Clostridium tyrobutyricum är den viktigaste orsaken till smörsyrajäsning i ost. Smörsyrajäsningen innebär ingen hälsofara för människan men den orsakar allvarliga ekonomiska förluster för ysterierna. 

Spridningsvägar

Clostridium tyrobutyricum förekommer i jord tillsammans med många andra Clostridium-arter. I samband med skörd av grönmassa för ensilering kan det inträffa att jord kommer med vid inläggningen. Vid ensileringen skapas anaeroba förhållanden och det sker en mjölksyrajäsning när mjölksyrabakterier som finns på ytan av grönmassan förjäser socker. Normalt sett konserverar detta ensilaget genom ett lågt pH, men om pH-sänkningen går långsamt medger detta tillväxt av bland annat klostridier, som växer till, blir många och sedan bildar sporer. Smörsyrajäsning gynnas vid låg ts-halt och låg sockerhalt i grönmassan.

Det kan förekomma mer än 1 miljon sporer/g i dåligt ensilage. När korna äter sådant ensilage påverkas inte sporerna i tarmkanalen utan de kommer ut opåverkade i gödseln. Denna kan i sin tur kontaminera spenarna och om dessa inte rengörs före mjölkning hamnar sporerna i mjölken. Den viktigaste åtgärden för att förhindra sporer av Cl. tyrobutyricum i mjölk är att lyckas med ensileringen. Om klostridiesporer finns i ensilaget så kan de delvis elimineras genom noggrann spenavtorkning för mjölkning, men vid extremt hög halt i gödseln räcker inte detta till. 

Produktpåverkan

Vid ystning bildar mjölksyrabakterierna mjölksyra som konserverar osten och normalt sett förhindrar andra bakterier att försämra ostens kvalitet. Dessutom skapas en anaerob miljö genom att mjölksyrabakterierna förbrukar syre vilket också förhindrar många bakterier från att växa. Precis som i ensilage kan en långsam pH-sänkning (orsakad till exempel av bakteriofager eller antibiotika som hämmmar mjölksyrabakterierna) leda till att Cl. tyrobutyricum kan växa. Vid jäsningen omvandlar Cl. tyrobutyricum mjölksyran i osten till smörsyra, koldioxid och vätgas. Smörsyran ger osten en otrevlig smak och vätgasen gör att osten jäser upp och trasas sönder i texturen.

Smörsyrajäsning inträffar oftast ganska sent under ostens lagring. Det beror på att ostens pH stiger under mognaden vilket gynnar Cl. tyrobutyricum. Speciellt känslig för smörsyrajäsning är Grevé-ost, där både varmlagring och ett relativt högt pH gynnar smörsyrabakterierna. Faktorer som påverkar tillväxten av Cl. tyrobutyricum är bland annat sporhalten i leverantörmjölken, pH och salthalt i osten, samt lagringstemperatur. Tillsats av salpeter vid ystning hämmar sporgroningen delvis. Olika osttyper varierar i känslighet för smörsyrajäsning men för Grevé-ost, som är känsligast, krävs mindre än 50 sporer/l för att kunna tillverka en ost utan salpetertillsats. Det krävs sporreducering genom mikrofiltrering eller baktofugering för att på ett säkert sätt uppnå så låg sporhalt i mjölkråvaran.

Förekomst i mjölk och mejeriprodukter

Opastöriserad mjölk: Halten Cl. tyrobutyricum i mjölkråvaran påverkas främst av åtgärder vid ensilering och av spenavtorkning före mjölkningen. Halten klostridier i mjölken kan variera från 10 sporer per liter till åtskilliga 10000-tal per liter vid dåligt ensilage.

Pastöriserad mjölk: Sporhalten i mjölken påverkas inte av pastörisering. De sporer som finns in leverantörmjölken kommer att finnas kvar i både konsumtionsmjölk och ystmjölk. De kan dock inte gro ut och växa under de aeroba förhållandena i k-mjölk.

Mjölkpulver: Sporhalten påverkas inte nämnvärt av indunstning eller torkning. Sporerna överlever  i pulver utan att påverkas.

Ost: I ost finns i vissa fall lämpliga betingelser för tillväxt av Cl. tyrobutyricum. Sporerna gror då ut och vegetativa bakterier växer till i höga halter, varvid osten jäser.

Smörprodukter: Det finns viss teoretisk risk för tillväxt av klostridier i vissa typer av minariner, men Cl. tyrobutyricum har i nämnts i dessa sammanhang. 

Klassifikation

Familj: Endosporbildande Gram-positiva stavar

Släkte: Clostridium

Arter: Det finns mer än 70 arter inom släktet ClostridumCl. tyrobutyricum är den viktigaste arten för ost, eftersom den är tolerant för lågt pH. Några andra arter, till exempel Cl. beijerincki ochCl. sporogenes kan ibland också tillväxa i ost. Cl. botulinum som kan bilda dödliga toxiner hämmas av kombinationen av salthalt och lågt pH. 

Karaktäristik

Utseende: Relativt stora och breda grampositiva stavar, 1,1-1,6 x 1,9-13,3 µm, rorliga. Bildar subterminalt placerade sporer som sväller upp cellen.

Tillväxtbetingelser:

  • Obligat anaeroba organismer.
  • Optimumtemperatur 30-37°C, minimumtemperatur 6-10°C, maximumtemperatur 45°C. Stamberoende gränser.
  • pH-optimum 5,8, min. 4,8 (ökar vid 3% salthalt till 5,2). Mjölksyra verkar i sig självt också hämmande, vilket gör att jäsning hålls tillbaka också vid högre pH än 5,2 i ost.
  • Kräver vattenaktivitet aw>0,92 för tillväxt.

Fysiologi/biokemi: Förjäser glukos och laktat under gasutveckling i närvaro av acetat. Förjäser även mannos, mannitol, xylos och fruktos men inte flertalet andra kolhydrater. Hydrolyserar inte gelatin. 

Överlevnadsförmåga: Strikt anaerob. Vegetativa celler tål inte syre, vilket dock sporerna gör. Det är därför inte möjligt att påvisa vegetativa celler i jäst ost om inte strikt anaerobteknik tillämpas. Sporerna tål uttorkning under mycket lång tid. Frysning avdödar inte. Sporerna har ett D-värde (decimal reduktionstid) på cirka 110-260 minuter vid värmebehandling vid 80°C, z- värde cirka 9°C. Vid 121°C är D-värdet cirka 1 sekund. 

Odling och identifikation

Sporer av Cl. tyrobutyricum förekommer i låga halter i mjölk (se ovan). Det är därför inte möjligt att påvisa dem med vanlig plattspridning. Det är inte heller möjligt att på enkelt sätt selektivt påvisa Cl. tyrobutyricum. Därför analyseras klostridiesporer som grupp. Vid analys av leverantörmjölk har detta ingen betydelse, eftersom Cl. tyrobutyricum dominerar vid höga sporhalter.

Normalt sett används rörmetoden (MPN-metoden), som innebär att mjölk (till exempel 3*10 ml, 3*l ml och 3*0,1 ml) fördelas i provrör med MRCM- eller BBB-substrat och paraffinpropp. Rören värms vid 80°C i 10 minuter, varvid paraffinet smälter och mjölken blandas med substratet. Därefter kyls rören och paraffinet stelnar som ett lock som ger syreskydd. MRCM är ett modifierat RCM-substrat där neutralrött ingår. Om det fanns sporer i mjölken gror dessa ut och bildar gas, som lyfter paraffinproppen. Dessutom slår färgindikatorn om till gult, vilket indikerar klostridieväxt.

I vissa fall kan fakultativt anaeroba Bacillus-sporer växa och ge gas, men då förblir färgen röd eller blir orange. Med ledning av kombinationen av antalet rör som blir positiva kan man läsa av den mest sannolika sporhalten (MPN) i mjölken. Konfirmering av Cl. tyrobutyricum kan göras genom att man använder immunologisk teknik (ELISA) eller PCR för att bekräfta om denna art fanns i de positiva rören. Numera används BBB-substrat vid analys av klostridiesporer i leverantörmjölk.

En alternativ metod som ger noggrannare svar är filtreringsmetoden.

Referensmetod: Saknas. Metodbeskrivning se Christiansson 1995 i referenslistan.

Snabbmetoder: Finns endast för konfirmeringssteget genom ELISA eller PCR. Odling kräver 4 dygn först. 

Referenser:

  • I. Andersson & A. Christiansson (1992). Användning av MPN-metodik för klassning av sporer i leverantörmjölk. Mejeriernas FoU-rapport reg.nr 4884.
  • A. Christiansson, H. Ogura, K. Ekelund, Margareta Persson & Mia von Below (1995). Utveckling av ny, snabbare metodik för analys av klostridiesporer i leverantörmjölk. Rapport från Mejerierna, FoU Mjölkråvara reg.nr. 4948.
  • J-L. Bergère & J. Hermier (1970). Spore properties of clostridia occuring in cheese. Journal of Applied Bacteriology 33: 167-179.
  • C.M. Bourgeois m.fl. (1984). Membrane filtration of milk for counting spores ofClostridium tyrobutyricum. Journal of Dairy Science 67: 2493-2499.
  • G. Kleter, W.L. Lammers & E.A. Vos (1982). The influence of pH and concentration of lactic acid and NACl on the growth of Clostridium tyrobutyricum in whey and cheese. 1. Experiments in whey. Netherlands Milk and Dairy Journal 36: 79-87.
  • G. Kleter, W.L. Lammers & E.A. Vos (1984). The influence of pH and concentration of lactic acid and NACl on the growth of Clostridium tyrobutyricum in whey and cheese. 2. Experiments in cheese. Netherlands Milk and Dairy Journal 38: 31-41.
  • IDF Bulletin 251 (1990). Detection and prevention of anaerobic sporeformers and cheese quality.
  • IDF Bulletin 357 (2000). Detection and Identification of Spore-Forming Bacteria
  • I. Andersson, A. Christiansson, C. Nilsson & M. Sundberg (2008). Kostnader för att motverka försämrad ostkvalitet till följd av klostridiesporer - en systemanalys. Svensk Mjölk Forskning reg.nr. 7071.

Kontakt

Anders Christiansson, Expert mikrobiologi
Telefon: 08-787 53 64
E-post: anders.christiansson@lrf.se