώματα.
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Στάσιμη ή σταθερή φάση (Stationary phase)
Η εκθετική φάση, των μικροοργανισμών, έχει ολοκληρωθεί.
Ο πληθυσμός, των μικροοργανισμών, έχει φθάσει σε μια πολύ υψηλή τιμή.
Ημιάμεσο σύστημα για την παραγωγή των καλλιεργειών εκκίνησης (starter cultures). Εγώ έχω τους Αρχικούς μικροοργανισμούς. Ακολουθώ μια σειρά διαδοχικών επωάσεων (ανακαλλιέργεια ή bulk starters). Τί θα πρέπει να θυμάμαι? Ότι το κάθε στάδιο της επώασης θα πρέπει να έχει ολοκληρωθεί αρκετά νωρίτερα από την είσοδο των μικροοργανισμών στην φάση της στασιμότητας (Stationary phase).
Η τιμή, αυτή, θα είναι η μέγιστη τιμή, του αριθμού, των μικροργανισμών, μέσα στο γάλα.
Οι μικροοργανισμοί, τώρα, εισέρχονται σε μια στάσιμη φάση.
Καμπύλη ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Καλλιεργώ μικρρογανισμούς ώστε να φτιάξω μία αποτελεσματική Μαγιά. Πότε η Μαγιά θεωρείται αποτελεσματική? Όταν οι μικροοργανισμοί είναι εύρωστοι, πολυπληθείς και ”καθαροί”. Για παράδειγμα, εδώ, σε αυτό το σχήμα, για το υποθετικό Είδος Α, ο ρυθμός ανάπτυξης είναι μέγιστος σε τιμή pH 5.20, αλλά ο πληθυσμός μπορεί να μην είναι ικανοποιητικά υψηλός. Σε τιμή pH 4.90, ο πληθυσμός είναι υψηλός, αλλά οι μικροοργανισμοί μπορεί να μην είναι ικανοποιητικά εύρωστοι. Σε τιμή pH 4.60, ο πληθυσμός είναι πολύ υψηλός, αλλά ο ρυθμός ανάπτυξης ελαττώνεται το οποίο σηματοδοτεί και μία ”κόπωση” των μικροοργανισμών. Σε τιμή pH 4.40 βρίσκεται ήδη στην φάση της στασιμότητας, το οποίο σημαίνει ότι οι μικροοργανισμοί είναι ”ταλαιπωρημένοι”. Να θυμόμαστε ότι αυτό το μοτίβο είναι και διαφορετικό στο εκάστοτε Είδος μικροοργανισμών.
Κατά την διάρκεια, της στάσιμης φάσης, αυτός, ο πληθυσμός, των μκροοργανισμών, θα παραμείνει σχεδόν σταθερός.
Δηλαδή, οι μικροοργανισμοί θα πολλαπλασιάζονται, αλλά, όσα κύτταρα δημιουργούνται, άλλα τόσα, θα πεθαίνουν.
Μη ευνοϊκές συνθήκες επικρατούν, πλέον, στο ”γαλακτοκομικό” μέσο, με αποτέλεσμα, οι θάνατοι να είναι τόσοι πολλοί, ώστε, ο αριθμός των θανάτων να ισούται με τον αριθμό των γεννήσεων.
Στάσιμη ή σταθερή φάση (Stationary phase) – Τί ζητούμε εμείς?
Τυρί Φέτα σε άλμη κατά το στάδιο της ωρίμανσης. Η υψηλή αλατοπεριεκτικότητα και οι χαμηλές θερμοκρασίες του χώρου αποθήκευσης αλλάζουν τις ισορροπίες. Οι καλοί μικροοργανισμοί της καλλιέργειας εκκίνησης (starter cultures) έχουν υποχωρήσει και έχουν δώσει την θέση τους σε άλλους μικροοργανισμούς, {ΜΗ εκκινητές μικροοργανισμούς (non-starters)] οι οποίοι μπορούν να προσαρμοστούν καλύτερα σε αυτές τις συνθήκες. Έτσι, οι αρχικοί μικροοργανισμοί της καλλιέργειας εκκίνησης βρίσκονται στην φάση του θανάτου. Βέβαια, την ίδια στιγμή, διάφοροι άλλοι μικροοργανισμοί μέσα στο τυρί μπορεί να βρίσκονται στην φάση της στασιμότητας ή ακόμα και στην φάση της εκθετικής ανάπτυξης.
Εμείς, επιζητούμε να δημιουργήσουμε, εκείνες τις συνθήκες, ώστε 1) η στάσιμη φάση να διαρκέσει όσο το δυνατόν μικρότερο χρονικό διάστημα, όταν, πρόκειται για αλλοιογόνους μικροοργανισμούς, οι οποίοι θα προκαλέσουν ανεπιθύμητες ζυμώσεις, στα γαλακτοκομικά μας και, 2) η στάσιμη φάση να διαρκέσει όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, όταν, πρόκειται για τους ωφέλιμους μικροοργανισμούς της ”Μαγιάς” μας, οι οποίοι θα επιτελέσουν τις επιθυμητές ζυμώσεις.
Για παράδειγμα, κατά την ωρίμανση του τυριού Φέτα, εμείς, θέλουμε, όσο το δυνατόν, να διατηρήσουμε, υψηλούς τους πληθυσμούς, όλων, εκείνων, των μικροοργανισμών, οι οποίοι ανήκουν σε είδη του γένους Lactococcus, τα οποία, είδη, χρησιμοποιούνται ως καλλιέργειες τυροκόμησης (starter cultures), στην παρασκευή του τυριού Φέτα.
Καμπύλη ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Σε αυτό το σχήμα παρουσιάζονται ενδεικτικά οι διάφορες τιμές pH οι οποίες αντιστοιχούν στα διάφορα σημεία της καμπύλης ανάπτυξης. Να θυμόμαστε ότι αυτό το μοτίβο είναι και διαφορετικό στο εκάστοτε Είδος μικροοργανισμών. Για παράδειγμα, εδώ, σε αυτό το σχήμα, το υποθετικό Είδος Α, σε τιμή pH 4.20 εισέρχεται στην φάση στασιμότητας και σε τιμή pH 4.00 εισέρχεται στην φάση του θανάτου. Σε τιμή pH 3.80, ήδη ο πληθυσμός στο Είδος Α, έχει ελαττωθεί, αλλά επίσης αυτοί οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε κακή κατάσταση. Σε τιμή pH 3.40, ο πληθυσμός των μικροοργανισμών του Είδους Α, έχει μειωθεί πάρα πολύ.
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Φάσημείωσηςήπαρακμήςήθανάτου (Death phase or reduction phase or dying-off phase)
Η στάσιμη φάση, των μικροοργανισμών, έχει ολοκληρωθεί.
Στο ”γαλακτοκομικό” μέσο επικρατούν δυσμενείς συνθήκες, οι οποίες, διαρκώς, χειροτερεύουν.
Οι μικροοργανισμοί, όλο αυτό το χρονικό διάστημα, έχουν καταναλώσει τις θρεπτικά ουσίες, του ”γαλακτοκομικού” μέσου, και, παράλληλα, οι μικροοργανισμοί, όλο αυτό το χρονικό διάστημα, έχουν αποβάλλει, σε αυτό το ”γαλακτοκομικό” μέσο, προϊόντα του μεταβολισμού τους, (για παράδειγμα, το γαλακτικό οξύ), με αποτέλεσμα, οι συνθήκες διαβίωσης να είναι δραματικές.
Ποτό κεφίρ και κόκκοι του κεφίρ. Οι κόκκοι του κεφίρ αποτελούνται από πληθώρα Ειδών μικροοργανισμών. Σε τιμή pH 3.13, η πλειοψηφία αυτών των μικροοργανισμών βρίσκονται στην φάση του θανάτου. Επίσης, αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι και εξαιρετικά ‘ταλαιπωρημένοι”. Συνεπώς ένα τέτοιο ποτό κεφίρ έχει λιγότερους μικροοργανισμούς σε σχέση με το ποτό κεφίρ το οποίο έχει μια τιμή pH 4.50.
Ως αποτέλεσμα, ο αριθμός, των θανάτων, είναι υψηλότερος από τον αριθμό των γεννήσεων.
Συνεπώς, καθόλη την διάρκεια της φάσης μείωσης, ο πληθυσμός, των μικροοργανισμών, ελαττώνεται.
Παρατηρείστε ότι, ο πληθυσμός φθάνει σε μια τέτοια τιμή, σχεδόν ίδια, (ή και μικρότερη), σε σχέση, με τον πληθυσμό, ο οποίος, αρχικά, εισήλθε, στο ”γαλακτοκομικό” μέσο.
Φάσημείωσηςήπαρακμήςήθανάτου – Τί ζητούμε εμείς?
Μεταβολή του πληθυσμού των Εκκινητών (starters) και των ΜΗ Εκκινητών (NO Starters) κατά την ωρίμανση του τυριού. Οι εκκινητές μικροοργανισμοί είναι οι μικροοργανισμοί της καλλιέργειας εκκίνησης (starter cultures). Όμως, προοδευτικά, κατά την ωρίμανση του τυριού θα αρχίσουν να κυριαρχούν οι non starters μικροοργανισμοί. Αυτοί οι ΜΗ εκκινητές μικροοργανισμοί μπορεί να εμπλακούν σε ανεπιθύμητες ζυμώσεις με αποτέλεσμα την ποιοτική υποβάθμιση του τυριού. Δείτε το σχήμα των δύο καμπυλών. Α (ερυθρό χρώμα) απεικονίζει την φάση στασιμότητας για τους Εκκινητές μικροοργανισμούς. Β (ερυθρό χρώμα) απεικονίζει την φάση του θανάτου για τους Εκκινητές μικροοργανισμούς. Α (κυανό χρώμα) απεικονίζει την εκθετική φάση ανάπτυξης για τους ΜΗ Εκκινητές μικροοργανισμούς. Β (κυανό χρώμα) απεικονίζει την φάση στασιμότητας για τους ΜΗ Εκκινητές μικροοργανισμούς.
Εμείς, επιζητούμε να δημιουργήσουμε, εκείνες τις συνθήκες, ώστε 1) η φάση του θανάτου να οδηγήσει, όσο το δυνατόν, γρηγορότερα, στην μέγιστη ελάττωση, των αλλοιογόνων μικροοργανισμών, οι οποίοι θα προκαλέσουν ανεπιθύμητες ζυμώσεις, στα γαλακτοκομικά μας, και, 2) η φάση του θανάτου να οδηγήσει με, όσο το δυνατόν, βραδύτερο ρυθμό, στην μικρότερη ελάττωση των ωφέλιμων μικροοργανισμών, της ”Μαγιάς” μας, οι οποίοι θα επιτελέσουν τις επιθυμητές ζυμώσεις.
Δείτε περισσότερα:
Predictive modelling of the microbial lag phase: a review. WINNEN, I. A. M. et al. International Journal of Food Microbiology, v. 94, p. 137-159, 2004
The Microbiology of Raw Milk. Bramley AJ, McKinnon CH. (1990). In: R R.K. (eds). Dairy Microbiology: The Microbiology of Milk. England: Elsevier Science
Relationship Between Temperature and Growth Rate of Bacterial Cultures. RATKOWSKY, D. A. et al. Journal of Bacteriology, v. 154, n. 1, p. 1222-1226, 1982.
The relation between temperature and growth of bacteria in dairy products. Philips, J. D., and M. W. Griffiths.1987. Food Microbiol. 4:173-185.
