Projekti / Programi
Po meri narejene starterske kulture za izdelavo tradicionalnih sirov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.02.00 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T430 |
Tehnološke vede |
Tehnologija hrane in pijač |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
tradicionalni siri, starterske kulture, protimikrobna aktivnost, varnost, bioaktivni peptidi, prehranska vrednost
Raziskovalci (9)
Organizacije (1)
Povzetek
Izdelovanje tradicionalnih mlečnih izdelkov predstavlja pomemben del v slovenski proizvodnji sira in si zato zasluži primerno pozornost in zaščito. Razen potrebe po zaščiti in ohranjanju tipičnih izdelkov, je potrebno posebno skrb posvetiti mikrobiološki varnosti tradicionalnih izdelkov, predvsem zato, ker jih je večina narejenih iz surovega mleka. Med možnimi alternativami za toplotno obdelavo, ki negativno vpliva na naravno mikrofloro, pomembno za oblikovanje značilnih organoleptičnih lastnosti, je uvajanje izbranih mlečnokislinskih bakterij (MKB) z aktivnostjo proti patogenim bakterijam ali kvarljivcem, kot so Staphylococcus aureus in Listeria monocytogenes, ki pa ne vplivajo na vrste, pomembne za zorenje. Predlagan projekt bo usmerjen predvsem na: pregled in izbor kompetitivne naravne mikroflore, prisotne v štirih slovenskih tradicionalnih sirih, ovrednotenje tehnoloških lastnosti izbranih sevov in/ali skupin sevov, ki bodo izkazali močno antagonistično delovanje proti List. monocytogenes in Staph. aureus, osnovanje/sestavljanje “po meri narejenih” starterskih kultur in njihovo preskušanje/ovrednotenje v pilotni izdelavi sira in v pravih proizvodnih pogojih. V prvi stopnji bomo uvedli nova orodja za neposredno ovrednotenje protimikrobne aktivnosti sirov, kakor so kvalitativno in kvantitativno ugotavljanje bakteriocinov in situ v sirih med zorenjem, ugotavljanje ekspresije bakteriocinskih genov z RT-PCR in neposredna detekcija protimikrobne aktivnosti (DDAA) v izvlečkih iz sirov s pretočno citometrijo. Zatem nameravamo izbrati kompetitivno naravno mikrofloro iz tradicionalnih sirov in preskusiti tako pridobljene “po meri narejene” starterske kulture. V zadnji stopnji nameravamo preskusiti nove starterske kulture na pilotnem nivoju, kakor tudi v pravih proizvodnih pogojih. Pričakujemo, da bo spremenjena sestava starterskih kultur pozitivno vplivala na varnost tradicionalnih sirov in količino bioaktivnih peptidov v sirih.
Pomen za razvoj znanosti
Najpomembnejši rezultati za razvoj znanosti so vsekakor metode, ki smo jih tekom projekta razvili in optimizirali. Med najbolj inovativne bi spadale metode za direktno izolacijo DNA, RNA in bioaktivnih peptidov iz sirov. Slednje metode so optimizirane tako, da so uporabne tudi v ostalih mlečnih izdelkih, z dodatnimi modifikacijami metode pa bi lahko izpeljali izolacijo tudi iz ostalih živil oziroma kompleksnih medijev, ki niso živila. Konkretni rezultati projekta, ki so pomembni za razvoj znanosti, so tisti, ki kažejo na to, da so v siru prisotni bioaktivni peptidi in strukturni geni za bakteriocine mlečnokislinskih bakterij. Kljub temu, da so številni raziskovalci omenjali tradicionalne sire, narejene iz surovega mleka, kot možen vir bakteriocinogenih mlečnokislinskih bakterij (MKB), pa smo prvi uspeli dokazati izjemno pestrost bakteriocinogenih MKB, saj smo v posameznih vzorcih sira našli strukturne gene za kar devet različnih bakteriocinov. Nadaljni rezultati so pokazali, da so nosilci večine teh genov sevi, ki se nahajajo tudi v mikrobnih konzorcijih, izraslih na selektivnih hranljivih podlogah po nacepljanju vzorcev istih sirov.
Nadaljnje študije so pokazale, da vsi testirani konzorciji učinkujejo na rast patogene bakterije S. aureus, posledično pa lahko pričakujemo, da bodo zavirali tudi in-situ produkcijo enterotoksina. Čeprav velja, da je proizvodnja kisline pomemben dejavnik, ki vpliva na preživetje S. aureus, je predstavljala kislina v naši raziskavi le manjši del proti-stafilokoknega delovanja. Kot smo omenili, smo v mikrobnem konzorciju sira Tolminc detektirali številne bakteriocinske gene, ki lahko pomembno prispevajo k protimikrobni aktivnosti, kadar se v siru tudi izražajo, kar smo dokazali v challenge testu s sevom, ki proizvaja nizin. Zanimivo je, da smo gene za enterocin P našli v konzorcijih, pridobljenih iz različnih sirov, torej bi bil lahko za proti-stafilokokno delovanje odgovoren prav ta bacteriocin, kar pa bo potrebno še potrditi.
Zanimiva je tudi ugotovitev, da večini sevov, ki nosijo strukturne gene za bakteriocine, ti ne zagotavljajo kompetitivne prednosti v mikrobni združbi, osamljeni iz sira in kultivirani v laboratorijskih pogojih oziroma, da so sevi s kompetitivno prednostjo pogosto povezani s tehnološko nesprejemljivimi napakami v siru, kar se je pokazalo v challange testih. Rezultati inhibicije rasti patogenih bakterij L. monocytogenes in S. aureus v sirih so pokazale, da so mehanizmi, ki privedejo do inhibicije lahko tudi neodvisni od delovanja bakteriocinov, kisline ali drugih protimikrobnih snovi. Mehanizmi, ki najverjetneje vključujejo kompeticijo za hranila so vsekakor zanimivo področje za nadaljnje raziskave mikrobnih interakcij.
Pomen za razvoj Slovenije
Na prvem mestu bi zopet izpostavili metode, ki smo jih razvili in bodo omogočile nadaljnje raziskovalno delo na področju tradicionalnih izdelkov. Tekom dela smo določili celotno mikrobno sestavo treh tradicionalnih sirov (Tolminc, Bovški ovčji in Kraški ovčji). Predstavnike prevladujoče mikroflore in tehnološko najbolj zanimive seve iz teh sirov imamo okarakterizirane in shranjene v naši mikrobni zbirki. Slednje je izjemnega pomena za zaščito teh tradicionalnih izdelkov saj je mikrobna združba skupaj s tehnološkim postopkom izdelave in kakovostjo vhodne surovine glavni faktor, ki vpliva na kakovost končnega izdelka. Podatki o mikrobni sestavi in njihovi rastni dinamiki bodo tako dobro dopolnilo opisu tehnološkega postopka in senzoričnih lastnosti, ki jih lahko najdemo v dokumentaciji za zaščito tradicionalnih prehrambenih izdelkov. Iz izbranih sevov, ki imajo primerne zaščitne in tehnološke lastnosti smo sestavili startersko kulturo, ki smo jo preizkusili in potrdili tako v pilotnem merilu kot v pravi proizvodnji sira. Delo na projektu je konkretno prispevalo k izpolnitvi ciljev, ki sta jih zastavila pravilnik o zaščiti geografskih oznak in zaščiti označb porekla kmetijskih in prehrambenih izdelkov (EEC št. 2081/92) in pravilnik o certifikatih o posebnem značaju kmetijskih in prehrambenih izdelkov (EEC št. 2082/92). Poleg tega pa smo vpeljali inovacije v proizvodnjo tradicionalnih sirov, proizvajalcem tolminca pa pripravili izobraževalni material in vodič za izdelavo kakovostnega sira.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
