Τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά οξυγαλακτικών βακτηρίων και ο ρόλος τους στη ποιότητα και παραγωγή ζυμούμενων τροφίμων

Abstract

Τα οξυγαλακτικά βακτήρια (Lactic Acid Bacteria – LAB), έχουν χρησιμοποιηθεί από τη νεολιθική εποχή, για τη διατήρηση και τη παραγωγή ζυμούμενων τροφίμων. Η ζύμωση από βιοχημικής άποψης, είναι μια μεταβολική διαδικασία παραγωγής ενέργειας από οργανικές ενώσεις χωρίς τη συμμετοχή εξωγενών οξειδωτικών παραγόντων. Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η απομόνωση και ο χαρακτηρισμός στελεχών LAB από "άγριες" καλλιέργειες για τη μελέτη των τεχνολογικών τους χαρακτηριστικών και για τη πιθανή χρήση τους ως εμπορικές καλλιέργειες εκκίνησης στη ζύμωση των τροφίμων. Στη παρούσα έρευνα, αρχικά μελετήθηκαν τα μορφολογικά και τα βιοχημικά χαρακτηριστικά 43 στελεχών LAB με πιο κλασσικές μεθόδους (τεστ καταλάσης, CO2, ανάπτυξη σε θερμοκρασίες, 10, 15, 45 ο C, χρώση Gram) και στη συνέχεια ταυτοποιήθηκαν με τη χρήση μοριακών τεχνικών. Επιπρόσθετα, μελετήθηκαν τα βασικότερα τεχνολογικά τους χαρακτηριστικά όπως η πρωτεόλυση, η λιπόλυση, η ικανότητα παραγωγής οξύτητας στο γάλα, η παραγωγή διακετυλίου, ο καταβολισμός του κιτρικού οξέος και η αυτολυτική ικανότητα των κυττάρων. Στα αποτελέσματα των μορφολογικών χαρακτηριστικών επιβεβαιώθηκε ότι και τα 43 στελέχη ήταν οξυγαλακτικά βακτήρια (θετικά κατά Gram, κόκκοι, ράβδοι ή κοκκοβάκιλλοι, και αρνητικά στη καταλάση). Επίσης, χρησιμοποιώντας μοριακές μεθόδους ταυτοποίησης ανακαλύφθηκε πως από τις οινολάσπες το 88.0 % των στελεχών ανήκαν στα γένη Lactobacillus plantarum και Lactobacillus buchneri,όπου το 12.0 % ήταν Leuconostoc mesenteroides. Στα τραπέζια διαλογής σταφυλιών (ποιότητας Ξυνιστέρι) το 93.5 % των στελεχών ανήκαν στο γένος Weissella cibaria και μόλις το 6.5 % στο γένος Leuconostoc mesenteroides. Παράλληλα, από το ζυμούμενο αιγινό γάλα το 91.0 % των στελεχών ήταν του γένους Weissella cibaria, και το 9.0 % των βακτηρίων του γένους Weissella confusa. Στον έλεγχο της οξίνισης του γάλακτος, παρατηρήθηκε αλλαγή στο pH στα γένη Lactobacillus plantarum μετά από 24h επώασης στους 37 o C και ελάχιστη εώς και καθόλου παραγωγή οξέος στα γένη Lactobacillus buchneri, Leuconostoc mesenteroides, Weissella cibaria και Weissella confusa. Ωστόσο, κανένα από τα 43 στελέχη δεν έδωσε τιμές pH μικρότερες από 5 μετά από 6h και 24h επώασης στους 37 ο C. Στον έλεγχο της πρωτεόλυσης, παρατηρήθηκε ελάχιστη πρωτεολυτική δραστηριότητα στα περισσότερα στελέχη του γένους Lactobacillus plantarum με τη μεγαλύτερη ζώνη πρωτεόλυσης να είναι στα 6 mm και με τη μικρότερη να είναι στα 2 mm. Επιπλέον, με τη μέθοδο O-PA, η μεγαλύτερη πρωτεολυτική δραστηριότητα παρουσιάστηκε στο στέλεχος Weissella cibaria strain BP36 με συγκέντρωση αμινοξέων 23.55 ppm γλυκίνης. Για τον έλεγχο της λιπόλυσης, δεν παρατηρήθηκε θετική δραστηριότητα σε κανένα στέλεχος των γενών Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri, Leuconostoc mesenteroides,Weissella cibaria και Weissella confusa. Αρνητική δραστηριότητα των στελεχών αυτών παρατηρήθηκε επίσης και στον έλεγχο παραγωγής διακετυλίου στο γάλα (<0.5 mg/100 ml γάλακτος). Επιπλέον, στον έλεγχο καταβολισμού του κιτρικού οξέος, το μοναδικό στέλεχος που ήταν θετικό και έδειξε να αναπτύσσεται στο ειδικό υπόστρωμα ήταν αυτό της Weissella cibaria qz140. Τέλος, η μεγαλύτερη αυτολυτική ικανότητα παρατηρήθηκε στα στελέχη Lactobacillus buchneri strain LAB (Ο31), με ποσοστό αυτολυτικής δραστηριότητας ˜ 43 % (fair) και Lactobacillus plantarum strain SM31 (Ο3), με ποσοστό ˜ 33 % (poor).