A kefirszemek és erjesztett tejtermékeik kémiai és mikrobiológiai jellemzői: áttekintés

Felülvizsgálati cikk

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

A kefirszemek tejsavbaktériumokból, ecetsavbaktériumokból és élesztőgombákból álló, több fajból álló természetes indító kultúrák, amelyek komplex szimbiotikus közösséget hoznak létre, és széles körben használják erjesztett tejtermékekben. A kefirszemcsék mikrobiológiai és kémiai összetétele azt jelzi, hogy nagyon összetett probiotikumok, tejsavbaktériumok, általában az uralkodó mikroorganizmusok. Ezért fermentált tejtermékekben általában kefirszemeket használtak kiindulási anyagként. Áttekintésünk áttekintést nyújt a kefirszemek mikrobiológiai jellemzőiről, mikrostruktúrájáról, kémiai összetételéről és felhasználásukról erjesztett tejtermékekben.

Közérdekű nyilatkozat

A kefirszemek természetes kezdőkultúra-szerepet játszanak a kefir előállítása során, és az erjesztési folyamat után tejszűréssel nyerik ki őket. Ezek a szemcsék egy olyan poliszacharid- és fehérjemátrixon immobilizált mikroorganizmusokból állnak, ahol több baktériumfaj és élesztő él együtt szimbiotikus kapcsolatban. Ebben az ökoszisztémában viszonylag stabil mikroorganizmus-populáció található, amely kölcsönhatásba lép és befolyásolja a közösség többi tagját. Ez az áttekintés áttekintést nyújt a kefirszemek mikrobiológiai jellemzőiről, mikrostruktúrájáról, kémiai összetételéről és fermentált tejtermékeiről, amelyek segítik az iparágakat a kefirszerű termékek kifejlesztésében, és a kutatók számára további kutatásokhoz is.

Versenyző érdekek

A szerzők kijelentik, hogy nincs versengő érdeklődés.

1. Bemutatkozás

A kefir egy hagyományos ital, amelyet a tej kefirszemekkel történő erjesztésével nyernek. A kefir elnevezés a török nyelvű keyif szóból származik, jelentése „jó érzés” az ivás után átélt érzések iránt (Leite et al., 2015). A kefirszemek fehérek vagy sárgák, karfiolszerű szemek, nyálkás, de szilárd állagúak (lásd 1. ábra). A szemcsék egy inert mátrixból állnak, amely poliszacharidokból és fehérjékből áll. A mátrixot sűrűn lakják tejsavbaktériumok, ecetsav baktériumok és élesztők (Kalamaki & Angelidis, 2016; Macuamule, Wiid, Helden, Tanner és Witthuhn, 2015).

Online közzététel:

1. ábra A kefirszemek makroszkopikus szerkezete (Leite et al., 2013).

1.1. Mikrobiológiai jellemzők

A kefirszemek mikroflórája figyelemre méltóan stabil, évekig megőrzi aktivitását, ha megfelelő kulturális és fiziológiai körülmények között tartósítják és inkubálják (O’Brien, 2012; Vardjan, Mohar Lorbeg, Rogelj és Čanžek Majhenič, 2013). A gabona-tej arány, az inkubációs idő és a hőmérséklet, a kefirszemek szétválasztása, a szemek mosása és a hűtőtárolás közbeni higiénia drasztikusan befolyásolja a termék minőségét és a kefirszemek mikroflóráját (Guzel-Seydim, Wyffels, Seydim és Greene, 2005 ). Összetett mikrobiológiai asszociációjuk azonban megnehezíti számukra a hagyományos tulajdonságokkal rendelkező ipari kefir előállításához megfelelő meghatározott és állandó kefir indító kultúra megszerzését (Vardjan et al., 2013). A kefirszemekből a különböző régiókban izolált közös mikroorganizmusok eltérésekkel rendelkeznek. A szemek baktériumai általában a Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc és Streptococcus különböző homo- és heterofermentatív tejsavbaktériumok; ecetsav baktérium fajok Acetobacter. A tajvani kefirszemekben a Lactobacillus volt a leggyakrabban kimutatott nem, és Lb. kefiri volt a leggyakrabban kimutatott faj (Chen, Wang és Chen, 2008). A laktobacillusok minden Bulgáriából származó kefirszemben jelen voltak, jelezve e baktériumcsoport jelentőségét az ital gyártásában (Simova és mtsai, 2002). Mainville, Robert és mtsai. polifázisos jellemzéssel azonosította a fajt Lb. heleveticus, Lb. kefir, Lb. parakefir Oroszországból származó kefirszemekben (Mainville, Robert, Lee és Farnworth, 2006) (lásd 1. táblázat).

Online közzététel:

1. táblázat: Kefir- és kefirszemcsékben jelentett mikroflóra-fajok

1.2. Mikrostruktúra

A kefirszemek külső felülete szabad szemmel sima és fényesnek tűnt. A pásztázó elektronmikroszkóppal végzett szemcsés felületek azonban nagyon robusztusnak bizonyultak (Mei, Guo, Wu és Li, 2014). A gabona belső részében különféle laktobacillusokat (hosszú és ívelt), élesztőket és fibrilláris anyagokat figyeltek meg. A rövid laktobacillusokat és az élesztőt a külső részen figyeltük meg (Zhou, Liu, Jiang és Dong, 2009). A mikrobiális sejtek sűrűsége a belső részen kisebb volt, mint a külső részén. A letapogató elektronmikroszkóppal nem találtak lactococcust, ami a lactococcus rossz kötődését okozhatja (lásd 2. ábra).

Online közzététel:

2. ábra Tibeti kefirszemek pásztázó elektronmikroszkópos felvételei. (A, C) A tibeti kefirszem belső felülete. (B, D) A tibeti kefirszem külső felülete (Zhou et al., 2009).

2. ábra: Tibeti kefirszemek pásztázó elektronmikroszkópos felvételei. (A, C) A tibeti kefirszem belső felülete. (B, D) A tibeti kefirszem külső felülete (Zhou et al., 2009).

1.3. Kémiai összetétel

A kefirszemcsék puha, kocsonyás fehér biológiai tömegűek, fehérjét, lipideket és oldható poliszacharidot, a kefirán komplexet tartalmaznak. A Kefiran egy vizes kettős glükogalaktán, amelyet a Lb. kefiranofaciens, Lc. plantarum (Ahmed, Wang, Anjum, Ahmad és Khan, 2013; Hamet, Piermaria és Abraham, 2015; Wang, Xiao, Zheng, Yang és Yang, 2015) stb. Általánosságban elmondható, hogy a kefirszemek megnövelik tömegüket a tej szubkultúráival a mikroorganizmusok biomasszájának növekedése, valamint a fehérje és poliszacharid által alkotott mátrix mennyiségének növekedése miatt (Garrote, Abraham és De Antoni, 2001).

1.4. Erjesztett tejtermékek

1.4.1. Sajt

1.4.2. Kefir

1.4.3. Kefir ital

A sajt tejsavó az a folyadék, amely a tej kazein kicsapása és eltávolítása után marad a sajtkészítés során. Ez a melléktermék a tejmennyiség körülbelül 85–90% -át teszi ki, és a tej tápanyagainak 55% -át megtartja (Rico, Muñoz és Rico, 2015). A sajt tejsavó fontos környezeti problémát jelent a magas termelt mennyiség és magas szervesanyag-tartalom miatt (Magalhães et al., 2010). A szennyezés-ellenes szabályozás nyomása és a tejsavó tápértéke a tejipart arra kéri, hogy a tejsavó-többletet erőforrásként és ne csak hulladékként kezelje (Magalhães et al., 2010). A tejsavó fermentálásakor kefirszemekkel előállított funkcionális ital előállítása érdekes alternatíva lehet a sajt tejsavó hasznosításában. A sajt tejsavó kefir mikrorganizmusok általi fermentációja csökkentheti a sajt tejsavó magas laktóztartalmát, főként tejsavat és más metabolitokat, például aroma vegyületeket termelve, amelyek hozzájárulnak a végtermék ízéhez és állagához, valamint növelik a szénhidrátokban való oldhatóságot és édességet (Magalhães et al., 2011 ). Az italok tejsavas erjesztéssel történő előállítása megkívánhatja az érzékszervi profilokat, és ezt már a sajt tejsavó értéknövelő lehetőségének tekintették (Magalhães et al., 2010, 2011; Mazaheri Assadi, Abdolmaleki és Mokarrame, 2008; Nambou et al., 2014 ). Magalhães et al. kísérleti és átfogóbb tanulmányt készített (beleértve a morfológiai és mikrobiális variációkat, a kémiai összetételt és az érzékszervi elemzéseket) a kefirszemekről, mint a sajt tejsavó alapú italgyártás kiinduló kultúrájáról (Magalhães et al., 2010, 2011). Az elemzett kefir italokban stabil szerkezetet és domináns mikrobiotát detektáltak, beleértve a probiotikus baktériumokat is. Ezenkívül a kefirszemek a kémiai tulajdonságok és az érzékszervi elemzésben való elfogadottság alapján potenciálisan felhasználhatók a sajt tejsavó alapú italok kifejlesztésére. Egyes kutatók erjesztett tejtermék-gyümölcslé-italokat készítettek gyümölcslé és tejsavó felhasználásával. A tejgyümölcslé-ital megkívánta az érzékszervi profilokat, és a tejsavó felhasználható arra, hogy hulladékból finom italgá váljon (Sabokbar & Khodaiyan, 2015, 2016; Sabokbar, Moosavi-Nasab és Khodaiyan, 2015).

2. Következtetés

A kefirszemek a különböző mikrorganizmusok, köztük a tejsavbaktériumok, az élesztők és az ecetsavbaktériumok egyedülálló szimbiotikus társulásai, amelyek együtt élnek egy természetes poliszacharidban és egy fehérjemátrixban. A kefir jellegzetes erjesztett tejtermék, az egyedülálló, több fajra kiterjedő természetes kefirszemek miatt, amelyeket kiindulási kultúraként használnak. A kefir mikrobiológiai és kémiai összetétele komplex probiotikus hatást eredményez a benne rejlő tejsavbaktériumok és élesztő miatt. A kefirszemek erjesztik a legtöbb emlős tejét, és tovább növekednek az ilyen tejben. Most a kefirszemeket széles körben használják erjesztett tejtermékekben, beleértve a sajtot, a kefirt, a tejsavó italt, valamint más cukros folyadékokat.

Finanszírozás

Ezt a munkát a sanghaji felsőoktatás minőségfejlesztési projektjei támogatták.