Kvasci i plijesni u mliječnim proizvodima

Prof. dr. sc. Samir Kalit

Sveučilište u Zagrebu, Agronomski fakultet, Zavod za mljekarstvo

skalit@agr.hr

1. Uvod

Kvasci su jednostanični mikroorganizmi (spadaju u gljive), vrlo rasprostranjeni u prirodi i često su vrlo korisni, primjerice u pekarskoj industriji gdje su odgovorni za nastajanje plina i nadimanje tijesta. Možemo spomenuti njihovu primjenu i u pivarskoj industriji ili u fermentaciji mošta i proizvodnji vina. To su organizmi kojih ima velik broj različitih vrsta. U pravilu se razmnožavaju nespolno. S druge strane plijesni, također gljive, pripadaju skupini mikroorganizama koje rastu u obliku hifa (dugačke niti stanica) koje tvore mrežastu strukturu (micelij) koju možemo vidjeti golim okom na površini na kojoj su izrasle (slika 1).

Slika 1. Plijesni izrasle na površini sira s jakom infekcijom

Kvasci i plijesni su također korisni i u mljekarstvu. Tako postoji čitav niz svjetski poznatih mliječnih proizvoda koji svoju specifičnost i jedinstveni konzistenciju, okus, miris i aromu zahvaljuju upravo kvascima i/ili plijesnima. Oni se koriste za proizvodnju sireva koji zriju s plijesnima na površini ili u unutrašnjosti sirnog tijesta, primjerice Brie, Camembert, Roquefort, Gorgonzola itd., ili mazom na površini sira kao što su Limburger, Romadur, Gruyere, Appenzeller itd. Povrh toga, kvasci su nužni mikroorganizmi za proizvodnju pjenušavih fermentiranih mliječnih napitaka u kojima nastaje plin (CO2) i alkohol. Najpoznatiji pjenušavi fermentirani mliječni proizvodi su kumis koji se proizvodi od kobiljeg mlijeka te kefir koji se proizvodi od kravljeg mlijeka. U proizvodnji kefira koriste se kefirna

zrnca (elastične, želatinozne granule promjera 2-15 mm, nabrane, bijele do svijetlo-žute boje). Kumis je po svojim karakteristikama sličan kefiru, ali se za njegovu proizvodnju koristi tekuća starter kultura.

Osim njihove velike koristi, kvasci i plijesni vrlo često u mljekarskoj industriji, a naročito u malim preradbenim pogonima, uzrokuju ogromne probleme čije savladavanje zahtjeva mnogo znanja, puno rada i higijene u pogonima. Stoga je cilj ovog rada ukazati na potencijalne opasnosti koje se u mljekarskim pogonima često događaju kao posljedica kontaminacije kvascima i plijesnima i kako ih spriječiti. Povrh toga u radu će se navesti neke mogućnosti i ograničenja proizvodnje proizvoda u čijoj tehnologiji koristimo kvasce i plijesni kao primarnu ili sekundarnu mikrofloru potrebnu za proizvodnju sireva s plemenitim plijesnima, sireva s mazom ili pjenušavih fermentiranih mliječnih napitaka.

2. Uvjeti koji pogoduju rastu kvasaca i plijesni u mljekarskim pogonima

Kontaminacija pogona kvascima i plijesnima pokazatelj je vrlo loše higijene u mljekarskom pogonu. Kvasci i plijesni su sve prisutni mikroorganizmi u okolini, a za svoj rast trebaju organske ostatke u okolini kao što su šećeri, masti i proteini kojih u mljekarskim pogonima na površinama oprema, podova i zidova ima u izobilju ukoliko je higijena pogona loša. Često se primjećuje da u pojedinim periodima godine (kasno proljeće ili rana jesen), kada su dani topli i vlažni (s čestim oborinama), kvasci u okolišu, a time i u mljekarskim pogonima bujaju u velikom broju i ponekad je njihovo suzbijanje u tom periodu izuzetno teško. Sirutka, osobito ona kisela, koja se ne iznosi pravovremeno i svakodnevno iz pogona već u pogonu ostaje nepotrebno dugo, može biti velik izvor kvasaca, pogotovo ako je posuda u kojoj se sirutka čuva otvorena (izložena zraku). U prostorijama u kojima se proizvode mliječni proizvodi osjetljivi na kvasce i plijesni ne smije se držati kartonska ambalaža. Mliječni proizvodi osjetljivi na kvasce su primjerice svježi sir, kiselo vrhnje, meki sirevi, skuta (albuminski sir) i fermentirani mliječni napici (npr. jogurt). Kartonska ambalaža je velik izvor kvasaca i lako će kontaminirati prethodno spomenute proizvode. Povrh toga čest je problem proizvodnja voćnih deserata bogatih šećerom (primjerice voćni jogurti) jer velik broj agresivnih vrsta kvasaca koji kontaminiraju mliječne proizvode ne mogu preraditi laktozu iz mlijeka, ali zato izvrsno rastu u mediju bogatom šećerima.

U mljekarskoj praksi mora se biti svjestan da kvasci i plijesni dolaze zrakom i da je zrak vrlo česti izvor kontaminacije mliječnih proizvoda kvascima. Do kontaminacije mliječnih proizvoda dolazi tijekom njihove proizvodnje, a osobito pakiranja. Osim zraka izvor kvasaca i plijesni su podovi, zidovi, police, perforirani sirarski stolovi i sitni sirarski inventar (kalupi za sir) te radna odjeća radnika u pogonu. Sirarske marame za cijeđenje sira koje se ne prokuhavaju svaki put nakon korištenja također su izvor kvasaca. Konačno, veliki izvor kvasaca može biti i salamura nedovoljne koncentracije soli. Ne treba zaboraviti da i mlijeko loše mikrobiološke kvalitete osim što je izvorom bakterija može biti i izvorom kvasaca te rjeđe i plijesni.

3. Kako spriječiti kontaminaciju mliječnih proizvoda kvascima i plijesnima

Kao što je prethodno rečeno sirovo mlijeko, osim što je izvor bakterija, može biti i izvor kvasaca, a rjeđe i plijesni. Stoga je dobra higijenska praksa prilikom mužnje i čuvanja/hlađenja mlijeka do prerade vrlo važna, osobito ako se mlijeko prerađuje u sirovom stanju. Povrh toga, sve vrste pasterizacije koje se koriste u mljekarstvu (niska: najmanje 63 °C/30 min; srednja: najmanje 72 °C/15-20 sekundi i visoka: najmanje 85 °C u trajanju od 1 minute) uništavaju sve vegetativne oblike kvasaca i plijesni. Dakle, odgovarajućom toplinskom obradom mlijeka, moguće je suzbiti kontaminaciju proizvoda kvascima. Međutim, kvasci u proizvodima predstavljaju problem kao posljedica naknadne kontaminacije pasteriziranog mlijeka i kasnije proizvoda (tzv. rekontaminacija). U tom smislu mala je mogućnost kontaminacija proizvoda kvascima iz sirovog mlijeka, već do kontaminacije većinom dolazi kasnije, kvascima i plijesnima prisutnim u okolini mljekarskog pogona. Velik broj kvasaca i plijesni u mljekarskom pogonu prije svega posljedica je loše higijene. Stoga je od presudne važnosti da su površine u pogonu (stropovi, zidovi, podovi i radne površine opreme) stalno čisti i dezinficirani (da na površinama nema zaostalih organskih naslaga koji mogu poslužiti kao hrana za rast kvasaca i plijesni). To drugim riječima znači da proizvodni pogon po završetku proizvodnog procesa treba odmah temeljito čistiti i dezinficirati. U tom smislu dobro je koristiti alkalna sredstva za istovremeno pranje i dezinfekciju koja u sebi sadrže klor (slika 2) ili provesti dezinfekciju površina zidova, podova i opreme odgovarajućim dezinfekcijskim sredstvom (slika 3), a nakon detaljnog pranja i čišćenja. U borbi protiv kvasaca u pogonu pokazao se učinkovit obični alkoholni ocat (8%) koji se treba razrijediti s vodom, a posebno je učinkovita peroctena kiselina (0,5-2%) koju je također potrebno razrijediti (dodati u vodu) prije primjene. Treba voditi brigu da se voda nikada ne dodaje u kiselinu jer to izaziva burnu reakciju i jaka isparavanja, već kiselinu dodajemo u vodu. Prednost primjene ova dva sredstva jest što su hlapljiva te nakon njihove primjene po površinama prskanjem nakon određenog vremena ne ostaju nikakvi ostaci. Nedostatak im je što sredstva mogu biti neugodna prilikom aplikacije te nadražiti sluznice dišnih putova zbog čega s njima treba raditi stručno i pažljivo.

U velikim industrijskim pogonima gdje se proizvode proizvodi osjetljivih na kvasce (vidi podnaslov Mliječni proizvodi kod kojih su kvasci i plijesni indikatori higijene) koriste se specijalni filteri za zrak kojima se sprečava kontaminacija pogona kvascima i plijesnima iz prirodne okoline

(stroga izolacija pogona od okoline).

Slika 2. Primjer sredstva za istovremeno pranje i dezinfekciju u mljekarskim pogonima

Slika 3. Primjer sredstva za učinkovitu dezinfekciju mljekarskog pogona

Osim besprijekorne higijene, vrlo je važna i ventilacija u pogonu. Potrebno je u pogonu osigurati što nižu relativnu vlažnost zraka (nikako iznad 95%). Prostoriju u kojoj se odvija prerada mlijeka možemo ventilirati na prirodan način otvaranjem prozora (pri čemu zimi moramo voditi brigu da ne ohladimo proizvodnu prostoriju, a time zaustavimo ili usporimo pravilan pad pH vrijednosti tijekom fermentacije određenog mliječnog proizvoda). Osim na prirodan način, ventilaciju u mljekarskim pogonima u pravilu osiguravamo postavljanjem haubi i snažnih ventilatora koji izbacuju zrak zasićen parom iz pogona osobito kad se proizvode proizvodi kod kojih se vrši kuhanje (primjerice kuhani sir i skuta; slika 4). Učinkovitom ventilacijom sprječava se pojava kondenzacije u pogonu jer vlažne površine izrazito pogoduju rastu kvasaca i plijesni. Stoga zatvaranje prozora i slaba ventilacija primjerice u zimskim mjesecima može biti pogodna za bujanje kvasaca i plijesni u pogonu.

Slika 4. Dobro dizajnirana i učinkovita ventilacija iznad kotla za sirenje i proizvodnju skute

Tijekom proizvodnog procesa, ako uzmemo u obzir da se kvasci i plijesni lako prenose zrakom, treba maksimalno izbjegavati izlaganje proizvoda tijekom proizvodnog procesa i pakiranja zraku. Primjerice ukoliko vršimo pasterizaciju i fermentaciju proizvoda u duplikatoru, duplikator se mora držati zatvorenim u svim fazama procesa osim nakratko kad dodajemo određene dodatke ili provjeravamo temperaturu ili kvalitetu gruša. Jednako tako tijekom cijeđenja svježeg sira, sir treba

biti poklopljen na stolu za cijeđenje, a tijekom njegova pakiranja izlaže se samo manji dio sira na stolu radi njegovog prebacivanja u ambalažu (pakiranja). S obzirom da se proizvodi lako kontaminiraju kvascima i plijesnima zrakom tijekom proizvodnog procesa, a osobito pakiranja, u praksi se pokazala vrlo učinkovita dezinfekcija zraka (slika 5). Dezinfekcija se provodi fumigacijom. Prostorija u kojoj se želi dezinficirati zrak se hermetički zatvara i sredstvo se zapali tako da se dimi tijekom noći, kada u pogonu osoblje ne radi. Ujutro se pogon mora temeljito provjetriti. Ovakvom dezinfekcijom se ubijaju svi vegetativni oblici kvasaca i plijesni. Međutim, spore plijesni otporne su na ovu vrstu dezinfekcije. Stoga je dezinfekciju zraka potrebno ponoviti nakon sedam dana kada spore plijesni isklijaju, a nastali vegetativni oblici plijesni, osjetljivi na dezinfekciju, još nisu spolno zreli. Smatra se da jednokratna dezinfekcija zraka može polučiti gore rezultate nego da se dezinfekcija zraka uopće nije niti provela.

Slika 5. Primjer sredstva za dezinfekciju zraka od kvasaca i plijesni u mljekarskim pogonima

Primarna ambalaža ne smije se unositi u prostoriju za preradu/pakiranje u kartonskim kutijama već se ona mora prebaciti u prijenosne plastične kutije za dopremu ambalaže u pogon. Prebacivanje primarne ambalaže treba obaviti u prostoriji za skladištenje ambalaže.

4. Mliječni proizvodi kod kojih su kvasci i plijesni indikatori higijene

Osim indikatora sigurnosti mliječnih proizvoda, a to su prisutnost bakterija: iz roda Salmonella spp. i Listeria monocytogenes te toksina (stafilokokni enterotoksin), postoji niz mikroorganizama indikatora higijene. Ukoliko broj mikroorganizama indikatora higijene prelazi maksimalno dopuštenu vrijednost po gramu proizvoda tada, za razliku od pojave indikatora sigurnosti u proizvodu, nije potrebno proizvod povući sa tržišta, ali je svakako potrebno provesti odgovarajuće korektivne mjere, o kojima je do sada bilo govora, kako bi se broj mikroorganizama indikatora sigurnosti sveo na broj koji ne prelazi maksimalnu dopuštenu vrijednost po gramu proizvoda.

Prevelik broj kvasaca i plijesni česti su razlog nesukladnosti proizvoda prilikom provođenja vlastitih samokontrola u okviru HACCP sustava ili Vodiča dobre higijenske prakse te prilikom provođenja službenih kontrola od strane nadležne inspekcije. Tako će albuminska skuta, svježi i meki sirevi biti nesukladni ako broj kvasaca i plijesni prelazi M = 103 cfu/g (cfu=broj izraslih kolonija), dok u mlijeku, sirutci, jogurtu i vrhnju taj broj ne smije prelaziti M = 10 2 cfu/g. Prema tome, sukladan

proizvod s obzirom na indikator higijene broja kvasaca i plijesni možemo postići najvećom mogućom razinom higijene u mljekarskim pogonima. Važno je naglasiti da prisutnost kvasaca i plijesni u proizvodima osjetljivim na kvasce i plijesni značajno skraćuju rok trajanja proizvoda, oni uzrokuju pjenušanje proizvoda (stvaranje plina), specifično peckanje kod konzumacije (okus po kvascima), pojavu voćnog/slatkastog okusa i mirisa te nadimanje ambalaže zbog nakupljanje plina (CO2).

5. Pogreške tijekom zrenja sira uzrokovanih kvascima i plijesnima

Kako je na početku ovog rada navedeno, postoje tradicionalni sirevi kod čijeg zrenja se favorizira rast određenih plijesni koji čine koru sira zdravijom i daju siru određenu aromu i okus. Primjerice, u proizvodnji paškog sira koru često obrasta plijesan. Tu se uglavnom radi o svijetlim, bijelo-sivim plijesnima koje kada se skinu (operu) sa sira, na siru ne ostavljaju nikakve fleke i promjene boje (slika 6). Međutim, prekomjeran rast kvasaca, a pogotovo plijesni tamne boje po površini sira može uzrokovati pojavu tamnih mrlja po siru, ovisno o vrsti plijesni. Mrlje mogu biti smeđe, crvene, pa čak i crne. Takve mrlje prodiru u koru sira i ne mogu se otkloniti pranjem. S druge strane kvasci u kombinaciji s drugim mikroorganizmima po površini sira mogu uzrokovati sluzavu koru sira koja poprima neugodan miris. Problem prekomjernog rasta kvasaca i plijesni na površini sira događa se u higijenski zapuštenim prostorijama za zrenje sira, zbog slabog održavanja polica za zrenje sira i slabe njege sireva. Problem dodatno naglašava kontinuirano vrlo visoka vlažnost zraka (iznad 95%) i vrlo slabom izmjenom zraka u prostoriji za zrenje sira. Stoga, danas sirari pribjegavaju premazivanju sira odgovarajućim premazima. Korištenje premaza za sir značajno smanjuje količinu rada potrebnu za njegu kore sira tijekom njegova zrenja (redovito otklanjanje kvasaca i plijesni s površine sira). Isto tako premaz na siru smanjuje evaporaciju vlage i prekomjerne gubitke težine sira (manji je kalo tijekom zrenja). Nisu rijetke štete u sirarstvu zbog sirnih grinja koje oštećuje koru sira i prave tunele ispod njegove kore. Premazi se proizvode iz kopolimera ili vinil acetata te dolaze u tekućoj formi različitog viskoziteta. Miris premaza je mliječni ili lagano po octu. Jednom kad se osuši postaje prilično čvrst film (sloj) bez ikakvog mirisa i okusa. Kako bi spriječili rast kvasaca i plijesni po površini sira svakako je potrebno koristiti premaze s dodatkom fungicidnih tvari protiv rasta plijesni (sorbat i natamicin; slika 7). Način nanošenja premaza na sir detaljno je opisan na prijašnjem savjetovanju (vidi rad: Mljekarske kulture i dodaci u proizvodnji sira, Šesnaesto savjetovanje uzgajivača ovaca i koza u Republici Hrvatskoj, 2014).

Slika 6. Paški sir tijekom zrenja obrastao poželjnom plijesni

Slika 7. Premaz za zaštitu površine sira

Ukoliko iz tradicionalno-marketinških razloga sirar ne želi premazivati sireve tijekom zrenja (premaz često daje siru „industrijski“ izgled), sirar može sireve prskati po površini odgovarajućim fungicidom dostupnim na tržište za primjenu u mljekarstvu (slika 8). Osim prskanjem sirevi se mogu uranjati u otopinu pripravka odgovarajuće koncentracije, ili premazivati. Primjenom takvih preparata poboljšava se izgled proizvoda, produžuje mu se trajnost, smanjuje se rizik od razvoja mikotoksina iz plijesni, a bez negativnog utjecaja na boju, okus i aromu proizvoda. Također primjena ovakvih preparata nema inhibitorni učinak na aktivnost bakterija mliječne kiseline.

Slika 8. Fungicid za prskanje sira protiv rasta plijesni

Premda rijetko, ne treba zaboraviti da kvasci mogu biti uzročnici i ranog nadimanja sira.

6. Aflatoksini i alergije na plijesan (penicilin)

Iako sir nije pogodan medij za razvoj mikotoksina iz plijesni, od koji je najpoznatiji aflatoksin, moguća je detekcija određenih koncentracija ovog toksina u siru zbog čega sir može biti štetan za zdravlje s obzirom da je potvrđeno kako je aflatoksin kancerogen kad se hranom unosi u organizam kroz duže razdoblje. Znatno veći problem kontaminacije mliječnih proizvoda aflatoksinom je hranidba mliječnih životinja pljesnivom krmom, posebice pljesnivim žitaricama. Aflatoksin iz krme završava u mlijeku te se u proizvodnji sira događa efekt koncentracije, gdje mu se koncentracija u siru može i povećati. Povrh toga aflatoksin zaostaje u siru i nakon zrenja sira. Dodatni problem predstavlja činjenica da pasterizacija ne anulira prisutnost ovog toksina u mliječnim proizvodima. Treba naglasiti da može doći i do alergijskih reakcija u ljudi koji su alergični na plijesan (penicilin) ukoliko konzumiraju neki mliječni proizvod kontaminiran plijesnima.

7. Tehnološke mogućnosti i ograničenja primjene startera na bazi kvasaca i plijesni u proizvodnji mliječnih proizvoda

Tehnološki, sirevi s plemenitim plijesnima na površini moraju imati najmanje 60% vlage (meki sirevi) kako bi površina ostala vlažna i pogodna za naseljavanje plemenite plijesni po njoj. Da bi plijesan pravilno obrasla sir, potrebna je visoka relativna vlažnost zraka (85-90%) i niska temperatura (11-14 °C), odnosno uvjeti slični onima u pećinama.

Danas je na tržištu jednostavno nabaviti spore plemenitih plijesni i moguće se upustiti u proizvodnju neke od vrsta sireva s plemenitim plijesnima. Bez obzira na to, ponuda sireva s plemenitim plijesnima je od strane malih prerađivača mljekara na tržištu Republike Hrvatske vrlo ograničena. Zbog male ponude sireva s plemenitim plijesnima od strane malih prerađivača na našem tržištu, neki prerađivači mlijeka u proizvodnji ovih sireva vide dobru poslovnu priliku. Međutim, razlog zašto se proizvodnja sira s plemenitim plijesnima odvija samo u nekim industrijskim objektima i vrlo rijetko je susrećemo u malim preradbenim mljekarskim pogonima je ograničenje da se proizvodnja sireva s plemenitim plijesnima mora odvijati u fizički potpuno odvojenoj proizvodnoj cjelini (još bolje posebnom objektu samo za proizvodnju ovih vrsta sireva) jer ako imate proizvodnju i drugih proizvoda (primjerice polutvrdog sira, svježeg sira, skute, jogurta itd.) u istom objektu, spore plijesni vrlo brzo potpuno naseljavaju proizvodni pogon i inficiraju sve proizvode koji se u tom pogonu proizvode. Jednako vrijedi ukoliko se netko odluči proizvoditi kefir. Kvasci iz kefirnih zrnaca izrazito su agresivni i lako se šire u okolini, pa će ubrzo doći do infekcije pogona, a zatim i svih proizvoda, pogotovo onih osjetljivih na kvasce (vidi poglavlje Mliječni proizvodi kod kojih su kvasci i plijesni indikatori higijene). Stoga je preporuka, ukoliko se netko odluči na proizvodnju sireva s plemenitim plijesnima ili kefira, mora se specijalizirati samo za tu vrstu proizvodnje i ne pokušavati proizvoditi i druge vrste mliječnih proizvoda u istom pogonu, a koji su osjetljivi na kontaminaciju kvascima i piljenima.

8. Literatura

Havranek, J., Kalit, S., Antunac, N., Samaržija, D. (2014): Sirarstvo. Hrvatska mljekarska udruga, Zagreb.

Kalit, S. (2014): Mljekarske kulture i dodaci u proizvodnji sira. Šesnaesto savjetovanje uzgajivača ovaca i koza u Republici Hrvatskoj. Poreč, 23. i 24. Listopad, 23-31.

Robinson, R.K. (1985): Dairy Microbiology, Volume 2, The Microbiology of Milk Products. Elsevier Applied Science Publishers.

Tratnik, Lj., Božanić, R. (2012): Mlijeko i mliječni proizvodi. Hrvatska mljekarska udruga, Zagreb.

Walstra, P., Geurts, T.J., Noomen, A., Jellema, A., van Boeke, M.A.J.S. (1999): Dairy Technology. Principles of Milk Properties and Processes, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel.

Wolfe, B. (2016): Fungi. U: The Oxford Companion to Cheese. Oxfor University Press, 299-301.