Süt Mikrobiyolojisi
[SÜT MİKROBİYOLOJİSİ] |
Sütte bulunan , dışarıdan kontamine olan ve ilave edilen mikroorganizmaların tanısı ve teknolojide kullanım olanakları dezavantajları |
GENEL SÜT MİKROBİYOLOJİSİ
Sağlıklı hayvanlardan aseptik şartlarda alınan sütte, sağım anda 500-1000\ml,sağım kabında veya sağım makinesinde 1000-10000\ml ve toplanma kabında bakteriler bulunur.Sağlıklı ineklerden aseptik şartlarda sağılan sütün toplam bakteri sayısı düşüktür patojen mikroorganizma içermez.Çok dikkatle kontrol edilen ve hijyenik şartlarda üretilen çiğ sütlerde 1000\ml,kötü şartlarda üretilen sütlerde ise 10^5\ml bakteri olduğu zaman üretim şartlarında ciddi hijyenik sorunlar olduğunu ve 10^4\ml olduğunda ise hijyenik uygulamaların iyi olduğunu gösterir.
SÜTTE TEKNOLOJİK SORUNLARA YOL AÇAN MİKROORGANİZMALAR
Psikrotrof mikroorganizmalar;
Psikrotroflar; doğada çok geniş yaşamsal aktivite bulunabilen bakteriler, mayalar ve küflerden meydana gelmiş, uzun y ada kısa çubuk, kok ya da vibro şeklinde olabilen Gram (+) ya da Gram (-) özellik gösterebilen, sporlu ya da sporsuz, anaerobik ya da fakültatif anaerobik olarak gelişebilen canlılar topluluğuna verilen genel bir isimdir.Çiğ sütlerde psikrotrof bakterilerin bulunması;sütün üretim koşullarına, işlem öncesi depolama zamanına ve sıcaklığına, süt içersindeki mikroorganizmaların türüne göre değişiklik göstermektedir.
Gram (-) bakterilerin gelişmesi çiğ sütte iki gün gibi kısa sürede bile proteinlerin parçalanmasına yol açar.Bu mikroorganizmalardan özellikler k ve beta kazein etkilenir.Bu gibi mikroorganizmaların birçok türü ısıya dayanıklı proteaz ve lipaz enzimleri üretirler ve bu enzimler ısıl işlemlerine dayanıklı olduklarından UHT sütte olduğu gibi son üründe depolama sırasında da proteoliz yaparak sütün jelleşmesine yol açarlar.
Çiğ SüT, Pastörize Süt ve Sterilize Sütte Psikrotroflara Bağlı Olarak Meydana Gelen Değişimler
Çiğ süt ve pastörize süt, buzdolabı koşullarında bozulabilmektedir.Bu bozullamaların nedeni psikrotroflardır.Çiğ sütte aşlangıçta yüksek oranda (>150 adet/ml) bulunan psikrotrofların sayısal değerleridir.Çünkü bu bakteriler bu değerlerde pastörizasyondan sonra canlı kalmaktadırlar.Özellikle pastörize sütlerde Bacillus, Artrobacter, Miycobacterium, Corynebacterium, Pseudomonas putida gibi psikrofil türler önem taşımaktadır.Ayrıca 8-10 gün boyunca 5-7Oc de saklanan pastörize sütlerde tatlı pıhtılaşmaya neden olan Bacillus cereus trlerinin yüksek oranda bulunduğu belirtilmiştir.Çiğ sütlerden ürüne geçen psikrotrofların özellikle de Pseudomonas türlerinin sentezledikleri proteinaz ile lipazların,UHT işleminden geçirilmiş sütlerde tam anlamıyla inaktive olmadıkları ve bu enzimlerin aktivitesi sonucunda ,UHT sterilize sütlerde koagülasyon(tatlı pıhtılaşma) meydana geldiği tespit edilmiştir.
PSİKROTROFİK BAKTERİLERİN SÜTTE OLUŞTURDUKLARI BİYOKİMYASAL DEĞİŞİKLİKLER
Değişik kaynaklardan süte bulaşmış olan psikrofil bakteriler,özellikle düşük sıcaklıklarda(0oC) süt ve ürünlerinin bileşiminde bulunan temel maddelerden yağlar ve proteinler üzerinde olumsuz etkiler göstermektedirler.
1)Psikrotroflara Ait Lipaz Enzimi Etkileşimi:Lipoliz kısaca trigliseritlerin lipaz enzimi etkisi ile parçalanarak yağ asitleri ve gliserine ayrılması olarak özetlenebilir.Bu enzim aktivitesinin en yüksek Pseudomonas türlerinde olduğu belirlenmiştir.Çiğ sütlerde lipolizin nedeni,genelde doğal süt lipazından kaynaklanmaktadır.Bunun derecesi,sütün taşıma ve üretim sırasında mekanik olarak karıştırmaya ne kadar maruzkaldığına dayanmaktadır.İçersinde psikrotrof bakteri sayısı yüksek olan sütlerde serbest yağ astlerinin konsantrasyonunda artış daha fazladır.Isısal işlem görmüş sütlerde psikrotrofların lipolitik aktivitesine bağlı bozulmalar daha azdır.Yapılan çalışmalarda birçok psikrotrof lipazının yüksek sıcaklıkta kısa süreli pastörizasyon sonrasında (72o C/17 saniye)canlı kalabildikleri ve lipazların da proteinazlar gibi, sütteki sulu tampon çözeltilerde daha fazla sıcaklığa dayandıkları tespit edilmiştir.Psikrotrof lipazlarının optimal etkili pH ları ile de ilgili olarak bazı araştırmalar yapılmıştır.Bu çalışmalarda, Pseudomonas fluorescens ile Pseudomonas fragi suşlarına ait lipaz enzimlerinin aktivite gösterebileceği optimal Ph değerleri sırasıyla 6.5 ile 7.6 olarak tespit edilmiştir.
2)Psikrotroflara Ait Proteinaz Enzimi ile Meydana Gelen Değişmler:Bu değişiklik enzimlerin etkisi ile süt proteinin parçalanarak orijinal formlarını kaybetmesi ya da yapısal özelliğin yitirmesi olarak söylenebilir.Psikrotrofların sıcaklığa dayanıklı olan proteolitik enzimleri ile süt ve ürünlerinde;proteaz, proteinaz ile peptidaz gibi enzim türevleri meydana gelmektedir.Süt ve ürünlerindeki proteinlerin parçalanmasında kazeinler daha çok etkilenmektedir.Psikrotrofların UHT sütlerdeki proteolitik aktivitelerinin belirlenmesi ile ilgili olarak yapılan araştırmalarda,söz konusu üründe beta-kazein ile K-kazein geniş ölçüde degrade oldukları,alfa- kazeinde ise gözlenen kayıpların, düşük seviyede olduğu belirtilmiştir.UHT sterilize sütlerde Pseudomonas ve Bacillus proteazlarının UHT sütleri pıhtılaştırdığı belirtilmektedir.Eğer sütteki psikrotrofik mikroorganizmalar 10^6/ml den fazla olursa önemli derecede proteaz enzimi üretirler.Bu nedenle bu gibi ürünlerin üretiminde kullanılan çiğ sütlerde psikrofik bakteri sayısının sınırlı olması gerekir ve çiğ sütlerin 4o C de depolamada uzun süre tutulmaması gerekir.Bu olayı önlemek için bu gibi şartlarda depolanmş çiğ süt, laktik asit bakterileri ile kısa süre inkübasyona alınır ve bunun sonucu oksidasyon- redüksiyon potansiyeli azalarak Bacillusların gelişmesi engellenebilir.Ancak bu starter bakterilerin işlemden hemen sonra faaliyetleri durdurulmalıdır, aksi halde sütün asitliği artacağı için pastörizasyonda sorun çıkabilir.
3)Psikrotroflara Ait Fosfolipaz Enzimi ile Meyana Gelen Değişmler: Fosfolipaz C olarak isimlendirilen enzim süt ve ürünleri üzerinde meydana getirdiği etkilerinin daha çok tat bozukluğuna dayandığı, örneğin acı, ekşi, meyvemsi vb. gibi hataların oluştuğu yönündedir.Çiğ sütten izole edilen ve Pseudomonas fluorescens e ait bir fosfolipaz C enziminin , tereyağı gelişebilen psikrotroflar tarafından üretilen ekstraselüler lipazların ,FGM fosfolipidlerini tahrip ederek trigliseridleri lipaz etkisine maruz bıraktıkları ve bunun sonucunda, süt ürünlerinde acılık sorunlarının nedeni oldukları tespit edilmiştir.
SÜTTE Listeri monocytogenes
Listeria monocytogenes gram(+), kapsülsüz, spor oluşturamayan ,çubuk şekilli bir bakteridir.Listeria monocytogenes en iyi pH 5.0-9.6 arasında da gelişimini sürdürebilmektedir.Aerobik bir bakteri olan Listeria ,en iyi %5-10 içeren atmosfer ortamında gelişebilmektedir.Süt ve süt ürünlerine çiftlikteki çevre materyallerinden ve işleme yüzeylerinden bulaştığını göstermektedir.İşletmedeki süt işleme makineleri, peynir salamura düzenleri, presler ve peynir yıkama düzenleri,Listeria monoctegenes’in izole edildiği ortamlardır.
Listeria monocytogenes ,kontomine gıdalarla insanlara geçmiş olup özellikle bağışıklık sistemi baskı altında olan kişilerde sekonder enfeksiyon kaynağı olarak ortaya çıkmakta ve populasyonda %30 a varan ölümlere sebep olmaktadır.Listeria monocytogenes aynı zamanda mastisit hastalığına sebep olmakta ve sütle birlikte atılarak , insanlar için önemli enfeksiyon kaynağı olarak görülen st ve ürünlerine geçmektedir.
SÜTTE Aflatoksin M1 VARLIĞI
Aflatoksin B1 toksijenik küfler tarafından üretilen mikotoksinlerin en tehlikelisidir.Bu toksinle bulaşık diyetleri metabolize eden memeliler M1 veya süt toksini olarak bilinen 4-hidroksi aflatoksin B1 metabolitini sütlerine geçirirler.Sütte aflatoksin M1’in dağılımı homojen değildir.Krema ayrımı bu dağılımı etkileyebilir.Çünkü,Aflatoksin M1 ‘in yaklaşık %80 ’i sütün yağsız fraksiyonunda bulunmakta ve bunun yaklaşık olarak % 30’unda yağsız süt katılarıyla ve özellikle kazeinle birliktedir.Yapılan bazı araştırmalarda 5Oc de 3 gün depolamayla %25, 0Oc de 4 gün depolamayla %40 ve 6 gün sonunda %80’lik bir düşüş olduğu tespit edilmiştir.Pastörizasyon sonucu ihmal edilebilir bir tahribat olduğu belirtilmiştir.
Aflatoksin M1 varlığında mevsimsel bir etki söz konusudur.bazı araştırmacılar, kış aylarında ineklerin fazlaca karışık yemlerden, yaz ve bahar aylarında ise daha ziyade doğadan istifade etmeleri nedeniyle; soğuk mevsimlerde sıcak mevsimlere nazaran daha yüksek miktarlarda aflatoksin M1 ‘e rastlanılmıştır.
SÜTTE BAKTERİOFAJ PROBLEMİ
Standart tat ve aromada , saklama sırasında özelliğini yitirmeyen, raf ömrü uzun yoğurt üretimi için;ön işlemlerle hazırlanan sütün termofilik karakteri Lactobacillus delbrueckii bulgaricus ve Streptococcus salivarius thermophilus bakterilerini içeren saf kültür ile inokulasyonu ve 43Oc de kontrollü fermentasyonu şarttır.Kültür kullanımı beraberinde faj problemini getirmektedir.Kültürlerde yer alan bakterilerin özgül fajlarıyla enfekte olmaları kendilerinin lizizi ile sonuçlanmıştır.Bu süreç kültürün asit oluşturmasını yavaşlattığı gibi, ürünün tat ve aromasının bozulmasına, viskozitesinin değişmesine neden olur.Büyük faj ataklarında bu tembel fermentasyonlar durma noktasına gelebilir ve işletme uzun süren ekonomik sıkıntılarla karşı karşıya kalabilir.
Çözüm önerileri: İşletmede doğru bir yerleşim planı, kültür odalarının tasarımı,kültür tanklarının dizaynı ve sanitasyon önlemleri ile fajların gelişmini alt düzeyde tutmak mümkündür.Kültür ortamının 0.1 bar pozitif basınç altıda tutulması ve ortam havasının faj tutan filtreler ile sterilzasyonu sağlanmalıdır.
Faj ataklarında 2. bir önlem pahalı da olsa faj inhibitör ortamlarının kullanılması ve kültür olarak da bulk kültür hazırlanmasını gerektirmeyen FD-DVS gibi yoğun kültürlerin kullanılmasıdır.Karışık kültürlerde lizogen olmayan, faja dirençli ayrıca faj duyarlılık profilleri farklı suşların seçilmesi uygun olur.
Faj kontrolünde kullanılan en etken yöntem rotasyon sistemidir.Bunun için işletmedeki yerleşik faj düzeyi kontrol edilmeli, işletmeye yerleşen dominant fajlara karşı test edilen ve dirençli bulunan suşlar rotasyonda devreye sokulmalıdır.
SÜT VE ÜRÜNLERİNDE STARTER KÜLTÜRLER
Starter kültür; fermente süt ürünleri, tereyağı ve peynirlerin üretimlerinde kullanılan tat,aroma ve görünüşün oluşumunu sağlamak için özel olarak seçilmiş mikroorganizma kültürleridir.Standart ve istenilen özellikte ürünler üretmek için starter kullanılması zorunludur.
Starter Kültürdeki Mikroorganizmalar
-
Süt asidi bakterileri Diğer bakteriler Probiyonik asit bakterileri
Laktobacillus Brevibacterium linens
Laktococcus
Streptecoccus
Leuconostoc
Bifidobactera
2)Mayalar
3)Küfler
Starter Kültürlerin İşlevleri
1)Süt Asidi Üretimi:Fermente süt ürünleri için hazırlana kültürlerdeki laktik asit bakterilerinin en öenmeli özelliği çıkardıkları laktaz(beta-galaktosidaz) enzimi ile süt şekerini parçalayıp süt asidi oluşturmalarıdır.Homofermentatif bakteriler,fermentasyon sonucu %99 orarnında süt asidi, %1 oranında diğer maddeleri meydana getirirken; heterofermentatif bakteriler %70 oranında süt asidi ve %30 oranında asetik asit, etil alkol,CO2 vb oluştururlar.
2)Etil alkol üretimi:Kımız , kefir ve diğer alkollü fermente süt ürünlerindeki etil alkol, starter kültürde bulunan m.o lar tarafından süt şekerinde oluşturulur.Mayalar süt şekerini önce monosakkaritlere olan glikoza ve galaktoza parçalar.Sonra 1 molekül glikoz veya galaktozdan iki molekül etil alkol ve CO2 meydana gelir. Starter metabolizma spesifik bileşikler(asetik asit,etanol,diasetil) üretmekte ve peynirin aromasına katkıda bulunmaktadır.Ayrıca starterlerin laktik fermentasyonları pıhtı su kaybına etkisi yanında , peynir olgunlaşmasına da etkileri vardır..
3)Proteoliz:Mikroorganizmaların gelişmesi için ortamda serbest aminoasit ve peptitler gibi ortamda doğrudan doğruya azotlu madde bulunması gerekir.Bunlar salgıladıkları proteaz enzimleri ile kazeini peptitlere parçalarlar.Proteoliz,peynir olgunlaşması sırasında ortaya çıkan en önemli değişikliktir.Proteoliz sonucu peynirlerin karakteristik yapı, tat,koku ve aroması ortaya çıkar.
4)Lipoliz:Lipoliz, lipolitik enzimlerin etkisi ile süt yağının yapı taşları olan gliserin ve yağ asitelerine parçalanmasıdır.Startet bakteriler süt yağını oldukça yavaş hidrolize ederler.Starter ve starter olmayan laktik asit bakterileri tarafından salgılanan enzimlerin çok düşük konsantrasyonda uçucu serbest asitleri ortaya çıkarırlar.Lipaz enzimini özellikle küf ve mayalar ile bazı bakteriler meydana getirmektedir.Peynir olgunlaştırmasında rol oynayan starter bakterilerin yağın hidrolizinde de rol oynadıkları ve bunu sağlayan lipaz enzimlerinin hücre yüzeyine lokalize oldukları belirtilmektedir.
5)Tat ve aroma oluşumu:Starter kültürlerde yer alan m.o ların en önemli görevi süt ürünlerinin sevilen tada ve aromalarını oluşturmalarıdır.Süt asidi bakterilerinin faaliyetleri sonucu oluşan aroma maddelerinin,olgunlaştırılmadan yani kısa süre içinde tüketilen süt ürünlerinin kalitesi üzerine etkileri vardır.
STARTER KULLANMANIN YARARLARI
Peynir üretiminde
-
Pıhtı oluşumundan itibaren peynirde asitliği arttırmak
-
Peynir suyunun çıkışını hızlandırmak
-
Salamuradan tuz alımını azaltmak
-
Peynir suyuna kaçan yağ ve protein miktarını azaltmak
-
Peynirde zararlı mikroorganizmaların gelişmesini önlemek
-
Olgunlaşma sırasında tat ve aroma meydana getirmek
-
Peynirde olgunlaşmayı hızlandırmak amacıyla starter kültürler kullanılır.
Yoğurt üretiminde
-
Soğuk muhafaza sırasında tat ve aroma değişimi olmaz.
-
Yabancı tat ve aroma oluşmaz.
-
Raf ömrü uzar.
-
Vizkozite daha iyidir, serum ayrılması daha azdır.
