Ministerul Educaţiei şi Tineretului al Republicii Moldova

Universitatea Tehnică a Moldovei

Facultatea de Tehnologie şi Management în Industria Alimentară

Catedra Tehnologia Conservării

Referat

Culturile starter utilizate in Industria Carnii

A elaborat studenta grupei TCr- 081 Sirghi.Rodica _____________

A verificat Cimpoies.Inga _____________

Chişinău – 2012

Cuprins

1. Introducere

2. Clasificarea culturilor starter

2.1Culturi care produc acid lactic

2.2Culturi care fixeaza culoarea si formeaza aroma

2.3Culturi de acoperire a suprafetelor batoanelor de salam

3. Cerinte ce trebuie indeplinite de cultura starter

4. Avantajele folosirii si factorii care influenteaza fermentarea bacteriilor din

cultura starter

5. Concluzie

6. Bibliografie

Introducere

In tehnologia preparatelor din carne se pot folosi microorganisme cu rol util sub forma de

culturi starter care se pot adauga in pasta inainte de ungere sau sunt folosite la maturarea

salamurilor crude. Culturile starter sunt utilizate de culturi de bacterii lactice selectionate din

genurilor Pediococcus, Micrococcus, Lactobacelius. Culturile starter- sunt definite ca acele

culturi care se obtin plecind de la o cultura pura si care prin trecere prin culturi intermediare

devin apte pentru a fi folosite in productia salamurilor crude. Culturile starter pot fi culturi

singulare sau amestecuri selectionate pentru anumite procese enzimatice. Ele pot fi intilnite in

diferite stari : liofilizata, congelata si proaspete. Prin dirijarea unor procese biochimice culturile

starter asigura productiei un anumit grad de inofensivitate ,insusiri senzoriale deosebite chiar si

insusiri nutritionale.

Culturile se adauga intr-un mediu nesteril; de aceea cantitatea culturii de productie

adaugate trebuie astfel calculata, incat nr.de celule introduse in pasta de carne sa fie de cel putin

1000 de ori mai mare decat cel existent in microbiologia carnii. Aceste culturi produc o

fermentatie lactica, determinand astfel o scadere a pH-ului care inhiba activitatea bacteriilor de

putrefactie iar acidul lactic format contriibuie la obtinerea gustului placut. Unele culturi prezinta

avantajul ca produc nitrat reductaza care catalizeaza formarea nitritilor ce se combina cu

pigmentii din carne, formand nitrozo-hemoglobina care mentine o culoare rosie placute si o

activitate lipolitica si protoelitica limitata, deci contribuie la acumularea de gust si aroma.

2. Clasificarea culturilor starter

În industria alimentară culturile starter pot fi clasificate în urmatoarele grupuri:

1. Culturi care produc acid lactic

-genul Lactobacillus

-genul Pediococcus

2. Culturi care fixeză culoarea și formează aroma

-genul Micrococcus

-genul Staphylococcus

3. Culturi de acoperire a suprafețelor batoanelor de salam

-Drojdiile

-Mucegaiurile

2.1 Culturile care produc acid lactic

Genul Lactobacillus – acest gen aparține familiei Lactobacillaceae, cuprinde bacterii

sub forma de bastonașe de lungimi și grosimi variabile ,precum si cocobaci scurți așezați

obișnuit în lanțuri, în faza de înmulțire logaritmică.

Sunt asporogene,imobile ,Gram negative,anaerobe sau facultativ anaerobe, au acitivitate

proteolitica si lipolitica redusă. Glucidele cele mai bine fermentate sunt: lactoza, maltoza,

zaharoza,apoi hexozele(glucoza, fructoza, galactoza). Pentru dezvoltare necesită ssubstanțe

minerale si toate vitaminele din grupul B. Se dezvolta bine în mediu cu pH 5,5-5,8 ,dar si la

pH≤5. Se pot dezvolta în limite largi de temperatura(5-55 0C), dar temperatura obtimă este

cuprinsă între 30 si 45 0C.

În funcție detemperatura obtimă de dezvoltare lactobacilii pot fi:

- Termofili ,temperatura obtima de dezvoltare fiind 37-450C

- Mezofili , 26-30 0C.

L.casei și L.plantarum produc compusi aromatici (diacetil, acetoină),se prezintă sub formă de

bastonașe de lungimi variabile și rar formează lanțuri. Se pot dezvolta la 2-15 0C, nu se dezvoltă

la pH<5,6 , se utilizează în culturi starter la fermentarea salamurilor crude cu pH=5,6-6,1 ,

produsele avînd o durată mare de maturare,iar gustul final fiind slab acrișor dulceag.

În industria cărnii se folosesc Lactobacillus sake, Lactobacillus curvatus și în special

Lactobacillus plantarum care se caracterizeză prin faptul ca nu produc CO2 la fermentarea

glucozei dar produce CO2 din gluconat. Riboza este fermentata la acid lactic și acid acetic.

Posedă activitate aldolazică, glucozo-6P-dehidrogenazică. Prin fermentație lacică se produce

acid lactic racemic(DL).

Lactobacillus plantarum este facultativ anaerob,nu produce NH3 din arginină, împreuna cu

L.sake pot descompune acidul gluconic cu formare de acid acetic ccea ce este dezavantajos

încazul salamurilor la care se folosește GDL( glocono-delta-lactona) ca acidifiant chimic.

Lactobacillus plantarum poate reduce NaNO3 dacă pH-ul mediului este mai mare de 6,0 și nu

există zaharuri fermentiscibile în mediul de cultură. L.sake și L.curvatus produc H2O2 în

prezența de O2 atmosferic. Cei doi lactobacili se întîlnesc frecvent în componența salamurilor

crude fără adausuri de culturi starter.(sunt componenți ai microflorei spontane a compoziției de

carne). Activitatea proteolitică a lactobacililor contribuie atît la textură cît și la aroma produselor

din carne fermentate dar și la eliberarea unor aminoacizi care stimulează creșterea și activitatea

altor bacterii lactice folosite în culturi starter în amestec cu lactobacilii.

L.plantarum L. casei

Genul Pediococcus –acest gen aparține familiei Streptocaceae și cuprinde bacterii sub

formă de coci perechi sau tetrade. Metabolismul acestor bacterii este predominant fermentativ,

homolactic . Se produce acid lactic racemic din glucoză, fructoză,manoză. Principalele criterii de

diferențiere între diferite specii de pediococi sunt mentinate în tabelul 2.1.1

Tabelul 2.1.1

Culturi starterTemperatura de

incubare, 0CDurata, ore pH-ul

P. pentosaceus 26,7 20 5,00

P. acidilacti 26,7 38 5,65

P. pentosaceus 29,4 13 5,00

P. pentosaceus 29,4 28 5,40

P. acidilactil, în culturi starter este utilizat pentru obținerea de produse din carne fermentate la

temperaturi mai ridicate,deoarece are o dezvoltare bună la 42-52 0C, producînd acid lactic rpid și

deci scade efectiv pH-ul,produsul obținut avînd gust acrișor. Atunci cînd se utilizeză la

fermentarea unor produse de carne la temperatura de 16-27 0C, producția de acid lactic este mai

lentă și implicit se pot dezvolta și microorganisme care contaminează carnea, durata de

fermentație fiind mai mare.

P. pentosaceus produce o fermentație rapidă cînd substratul conține un glucid fermentescibil,

temperatura de fermentare fiind cuprinsă între 15-270C. Din tabelul de mai sus rezultă P.

Pentosaceus este mai eficace în ceea ce privește producția de acid lactic atît la 26,7 cit și la

29,40C în comparație cu P. Acidilactici.

Avînd în vedere că pediococii produc acid lactic și bacteriocine, ei exercită o acțiune inhibatoare

față de microorganismele patogene și ce le de alterare(stafilococi,salmonele, Cl.botulinum,bacili,

drojdii). În produsele de carne fermentate ,pediococii pot scădea pH-ul de la 5,6 la 4,5-5,2 ceea

ce face ca proteinele sa fie aduse aproape de punctul izoelectric fapt ce favorizeză sinereza și

deci uscarea produsului finit ,adica a salamurilor. Acidul lactic produs contribuie la denaturarea

proteinelor din carne ceea ce contribuie la realizarea unei texturi ferme a produsului finit.

Pc. acidilactici , Pc pentosaceus.

2.2 Culturi care fixeză culoarea și formează aroma

Microorganismele din genurile Micrococcus și Staphylococcus aparțin familiei

Micrococaceae care cuprinde bacterii sub forma de coci . Se pot dezvolta în medii care conțin

15% NaCl.

Pentru industria cărnii ne interesează anumite specii de micrococi și stafilococi care sunt

folosite pentru:

- capacitatea lor de a reduce azotații la azotiți(contribuie la formarea culorii cărnii sărate în

prezența de azotați);

- activitatea lor catalazică;

- activitate de acidificare, proteolitică și lipolitică.

Dintre speciile de micrococi folosite în tehnologia cărnii sunt Micrococcus aurantiacus și

Micrococcus varians.

Dintre genul Staphylococcus ne interesează speciile de stafilococi care coagulează-

negativ,nepatogeni cum ar fi: S.carnosus, S. Xilosus, S.simulans.

Combinațiile de micrococi și stafilococi sunt eficace pentru activitatea azotat-reductazică și

catalazică. În aceste combinații, S.carnosus acționează mai bine decit micrococii în formarea

culorii, reducînd azotații la azotiți și respectiv azotiții la oxid de azot, chiar în condiții de

aciditate ridicată a substratului. Aroma produselor din carne la care este utilizată cultura starter

de Staphylococcus carnosus este de calitate superioara.

Staphylococcus xylosus și Staph. Carnousus

2.3 Culturi de acoperire a suprafețelor batoanelor de salam

Drojdiile- ciuperci unicelulare care se înmulțesc prin înmugurire, sunt agenți tipici ai

fermentației alcoolice. În industria cărnii se folosește genul Debaryomices și Candida care se

folosesc ca agenți de fermentare . În tehnologia cărnii se folosește drojdia Debaryomices

hansenii care este tolerantă la NaCl , nu reduce NaNO3 și necesită oxigen atmosferic pentru

dezvoltare. Se dezvoltă bine în straturile periferice ale salamurilor neafumate sau puțin afumate.

Această drojdie are capacitatea de a consuma oxigenul din pasta și de a distruge peroxizii

produși de bacteriile lactice. De regulă Debaryomices hansenii se folosește în combinație cu

Staphylococcus carnosus și Lactobacillus plantarum sau Staphylococcus xilosus și Lactobacillus

sake. Se consideră ca prin folosirea drojdiei produsele capată o aromă cu totul deosebită.

Mucegaiurile- din genul Penicilium se utilizează în industria cărnii cu mucegaiuri de

acoperire (Penicilium nalgiovensis și Penicilium exposus).

În cazul salamurilor crude afumate/neafumate, mucegaiurile de acoperire contribuie la

- reglerea eliminării apei din produs și a schimbului de gaze

- formarea aromei

- îmbunătățirea aspectului comercial al produsului.

Aroma este mai evidentă la salamurile cu diametru mai mic. Produselepot fi livrate cu mugegaiul

de acoperire intact sau dupa periere. Culoarea miceliului rămas este dependentă de varietatea

mucegaiului folosit: alb-ivorie,gri,alb-mat. La noi ]n Republica Moldova este rar întîlnită

acesată metoda de fabricare a salamurilo cu mucegai. Prin utilizarea culturilor pure de mucegai

se suprimă apariția la suprafața salamurilor a mucegaiurilor toxicogene, în special a celor

producătoare de alfatoxine precum și a mucegaiurilor de patare care produc spoturi de cupoare

verde sau neagră.

Penicilium nalgiovensis se utilizează spori de el pentru producerea salamurilor crude cu

miceliul alb la suprafață. Sporii în suspensie se pulverrizează la suprafața produselor.După 3-4

zile de la însămînțare se formează micelii, iar dupa 5-6 zile apar corpii de fructificație purtători

de conidii. Temperatura obtimă de dezvoltare a mucegaiului este de 22-23 0C. Penicilium

nalgiovensis folosește ca substrat nutritiv glucidelor dar are și activitate proteolitică și lipolitică,

nu are activitate celulazică și nu produce micotoxine.

Penicilium exposus se dezvoltă bine la 220C și umeditate relativă a aerului de aproximativ

82% pentru sporulare și aproximativ 88% pentru germinare. Dezvoltarea bună este la umeditatea

de 92-95 % . Soprii pulverizați la suprafața batoanelor formează un miceliu pufos în circa 8 zile

de la însamînțare,maturizarea deplină avănd loc dupa30 de zile de la însămînțare. Penicilium

exposus nu produce micotoxine daca substratul conține proteine de sulf în cazul pastei

salamurilor crude.

3. Cerințe ce trebuie îndeplinite de cultura starter

Cultura starter folosita trebuie sa îndeplineasă urmatoarele cerințe:

Să nu prezinte pericol pentru sănatatea oamenilor, in sensul ca nu trebuie să produca

infecții sau sa fie toxice prin metaboliții primari si secundari produși;

Să contină un anumit numar de microorganisme utile, viabile/g (ml) si un numar cat mai

redus de germeni nedoriți;

Să contribuie la obtinerea modificarilor senzoriale (aroma, culoare, consistenta) intr-o

masura mai mare decat ar realize microflora spontana din compozitia tocaturii pentru

carnatții si salamurile crude;

Să fie competitive, deci sa aiba o dezvoltare avantajoasa in raport cu microflora nedorita

(de alterare si patogena) in condițiile date de fermentare;

Să prezinte activitate metabolică performantă la temperaturi relativ scazute (<24oC);

Să prezinte activitate specifică: de producere a acidului lactic, de reducere a azotului, de

descompunere a H2O2;

Să aiba activitate proteolitică si lipolitică limitată;

Să fie toleranta la concentrație ridicată de NaCl in faza apoasa a compozitiei de carne (6 g

NaCl/100g umiditate) si la concentrație de 80-100mg NaNO2/kg de produs;

Să nu conțină si sa nu producă antibiotice care se utilizează in scop terapeutic la oameni;

Să nu produca mirosuri străine din cauza produșilor secundari de fermentație.

Suşele declarate a fi sigure trebuie controlate la intervale regulate de către instituție le

specializate, în ceea ce priveşte puritatea lor;

speciile (suşele) noi care se introduc în producţie, trebuie să fie înregistrate la MS şi să fie

depozitate în colecţii cu nomenclator; înainte de utilizare în producţie să fie testate din punct

de vedere al inocuităţii în conformitate cu legislaţia în vigoare;

microorganismele existente în cultură să fie declarate cu numele ştiinţific întreg;

4. Avantajele folosirii lor și factorii care influenteaza fermentarea bacteriilor din

cultura starter

Avantajele culturilor starter sunt numeroase: - ele sunt de număr cunoscut și de calitate. Acest lucru elimina o mulțime de neclarități dacă există suficiente bacterii în interiorul cărnii să înceapă fermentare sau dacă o culoare puternică întărită va fi obținută. - culturile sunt optimizate pentru intervale de temperatură diferite, care permit producerea de produse lente, mediu sau repede fermentat fermentate . Salamurile produse în mod tradițional nevoie de trei sau mai multe luni pentru a se produce , culturile starter fac posibil acest lucru în termen de săptămâni sau chiar zile. - producția de mezeluri fermentate nu depinde de "secrete" și un produs de calitate bună poate fi produs pe tot parcursul anului, în orice zonă climatică, atât timp cât condițiile corespunzătoare naturale sau de fermentare / camere de uscare sunt disponibile. - ele oferă siguranță prin competiție pentru hrană cu bacterii nedorite inhibând astfel creșterea lor. Dintre bacteriile patogene sunt inhibate stafilococii,salmonelele,Listeria monocytogenes,Cl. Botulinum. - Se micșoreze durata de maturare, ceea ce înseamna o imobilizare mai redusă de spații, mijloace circulante și consumuri mai reduse de utilitați; - Se îmbunatățesc proprietațile senzoriale ale produselor (aroma, consistenta);

Capacitatea bacteriilor lactice din culturile starter de a fermenta zaharurile adaugate va depinde de: temperature de fermentare, continutul de NaCl din compozitie, nivelul de inoculare cu

culture starter a compozitiei, nivelul florei de contaminare initiala a compozitiei, starea fizica a culturilor starter, tipul de zahar adaugat, cantitatea de zahar adaugata. Temperatura de fermentare. La alegerea temperaturii de fermentare trebuie sa se tina seama ca fiecare tip de microorganism are un optim de crestere, exprimat prin numarul de diviziuni (generatii) pe ora. La aceasta temperature optima, microorganismul respective are si activitatea cea mai mare. In conditiile in care temperature de fermentare a unui salam este mai apropiata de temperature optima, bacteriile din cultura starter trec mai repede de la faza de larg si incep sa produca acid cu o viteza mai mare. Adaosul de NaCl. Asa cum s-a mai mentionat, NaCl are un rol de conservare, concentratii mari de NaCl inhiband dezvoltarea microorganismelor, prin deshidratarea acestora. Factorul de inhibare nu este constituit total de NaCl ci de nivelul de NaCl dizolvat in apa libera a compozitiei. Din acest punct de vedere, microorganismele din cultura starter se comporta diferit, in functie de concentratia de NaCl in mediu de fermentare. Cu cat nivelul de NaCl din apa libera a salamurilor este mai mare cu atat faza de lag a culturilor starter va fi mai mare, ceea ce conduce la prelungirea duratei procesului. Toleranta la NaCl determina in fapt fermentatia si deci acumularea de acid lactic . De exemplu, o cultura starter formata din stafilococi si pediococi (Floracarn SP) este mai putin toleranta la NaCl decat o cultura starter care contine stafilococi si lactobacilli (Floracarn SL). In acest caz, cultura Floracarn SP isi inceteaza fermentatia la un pH~5,0, din cauza cresterii concentratiei de NaCl in timpul uscarii produsului, concentratie care reduce cresterea microorganismelor si viteza metabolismului, in timp ce cultura Floracarn SL este inca activa la pH=4,5. Numarul de bacterii lactice din cultura starter. Determina, de asemenea, viteza de fermentare. Astfel, daca numarul de bacterii lactice din cultura starter adaugata este marit de 10 ori, durata fazei de lag este redusa la jumatate, desi pH-ul final nu este modificat essential. Flora de contaminare. Este influentata din punc de vedere cantitativ/calitativ de conditiile de depozitate ale carnii utilizate la fabricarea salamurilor crude. Carnea care a fost mentinuta pentru o durata mai mare in salile de sacrificare sau in depozitele de refrigerare va contine un numar mai mare de bacterii de alterare care au capacitatea de a degrada proteuinele si lipidele cu producere de mirosuri de nedorit. In acelasi timp se produce si o crestere a pH-ului. Cand se adauga culture starter la asemenea carnuri faza de lag a fermentatiei lactice se va mari, iar pH-ul carnii, initial mai ridicat din cauza bacteriilor de alterare, va conduce la cresterea capacitatii tampon a carnii si deci va fi nevoie de o cantitate mai mare de acid lactic pentru a se obtine aceeasi scadere a pH-ului. In consecinta, este necesar sa se adauge o cantitate mai mare de zaharuri pentru a se obtine o cantitate suficienta de acid lactic. Durata totala a procesului tehnologic se mareste. Pentru a avea o selectare a florei bacteriene, in metodele traditionale de fabricare a produselor crude s-a utilizat metoda presararii carnii. Totusi, metoda poate conduce la greseli de fermentare avand in vedere ca selectia bacteriilor lactice are loc la intamplare. Greselile de fermentare include, in principal, formarea de gaze si gust astringent ca o consecinta a formarii de

acid acetic. Prin folosirea culturilor starter, desi, uneori, bacteriile lactice din flora spontana sunt atat de viguroase incat vor controla fermentatia si vor conduce la anumite riscuri. Prin urmare trebuie sa se evite folosirea carnii prea sarate. Conditia fizica a culturii starter. Se refera la forma de utilizare a acesteia:congelata sau uscata prin liofilizare. In general, culturile starter congelate incep fermentarea mai repede decat cele liofilizate pentru acelasi nivel de inoculum. Tipul de zahar utilizat. Viteza de fermentare si cantitatea de acid format va depinde de tipul de zahar adaugat. Fermentarea ce mai rapida si, respective, acumularea cea mai mare de acid lactic are loc in cazul glucozei, urmand zaharoza, maltoza, maltodextrina, galactoza si rafinoza. Cantitatea de zahar. In general, prin cresterea concentratiei de zahar se produce mai mult acid lactic si, deci, pH-ul final va fi mai scazut in conditiile in care cultura starter contine lactobacilli. Daca cultura starter contine pediococi, fermentatia (acumularea de acid lactic si pH-ul) este independenta de cantitatea de zaharuri adaugata.