Kultury starterowe i inne drobnoustroje

P

odczas produkcji kiełbas surowych główną rolę odgrywają drobnoustroje. W zasadzie doskonałe

kiełbasy surowe można wyprodukowad i bez dodatku czystych kultur odpowiednich drobnoustrojów.
Podczas dojrzewania namnaża się wówczas mikroflora spontaniczna, która wywołuje pożądane
zmiany farszu. Konieczne bakterie kwasu mlekowego pochodzą wówczas z mikroflory obecnej w
rzeźniach i masarniach. Kokki natomiast dominują na skórze zwierząt i ludzi, tak że nieuchronne jest
wniesienie niewielkiej ich ilości do wytwarzanego farszu. Efekty fermentacji spontanicznej powiązane
są jednak z szeregiem zagrożeo, które mogą prowadzid do powstania produktów wadliwych włącznie
z zagrożeniem zdrowia konsumentów. A zatem decydując się na "mikroflorę naturalną", należy
zapewnid użycie idealnego surowca i bezbłędne stosowanie właściwych technologii. Z drugiej strony
coraz ostrzejsze przestrzeganie zasad higieny powoduje obniżenie ilości mikroflory własnej (głównie
lactobacillusów), co niesie niebezpieczeostwo rozwoju innych drobnoustrojów szkodliwych.
Wielkoprzemysłowa produkcja kiełbas surowych - znacznie odbiegająca od warunków typowych dla
mniejszych masarni - spowodowała wzrost zainteresowania tzw. kulturami starterowymi. Z czasem i
małe zakłady rzemieślnicze zwróciły większą uwagę na takie mieszanki szczepów, które ułatwiałyby
zapewnienie stałej jakości tak specyficznych produktów, jakimi są kiełbasy surowo dojrzewające.
Doszło nawet do tego, że np. obecnie w Niemczech około 90% wszystkich kiełbas surowych
wytwarzanych jest przy zastosowaniu celowo dodawanych kultur bakterii i innych drobnoustrojów.
Kultury starterowe ze względu na specyficzne właściwości są odpowiednio wyselekcjonowanymi
drobnoustrojami w postaci kultury czystej lub mieszanej. Dodawane są do żywności w celu poprawy
wyglądu, zapachu smaku i/lub trwałości. Świadome stosowanie kultur starterowych ma prawie
stuletnią tradycję. Już w 1919 r. zgłoszono pierwsze patenty dotyczące ich zastosowania w procesie
produkcji kiełbas surowo dojrzewających, ale pierwsze preparaty zawierające takie kultury
wprowadzono na rynek dopiero w latach sześddziesiątych ubiegłego wieku. W Stanach
Zjednoczonych stosowano wówczas głównie bakterie Pediococcus acidilactici (nazwa według obecnej
nomenklatury). Krótko potem w Europie w celu przyspieszenia procesu dojrzewania wprowadzono
dodatkowo mikrokokki (według obecnej nomenklatury były to wybrane rodzaje i szczepy, np. Kokuria
varians). To zróżnicowanie stosowanych kultur starterowych, zarówno po jednej, jak i po drugiej
stronie Atlantyku, było uzasadnione odmiennymi warunkami prowadzenia dojrzewania oraz
różnicami w wymaganiach dotyczących profilu smakowego gotowego wyrobu. Stosowana wówczas
praktyka, zakładająca użycie wyłącznie jednego szczepu w danej kulturze, znacznie ograniczała
możliwości zastosowawcze. Podczas gdy na początku lat 60. stosunek do kultur starterowych był na
ogół sceptyczny, to w latach 70. poglądy dotyczące ich stosowania były już znacznie bliższe obecnym.
W latach 80. ubiegłego wieku kultury starterowe na dobre znalazły swoje miejsce w produkcji kiełbas
surowo dojrzewających. Wynikało to m.in. z poszerzenia oferty rynkowej, co dawało możliwości
łatwiejszego sterowania przebiegiem dojrzewania. Ostatnie lata to upowszechnienie stosowania
kultur starterowych. Nastąpiło wprowadzenie nowych szczepów, gatunków i rodzajów
drobnoustrojów, jak również użycie ich w obszarach, w których wcześniej nie były stosowane.
Spowodowało to odstąpienie od tradycyjnej technologii produkcji kiełbas fermentowanych.
Kultury starterowe są zdefiniowane i przebadane pod względem składu, występując w handlu w
postaci zawiesiny lub liofilizowanego proszku. Są zdolne do namnażania po bezpośrednim dodatku
lub - niekiedy - przy zachowaniu najwyższych środków bezpieczeostwa ze względu na
niebezpieczeostwo kontaminacji namnażane są do ilości wymaganej warunkami szczepienia.
Skutecznośd działania dodanych drobnoustrojów zależy generalnie od ich zdolności do tworzenia
pożądanych wyróżników jakości w warunkach panujących w substracie, jakim jest układ mięsno-
tłuszczowy. Do warunków tych należą: dostępnośd pożywki, obecnośd mikroflory konkurencyjnej,
aktywnośd wody (zawartośd soli i wody), potencjał oksydoredukcyjny, pH, temperatura i obecnośd
substancji konserwujących (azotyn, składniki dymu wędzarniczego). Kultury starterowe dodawane są
w zasadzie na początku produkcji i zawsze do mięsa chudego. Korzystne jest rozpuszczenie kultur w
niewielkiej ilości wody i pozostawienie na 1-2 godziny przed dodaniem. Umożliwia się dzięki temu

dobry i szybki start drobnoustrojów dodanych do produktu.
Jako kultur starterowych w produkcji kiełbas surowych używa się przede wszystkim następujących
drobnoustrojów w różnych mieszaninach:
bakterie kwasu mlekowego
Lactobaclllus cuwatus
Lactobacillus pentosus
Lactobacillus plantarum
Lactobacittus sake
Lactobacillus lactis
Pediococcus pentosaceus
drożdże
Debaryomyces hansenii
Candida formata
kokki katalazo-dodatnie
Kokuria varians (dawniej: Micrococcus varians)
Staphylococcus carnosus
Staphylococcus xylosus
promieniowce
Streptomyces griseus
pleśnie
Penicittium chrysogenum
Penicillium nalgiovense
Penicittium camembertii
Wymieniona wyżej lista przedstawicieli drobnoustrojów wchodzących w skład kultur starterowych
jest oczywiście niepełna, co wynika przede wszystkim z gwałtownego ostatnio rozwoju badao
stosowanych w zakresie kultur starterowych, ochronnych, pre- i probio tyczny eh.
Poszczególne szczepy drobnoustrojów odznaczają się bardzo zróżnicowanymi właściwościami:
tempem przemiany materii, zdolnością do fermentowania cukrów, wytwarzaniem reduktazy
azotanowej, katalazy i nadtlenków, a także tolerancją wobec temperatury i aktywności wody, jak
również działaniem ochronnym wobec produktu (przeciw drobnoustrojom niepożądanym). Poprzez
naturalną selekcję i manipulację genetyczną dąży się obecnie do eliminowania niepożądanych
właściwości kultur starterowych (np. wytwarzania mykotoksyn) i poprawy właściwości pożądanych
do sterowania fermentacją (glikoliza, proteoliza, lipoliza) oraz do biokonserwowania (tworzenie
substancji antybakteryjnych nieszkodliwych dla człowieka). Prowadzi to do powstawania nowych
generacji poszczególnych szczepów i tym samym - nowych jakościowo kultur starterowych.
Rodzaj użytej kultury starterowej może mied w pewnym stopniu wpływ na aromat kiełbas surowych.
Nie ulega on zniwelowaniu nawet mimo równoczesnego użycia mieszanek przyprawowych i
zastosowania różnego rodzaju wędzenia, które w istotnym stopniu wpływają na powstający aromat.
Bakterie kwasu mlekowego stosowane są przede wszystkim ze względu na ich zdolnośd (najczęściej
homofermentatywnego) tworzenia kwasu mlekowego z cukrów i dzięki temu uzyskanie
standaryzowanego i powtarzalnego zakwaszenia i aromatu. Bakterie kwasu mlekowego ze względu
na szybki rozwój oraz efektywną przemianę materii tłumią namnażanie drobnoustrojów
pogarszających jakośd żywności oraz drobnoustrojów chorobotwórczych (histeria, patogenne
staphylokokki). Niepożądana jest zdolnośd wielu szczepów do wytwarzania nadtlenku wodoru w
obecności tlenu z powietrza. Przetwarzanie tłuszczów o wysokiej zawartości nienasyconych kwasów
tłuszczowych bądź dłużej przechowywanych w stanie zamrożonym i w obecności tlenu z powietrza
wzmaga tworzenie nadtlenków. Tolerancja laktobacillusów na różne wartości aktywności wody
wystarcza do dojrzewania kiełbas surowych (zdolnośd do namnażania czasem przy aw 0,92). Bakterie
kwasu mlekowego mogą tłumid wzrost drobnoustrojów zanieczyszczających i psujących żywnośd,
produkowad wiele substancji antagonistycznych (kwas mlekowy, nadtlenek wodoru, dwutlenek
węgla, bakteriocyny) i stwarzad sobie poprzez to korzystne warunki do wzrostu w stosunku do
drobnoustrojów konkurujących (np. powodujących mikrobiologiczne zanieczyszczenie żywności).

Podczas fermentacji heterofermentatywnej niektóre szczepy bakterii kwasu mlekowego wytwarzają
inne produkty przemiany materii: kwas mrówkowy, octowy i bursztynowy, etanol, diacetyl, butadion
itd. Chociaż substancje te wytwarzane są w niewielkich ilościach, mogą wpływad w istotny sposób na
aromat kiełbasy surowej.
Użycie bakterii kwasu mlekowego ma jeszcze jedną zaletę. Dzięki indukowanemu obniżaniu pH czas
dojrzewania daje się skrócid, w porównaniu z dojrzewaniem tradycyjnym, około 3-, 5-krotnie.
Oznacza to znaczne skrócenie procesu technologicznego bez pogorszenia cech sensorycznych i
bezpieczeostwa żywności. W celu wytworzenia podobnych komponentów aromatu można
zastosowad kombinację kultur starterowych o szybszej i szerszej aktywności przemiany materii oraz
bezpośrednie dodawanie preparatów enzymatycznych. Jednak takie poczynania nie zawsze
przynoszą pozytywne rezultaty.
Mikrokokki odznaczają się stosunkowo dużą wrażliwością na zmiany aktywności wody. Namnażają
się w farszu na kiełbasę surową słabo lub nawet wcale i dlatego muszą byd dodane do farszu już na
początku w wystarczającej ilości. W strefie obrzeża kiełbas, ze względu na ich właściwości aerobowe,
znajduje się zawsze większa ich liczba niż w strefie centralnej batonu. Wskutek swych właściwości
lipolitycznych i proteolitycznych mikrokokki znacznie przyczyniają się do tworzenia typowego
aromatu kiełbas dłużej dojrzewających. Mikrokokki stosowane są w produkcji kiełbas surowych
przede wszystkim ze względu na ich zdolnośd tworzenia enzymów: reduktazy azotanowej i katalazy.
Powoduje to, że mogą one rozkładad zarówno azotan dodany do przetworu mięsnego bądź w nim
utworzony (wskutek oksydacji azotynu), jak i nadtlenek wodoru (H202) wytworzony przez inne
drobnoustroje. Nadtlenek wodoru działa bowiem niszcząco na barwniki hemowe kształtujące barwę
produktu mięsnego. Na marginesiemożna nadmienid, że znane są też laktobacillusy, które same w
pewnym stopniu mogą rozkładad nadtlenek wodoru: a mianowicie za pomocą zawierających mangan
tzw. pseudokatalaz bądź (w pewnej mierze) katalaz właściwych. Katalazy właściwe potrzebują jednak
grupy reaktywnej (w tym przypadku hemu), którego nie mogą wytworzyd same. Staphylokokki,
również posiadające zdolnośd wytwarzania reduktazy azotanowej oraz katalazy, nie mogą się
namnażad w warunkach panujących w fermentującym farszu na kiełbasę surową. Dlatego ich ilośd
dodawana w kulturze starterowej powinna byd odpowiednio duża.
Drożdże i promieniowce wywołują (przede wszystkim w przetworach niewędzonych, suszonych na
powietrzu) pożądane zmiany sensoryczne. Ze względu na swoją aktywnośd oddechową zużywają one
bardzo intensywnie tlen, co może oddziaływad korzystnie na tworzenie barwy, zwłaszcza na obrzeżu
batonów. Dzięki enzymatycznej przemianie białek i tłuszczów powodują wytworzenie specyficznego
aromatu produktów dojrzewających na powietrzu. Przy stosowaniu azotanu należy byd jednak bardzo
ostrożnym, ponieważ mikrokokki potrzebują pewnego (niewielkiego) dostępu do tlenu zużywanego
w procesie redukcji azotanu i ich aktywnośd może byd hamowana przez wzrost drożdży. Spośród
promieniowców przydatny w produkcji kiełbas surowych (suszonych na powietrzu) okazał się szczep z
rodzaju Streptomyces (Streptomyces griseus), po którego dodaniu zaobserwowad można wyraźne
efekty wytwarzania aromatu i poprawę barwy oraz jej utrzymanie. Należy jednak pamiętad, że
Streptomyces griseus nie wzrasta w kiełbasie surowej, lecz powoli obumiera podczas dojrzewania i
dlatego trzeba zadbad o jego dostatecznie wysoką liczbę w momencie szczepienia.
Kiełbasy surowo dojrzewające z udziałem pleśni wyróżniają się długą tradycją w Europie Południowej
i Południowo-Wschodniej.
Pleśnie powodują powstanie charakterystycznego aromatu kiełbas surowych, który wynika głównie z
ich aktywności proteolitycznej i lipolitycznej. Kolejnym efektem namnażania się pleśni jest
zmniejszenie negatywnego wpływu tlenu na jełczenie i wady barwy. Oprócz tego bardziej
równomiernie zachodzi proces suszenia i rzadziej występuje wytworzenie suchej obwódki. Jeśli
zaszczepienie kiełbas nastąpi spontanicznie poprzez powietrze z otoczenia, można na powierzchni
batonów znaleźd wiele różnych szczepów, głównie z rodzaju Penicillium i Scopulariopsis. Widad to
zwłaszcza w krajach południowoeuropejskich, gdzie zaobserwowad można wiele odcieni barw
nalotów (tzw. okwiatu), od kremowych poprzez szare, zielone, niebieskie aż po brązowe. Właściwa
wada spontanicznego zaszczepienia nie tkwi jednak w różnorodności barw przetrwalników pleśni,
lecz w dużej zdolności tych grzybów do tworzenia mykotoksyn lub nawet (w przypadku gatunków z

rodzaju Scopulariopsis) do możliwości wywoływania infekcji skóry i paznokci.
Uznanie zyskały zatem pleśnie wolne od mykotoksyn (tzw. pleśnie szlachetne) stosowane jako
kultury starterowe do zewnętrznego szczepienia kiełbas surowych. Od takich pleśni wymaga się, aby
cechowały się zdolnością do tworzenia korzystnych cech sensorycznych i technologicznych gotowego
wyrobu. Producenci oferują kultury różniące się barwą konidii/miceli, konkurencyjnością wobec
pleśni obcych, szybkością wzrostu i tworzeniem aromatu. Proponowane są też mieszaniny pleśni i
drożdży do szczepienia powierzchni kiełbas surowych.
W tabeli poniżej zestawiono kryteria obowiązujące podczas selekcji kultur starterowych
wykorzystywanych w produkcji kiełbas surowych.

Na podstawie Technologii Produkcji Wędlin opracował maxell