Ziarna kefirowe

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Ziarna kefirowe

Ziarna kefirowe, grzybki kefirowe – naturalne skupiska wielu populacji symbiotycznych mikroorganizmów o specyficznych właściwościach, tradycyjnie używane od stuleci w różnych społecznościach ludzkich jako naturalna kultura starterowa w procesie wytwarzania musującego napoju mlecznego – kefiru. Współcześnie wykorzystywane są zarówno w warunkach domowych, jak i na skalę przemysłową.

Struktura[edytuj | edytuj kod]

Są to złożone, kuliste struktury o nieregularnym kształcie i barwie od białej do żółtawej, przypominające małe różyczki kalafiora. Mają od 5 do 35 mm średnicy. Są klapowane. Mają luźną, ale wyraźną teksturę. W skład ziaren kefirowych wchodzi wiele gatunków bakterii kwasu mlekowego i octowego oraz drożdży. Wszystkie te organizmy są powiązane ze sobą matrycą białek i polisacharydem o nazwie kefiran[1]. Zachowują się jak jeden organizm. Mikroflora ziaren kefirowych jest znacznie zróżnicowana i złożona, tym samym trudna do zbadania i zrozumienia[2].

Biologia i ekologia[edytuj | edytuj kod]

Drożdże i bakterie tworzące ziarna kefirowe współistnieją w symbiozie i są odpowiedzialne za fermentację mlekową i alkoholową[3]. Aktywność ziaren jest uzależniona od żywotności wchodzących w jej skład mikroorganizmów. Początkowy rozmiar ziaren kefiru (inokulum) umieszczonych w mleku wpływa na wartość pH, lepkość i skład mikrobiologiczny produktu końcowego – kefiru. Za optymalną proporcję objętości ziaren w stosunku do mleka przyjmuje się od 1:30 do 1:50. Fermentacja mleka przez inokulum przebiega około 20 do 24 godzin, w czasie których szybko narastają homofermentatywne paciorkowce, początkowo powodując spadek pH wyrobu. Obniżone pH sprzyja rozwojowi pałeczek kwasu mlekowego, ale powoduje, że liczba paciorkowców maleje. Obecność drożdży w mieszaninie o temperaturze fermentacji (21–23 °C) pobudza wzrost wytwarzających zapach heterofermentatywnych paciorkowców. W miarę postępu fermentacji, wzrost bakterii kwasu mlekowego przebiega skuteczniej od wzrostu drożdży i bakterii kwasu octowego[4].

Analiza mikrobiologiczna wykazała, że struktura mikroorganizmów tworzących ziarna kefirowe różni się od struktury perkolatu wykonanego z ziaren kultury wyjściowej, a także produktu końcowego. Produkt końcowy nie nadaje się do stosowania jako kultura starterowa kolejnego procesu – nie można nim zastąpić ziaren kefirowych.

Pochodzenie[edytuj | edytuj kod]

Historia powstania biocenozy ziaren kefirowych nie została dotąd poznana[5]. Przyjmuje się, że ziarna kefirowe i produkcja kefiru wywodzą się z gór Kaukazu. W literaturze naukowej opisano metodę uzyskania grzybków kefirowych z pasteryzowanego mleka z dodatkiem flory jelitowej owiec, umieszczonych w worku z koziej skóry. Poprzez systematyczne zastępowanie 3/4 roztworu kulturami organizmów pobieranych z wierzchniej warstwy mleka, w ciągu 12 tygodni uzyskiwano kefiran osadzający się na powierzchni skóry. Wówczas umieszczano go w pasteryzowanym krowim mleku, gdzie rozwijały się ziarna kefirowe[5][6]. Nie ma doniesień o udanej produkcji ziaren kefiru z czystych kultur[1].

Współcześnie grzybki kefirowe są stosowane w wielu krajach świata, na większości kontynentów, najpowszechniej w krajach Azji i Europy Wschodniej. Nie jest jasne, czy wszystkie ziarna kefirowe pochodzą od jednej kultury starterowej, ponieważ analizy próbek mikrobiologicznych kefirów pochodzących z różnych miejsc świata wykazują różnice w populacjach mikroflory. Skład mikroflory ziaren kefirowych jest zależny od regionu, z którego pochodzą[1].

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

90 g ziaren kefirowych na talerzyku – po wyjęciu z dojrzałego kefiru i odcedzeniu

Unikalny różnorodny skład mikrobiologiczny ziaren kefiru umożliwia ich zastosowanie nie tylko w wielkoskalowej produkcji kefiru, ale potencjalnie również w innych nowych bioprocesach przemysłowej produkcji żywności, a nawet w niektórych innowacyjnych i wizjonerskich bioprocesach ekologicznych[2]. Mogą być stosowane m.in. w produkcji chleba jako substytut drożdży piekarskich[7], w produkcji polisacharydów jako naturalne źródło egzopolisacharydów, w produkcji bioalkoholi jako źródło unieruchomionych komórek drożdży kefirowych, a także jako naturalna kultura starterowa w produkcji sojowego mleka w proszku[2].

Optymalną wydajność ziaren kefirowych tradycyjnie stosowanych do wyrobu kefiru uzyskuje się przenosząc je codziennie do świeżego mleka i pozwalając im rosnąć przez około 20 godzin. W tym czasie ziarna mogą zwiększyć swoją masę o 25%[8]. Ziarna muszą być replikowane w ten sposób, aby zachowały swoją wydajność, ponieważ stare i wysuszone ziarna kefirowe mają niewielką zdolność do replikacji lub ją tracą całkowicie. Zaleca się, by do produkcji kefiru stosować ziarna codziennie przenoszone do świeżego mleka i wymieniać ziarna, u których zmniejszyła się zdolność fermentacji mleka. Przemywanie grzybków kefirowych wodą zmniejsza ich żywotność[4].

Garrote i inni (1997) wykazali, że przechowywanie ziaren kefiru w temperaturze -80 lub -20 °C przez 120 dni nie zmienia ich zdolności do fermentacji w porównaniu do ziaren, które nie zostały zamrożone. Jednak ziarna przechowywane w -4 °C po rozmrożeniu nie wytworzyły kefiru o akceptowalnych cechach[9].

Ziarna kefirowe mają złożoną mikroflorę i wykazują zdolność do dynamicznego wzrostu, co nie sprzyja komercyjnej produkcji nastawionej na produkt o stabilnym składzie. Z tego powodu w przemyśle spożywczym podjęto próby produkcji kefiru z mieszaniny czystych kultur. Efektem są odmiany przefermentowanego mleka o cechach zbliżonych do tradycyjnego kefiru.

Skład mikrobiologiczny[edytuj | edytuj kod]

Mikroorganizmy występujące w ziarnach kefirowych[2]:

Dominującymi gatunkami są L. lactis (58–70% masy ziaren w grzybkach tybetańskich[3]) i L. mesenteroides (wytwarza zapach, degraduje laktozę do kwasu mlekowego, kwasu octowego, etanolu i dwutlenku węgla, degraduje kwas cytrynowy do dwuacetylu, nadaje kefirowi smak[3]). Są to probiotyki wpływające na poprawę środowiska jelit. W badaniach laboratoryjnych uzyskano szczepy L. casei o skutecznej aktywności degradacji cholesterolu[10].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c Edward R. Farnworth. Kefir – a complex probiotic. „Food Science and Technology Bulletin: Functional Foods”. 2 (1), s. 1–17, 2005. DOI: 10.1616/1476-2137.13938. ISSN 1476-2137 (ang.).  (pdf)
  2. a b c d Andreja Gorsek, Marko Tramsek: Production of Unique Naturally Immobilized Starter: A Fractional Factorial Design Approach Towards the Bioprocess Parameters Evaluation. Biomass– Detection, Production and Usage, 2011. ISBN 978-953-307-492-4. (ang.) (pdf)
  3. a b c Zhou et al. Analysis of the microflora in Tibetan kefir grains using denaturing gradient gel electrophoresis. „Food Microbiology”. 26, s. 770–775, 2009. DOI: 10.1016/j.fm.2009.04.009 (ang.). 
  4. a b Farnworth za: Koroleva, N.S. 1982. Special products (kefir, koumyss, etc.). Proceedings XXI International Dairy Congress, Moscow 2: 146-151
  5. a b Gaware et al. „Pharmacologyonline”. 1, s. 376–386, 2011 (ang.).  (pdf)
  6. Semih Otles, Ozlem Cagindi. Kefir: A Probiotic Dairy-Composition, Nutritional and Therapeutic Aspects. „Pakistan Journal of Nutrition”. 2 (2), s. 54–59, 2003. DOI: 10.3923/pjn.2003.54.59 (ang.).  (pdf)
  7. Plessas et al. Bread Making Using Kefir Grains as Baker's Yeast. „Food Chemistry”. 93 (4), s. 585–589, 2005. ISSN 0308–8146 (ang.). 
  8. Farnworth za: Halle et al. 1994. Les ke´firs. Des associations bacte´ries lactique-levures, W: de Roissart, H. i Luquet, F.M. (red.) Bacteries lactiques: aspects fondamentaux et technologiques. Vol. 2: 169-182. Uriage, France.
  9. Garrote et al. Preservation of kefir grains, a comparative study. „Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie”. 30 (1), s. 77–84, 1997 (ang.). 
  10. Zhou za: Xiao, L.L., Dong, M.S., 2003. Screening and cholesterol-degrading activity of Lactobacillus casei KM-16. China Dairy Industry 31, 7–10.