Από την ελληνική γαλακτοκομική παράδοση… στις καλλιέργειες του μέλλοντος

«Ο μικροβιακός πλούτος του ελληνικού γάλακτος και των παραδοσιακών τυριών ανοίγει νέους δρόμους καινοτομίας στη γαλακτοκομία.»

Κάθε παραδοσιακό τυρί φιλοξενεί έναν αόρατο κόσμο μικροοργανισμών. Ανάμεσά τους, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος (οξυγαλακτικά) συμμετέχουν καθοριστικά στη ζύμωση και την ωρίμανση, επηρεάζοντας την οξύτητα, την υφή, το άρωμα, τη γεύση και συνολικά την ποιότητα του προϊόντος.

Για το Τμήμα Γάλακτος του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Αγροτικών Προϊόντων του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, αυτή η φυσική μικροβιακή βιοποικιλότητα αποτελεί πολύτιμο βιολογικό υλικό που αξίζει να καταγραφεί, να διατηρηθεί, να μελετηθεί και να αξιοποιηθεί προς όφελος της ελληνικής γαλακτοκομίας.

 

Ένας μικροβιακός πλούτος μέσα στο γάλα και τα ελληνικά τυριά

Η ερευνητική προσπάθεια ξεκίνησε με τη μελέτη της μικροβιακής οικολογίας πρόβειου γάλακτος και παραδοσιακών ελληνικών τυριών, όπως η Φέτα και η Κεφαλογραβιέρα. Από αυτά απομονώθηκαν πολυάριθμα στελέχη βακτηρίων γαλακτικού οξέος, τα οποία διατηρήθηκαν στη συλλογή του Τμήματος και αποτέλεσαν τη βάση για συστηματικό χαρακτηρισμό και επιλογή.

Τα στελέχη βακτηρίων μελετήθηκαν ως προς τη γενετική τους διαφοροποίηση, την ικανότητα οξίνισης του γάλακτος, τον μεταβολισμό διαφορετικών ουσιών, την αντοχή σε συνθήκες καταπόνησης, τις τεχνολογικές τους ιδιότητες και χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την ασφαλή χρήση τους στα τρόφιμα. Η ερευνητική δραστηριότητα έχει αποτυπωθεί σε διεθνείς επιστημονικές δημοσιεύσεις, τεκμηριώνοντας τη σύνθεση και τη λειτουργική βιοποικιλότητα της αυτόχθονης μικροχλωρίδας.

«Τα παραδοσιακά γαλακτοκομικά προϊόντα δεν αποτελούν μόνο μέρος της διατροφικής και πολιτιστικής μας κληρονομιάς. Αποτελούν και δεξαμενές πολύτιμης μικροβιακής βιοποικιλότητας. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε αυτόν τον μικροβιακό πλούτο, να κατανοήσουμε τις λειτουργίες του και να διερευνήσουμε πώς μπορεί να αξιοποιηθεί με σύγχρονα επιστημονικά εργαλεία», αναφέρει ο Δρ. Μάριος Ματαράγκας, ερευνητής του Τμήματος Γάλακτος του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ.

 

 

Από τη συλλογή στελεχών στη στοχευμένη επιλογή

Το επόμενο βήμα είναι η επιλογή εκείνων των μικροοργανισμών που διαθέτουν τον κατάλληλο συνδυασμό χαρακτηριστικών ώστε να μπορούν να αξιοποιηθούν ως καλλιέργειες εκκίνησης ή συμπληρωματικές καλλιέργειες στην τυροκομία.

Η σύγχρονη προσέγγιση συνδυάζει την αλληλούχηση και τη βιοπληροφορική ανάλυση των γονιδιωμάτων με τον φαινοτυπικό χαρακτηρισμό, ώστε να αποκαλυφθεί όχι μόνο το γενετικό δυναμικό κάθε στελέχους αλλά και ο τρόπος με τον οποίο αυτό εκφράζεται στην πράξη. Έτσι, η επιλογή μεταβαίνει από την εμπειρική αξιολόγηση σε έναν περισσότερο ορθολογικό και προβλεπτικό σχεδιασμό καλλιεργειών.

«Το κρίσιμο ερώτημα δεν είναι απλώς ποιο στέλεχος αναπτύσσεται καλύτερα στο εργαστήριο. Θέλουμε να γνωρίζουμε ποια λειτουργία μπορεί να επιτελέσει μέσα στο σύνθετο οικοσύστημα ενός τυριού και, κυρίως, πώς μπορεί να συνεργαστεί με άλλα στελέχη ώστε να πετύχουμε ένα προβλέψιμο και επιθυμητό αποτέλεσμα», επισημαίνει ο Δρ. Ματαράγκας.

 

Από το εργαστήριο στην πραγματική τυροκόμηση

Η αξία ενός υποψήφιου μικροοργανισμού επιβεβαιώνεται όταν περάσει από το εργαστήριο στο τρόφιμο. Για τον λόγο αυτό, επιλεγμένα στελέχη έχουν αξιολογηθεί σε γάλα και σε δοκιμές τυροκόμησης πιλοτικής κλίμακας, κάποια και σε συνεργασία με τη βιομηχανία.

Οι πραγματικές συνθήκες παραγωγής είναι ιδιαίτερα σύνθετες, καθώς οι μικροοργανισμοί καλούνται να ανταποκριθούν σε μεταβολές του pH, στην παρουσία άλατος, στον ανταγωνισμό με άλλους μικροοργανισμούς και στις διαφορετικές συνθήκες της ωρίμανσης. Παράλληλα, διερευνώνται συνδυασμοί στελεχών με συμπληρωματικές λειτουργίες, με στόχο τον ορθολογικό σχεδιασμό μικροβιακών κοινοτήτων που μπορούν να συμβάλλουν με προβλέψιμο τρόπο στα χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος.

 

Όταν το γονιδίωμα συναντά το μικροβίωμα του τυριού

Η έρευνα επεκτείνεται πλέον στη μελέτη ολόκληρου του μικροβιακού οικοσυστήματος του τυριού. Η εφαρμογή σύγχρονων ομικών τεχνολογιών, όπως η μεταγονιδιωματική, η μεταμεταγραφωμική και η μεταβολομική, επιτρέπει τη διερεύνηση της μικροβιακής κοινότητας, των ενεργών μεταβολικών μονοπατιών και των μεταβολιτών που παράγονται κατά την ωρίμανση.

Τα πρώτα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη δυνατότητα σύνδεσης της σύνθεσης και της λειτουργικής δραστηριότητας της μικροβιακής κοινότητας με το χημικό προφίλ και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του τυριού. Στόχος είναι να κατανοηθεί η διαδρομή από το γονιδίωμα ενός στελέχους έως τη λειτουργία του μέσα στο μικροβίωμα και, τελικά, τη συμβολή του στο τελικό προϊόν.

«Η φιλοδοξία μας είναι να συνδέσουμε το γονιδίωμα ενός στελέχους με τη συμπεριφορά του στο γάλα, τη λειτουργική του δραστηριότητα μέσα στη μικροβιακή κοινότητα και, τελικά, με τη συμβολή του στα χαρακτηριστικά του τυριού. Τα πρώτα αποτελέσματα είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά και μας επιτρέπουν να διερευνούμε πλέον αυτή τη διαδρομή από το γονίδιο μέχρι το τελικό προϊόν», σημειώνει ο ερευνητής.

 

Από την ερευνητική γνώση στην αξιοποίηση

Η αξία της συλλογής δεν περιορίζεται στη διατήρηση βιολογικού υλικού. Η επιστημονική τεκμηρίωση των στελεχών και η δημοσίευση των αποτελεσμάτων έχουν συμβάλει στην προσέλκυση ενδιαφέροντος από τη βιομηχανία για περαιτέρω αξιολόγηση επιλεγμένων στελεχών, ενώ έχουν πραγματοποιηθεί και ενέργειες για τη μελλοντική προστασία και αξιοποίησή τους.

Έτσι, ένας μικροοργανισμός που απομονώθηκε από ένα παραδοσιακό ελληνικό γαλακτοκομικό προϊόν μπορεί, μέσα από χρόνια χαρακτηρισμού και αξιολόγησης, να εξελιχθεί σε υποψήφια καλλιέργεια για μελλοντική βιομηχανική εφαρμογή.

Η συστηματική διατήρηση των αυτόχθονων μικροοργανισμών συμβάλλει παράλληλα στη διατήρηση της μικροβιακής βιοποικιλότητας που έχει διαμορφωθεί μέσα στα ελληνικά γαλακτοκομικά οικοσυστήματα και δημιουργεί δυνατότητες για νέα προϊόντα και καλλιέργειες με διαφοροποιημένα και επιθυμητά ποιοτικά χαρακτηριστικά.

«Για εμάς, η αξία της έρευνας ολοκληρώνεται όταν η γνώση επιστρέφει στην παραγωγή. Ξεκινάμε από το γάλα και το τυρί, απομονώνουμε και μελετάμε τους μικροοργανισμούς τους και επιδιώκουμε, μέσα από την επιστήμη, να τους επαναφέρουμε στην τυροκόμηση ως επιλεγμένες και καλά χαρακτηρισμένες καλλιέργειες. Είναι ένας κύκλος που συνδέει την ελληνική γαλακτοκομική παράδοση με τη σύγχρονη βιοτεχνολογία και την καινοτομία», καταλήγει ο Δρ. Ματαράγκας.

Η ερευνητική αυτή πορεία αναδεικνύει πώς ένας φυσικός, αόρατος πόρος —η μικροβιακή βιοποικιλότητα των ελληνικών γαλακτοκομικών προϊόντων— μπορεί, μέσα από τη συστηματική επιστημονική έρευνα, να μετατραπεί σε γνώση, τεχνολογία και δυνητικά σε νέα εργαλεία για την ελληνική γαλακτοκομία.

 

Πληροφορίες: Δρ. Μάριος Ματαράγκας, ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Τεχνολογίας Αγροτικών Προϊόντων – Τμήμα Γάλακτος, mmatster@elgo.gr

Κείμενο: Μάριος Ματαράγκας, Σαχίνη Αλεξάνδρα