V dobách bez ledniček a pasterizace lidé vyzkoušeli nespočet způsobů, jak udržet mléko čerstvé – jedním z nejpodivnějších byl zvyk vkládat do něj živou ropuchu. Dnešní věda ukazuje, že za tímto folklorním trikem stály skutečné biologické účinky antimikrobiálních látek v kůži obojživelníků, které mohly zpomalit růst mikrobů – i když metoda sama o sobě není bezpečná ani doporučitelná.
Před příchodem baleného mléka, ledničky nebo pasterizace si musely komunity, které byly závislé na čerstvém mléku, vystačit s tím, co bylo po ruce. A možnosti závisely na tom, co jim poskytovalo prostředí: od používání pramenů, odpařování pomocí vlhčených ubrousků nebo vytváření trvanlivých mléčných výrobků, jako jsou sýry a máslo. Ale jedním z nejpestřejších, mírně řečeno, byl venkovský zvyk v Rusku a Finsku. Zvyk byl jednoduchý (a dnešníma očima poněkud nechutný): do nádoby se vložila živá ropucha, aby se mléko nezkazilo.
Na první pohled to zní jako folklór nebo babský lék, ale ve skutečnosti to má překvapivou účinnost, kterou dnes věda může začít vysvětlovat. A mimochodem nám to umožňuje lépe pochopit, jak se mléko kazí, jak jsme se ho naučili uchovávat a proč se za některými tradicemi, které nám dnes připadají fantaskní, skrývají docela pěkné postřehy z biologie a mikrobiologie. Ale začněme od začátku.
To, co stojí za potřebou uchovávat mléko, je z biologického hlediska jednoduché: mléko je vynikající živnou půdou pro mikroby. Obsahuje vodu, cukry, jako je laktóza, bílkoviny a minerální látky, což jsou všechno živiny, které bakterie a plísně využívají k rychlému množení, je-li mléko uchováváno při pokojové teplotě. Bez mechanismů, které by je zastavily, tyto mikroorganismy mléko rozkládají a přeměňují ho na kyselinu mléčnou a další sloučeniny, které ho „srážejí“, oddělují tuk od syrovátky a vytvářejí nepříjemné pachy a chutě. Kromě toho mohou být některé bakterie patogenní – mohou při konzumaci způsobit onemocnění.
Související článek
Na tradičních farmách byl tento problém na denním pořádku. Čerstvě nadojené mléko se spotřebovalo během několika hodin nebo se rychle přeměnilo na jiné výrobky: jogurt, kefír, čerstvé sýry nebo máslo. Nebyla to jen otázka chuti: syrové mléko je potravina podléhající rychlé zkáze a při neopatrném zacházení potenciálně nebezpečná. V syrovém mléce se mohou vyskytovat organismy jako Salmonella, Escherichia coli nebo Listeria monocytogenes, které mohou způsobit závažné infekce, zejména u dětí, těhotných žen nebo osob se sníženou imunitou.
Moderní kontrola mikroorganismů
Moderní metody konzervace mléka jsou založeny právě na potlačení nebo usmrcení těchto mikroorganismů. Pasterizace, tepelné ošetření pojmenované po Louisi Pasteurovi, spočívá v zahřátí mléka na mírnou teplotu po stanovenou dobu, čímž se výrazně sníží mikrobiální zátěž. Tím se mléko zcela nesterilizuje, ale odstraní se většina choroboplodných zárodků a zpomalí se kažení, zejména pokud se mléko následně uchovává v chladu. Existuje několik pasterizačních režimů: mimo jiné klasická pasterizace (přibližně 63 °C po dobu 30 minut) a vysokoteplotní krátkodobá pasterizace (přibližně 72 °C po dobu 15 sekund).
Kromě pasterizace se dnes používají i další způsoby ošetření, například UHT (ultra vysoká teplota), při kterém se mléko zahřeje na teplotu přibližně 135-150 ºC po dobu pouhých 2-5 sekund. Tím zůstává z mikrobiologického hlediska prakticky sterilní, což umožňuje jeho skladování po dobu několika měsíců bez chlazení, pokud nádoba zůstane uzavřená. Cenou za to je mírná změna chuti a některých vlastností bílkovin, ale na oplátku se získá velmi dlouhá trvanlivost.
Když pokusy a omyly nahrazovaly technologii
Po většinu lidské historie však neexistovaly teploměry, nerezová ocel ani chladírenské sklady. Existovaly jen pokusy a omyly. A z těchto pokusů a omylů vzešly postupy, jako je namáčení ropuchy do mléka.
Ale co s tím vším měla společného ropucha? Kůže obojživelníků obecně vylučuje peptidy a další sloučeniny s antimikrobiální aktivitou. Tvrdí to studie publikovaná v časopise Journal of Proteome Research, která se zabývala touto tradiční praktikou na ruském venkově.
Chemie kůže obojživelníků
Práce se zaměřila na takzvanou Rana temporaria, běžnou evropskou žábu, a další druhy obojživelníků obývající rybníky a mokřady v severní Evropě. Vědci izolovali a charakterizovali desítky molekul přítomných v kůži těchto živočichů, z nichž mnohé jsou bioaktivní peptidy (malé řetězce aminokyselin) se schopností inhibovat růst bakterií a hub. Některé z nich vykazovaly aktivitu proti známým patogenům, jako je Staphylococcus aureus nebo Escherichia coli, a dokonce i proti kmenům rezistentním vůči antibiotikům.
Z mikrobiologického hlediska působí tyto sekrety podobně jako některé přírodní konzervační látky: narušují schopnost mikrobů množit se nebo metabolizovat živiny v mléce, čímž zpomalují kvašení a kažení. Ačkoli tato metoda není dnes bezpečná ani doporučovaná (z hygienických důvodů a z důvodů dobrých životních podmínek zvířat), poukazuje na to, jak populární pozorování potravin často zachycují skutečné účinky, které po letech mohou najít vědecké vysvětlení.
Myšlenka, že kůže obojživelníků má „zvláštní“ vlastnosti, není nová. V mnoha kulturách se žáby a ropuchy používaly v tradičních léčebných prostředcích, někdy s reálným základem, jindy bez něj. Dnes víme, že kůže obojživelníků je skutečnou chemickou lékárnou: kromě antimikrobiálních peptidů obsahuje alkaloidy, steroidy a další látky, které je chrání před infekcí ve vlhkém, mikrobiálním prostředí, jako jsou rybníky a bahniska.
Empirická zkušenost versus skutečná rizika
V konkrétním případě mléka nevěděli ruští a finští rolníci nic o peptidech ani o mikrobiologii, ale mohli pozorovat něco velmi jednoduchého: mléko s ropuchou kysalo déle než mléko bez ropuchy. Od té doby se tento zvyk předával z generace na generaci, stejně jako jiné praktiky uchovávání potravin. Nebylo nutné rozumět mechanismu, stačilo, že to fungovalo „tak akorát“ pro každodenní život.
To, že něco funguje jen částečně, však neznamená, že je to neškodné. Kůže mnoha ropuch obsahuje také toxiny (např. bufotoxiny), které živočich používá jako obranu proti predátorům. Ve vysokých koncentracích mohou tyto látky ovlivnit srdce nebo nervový systém jiných živočichů včetně člověka. Kromě toho se v těle ropuchy mohou nacházet bakterie, paraziti nebo viry, které v našem mléce nechceme. Z dnešního pohledu je nasazení ropuchy do mléka velmi špatný nápad, i když může zpomalit růst některých mikrobů.
Čtyři univerzální strategie konzervace
Příběh o ropuše v mléce zapadá do širšího rámce: do rámce tradičních konzervačních strategií, které bez znalosti teorie manipulovaly se stejnými proměnnými, které dnes kontrolujeme v potravinářském průmyslu. V podstatě existují čtyři věci, které můžeme udělat, abychom bakterie zastavili:
- Snížení teploty: chlazení, skladování v jeskyních nebo studnách nebo ponoření nádob do studené pramenité vody. Chlad zpomaluje mikrobiální metabolismus.
- Snížit množství dostupné vody: sušení, solení nebo přidání cukru. Méně volné vody znamená menší schopnost bakterií růst.
- Úprava pH: zvýšení kyselosti média (mléčné kvašení, ocet) nebo zvýšení zásaditosti. Mnoho patogenních bakterií špatně snáší extrémy pH.
- Použití tepla: vaření, blanšírování nebo v moderní verzi pasterizace a sterilizace.
Fermentace jako vítězná evoluční strategie
V případě mléka byly v té či oné formě použity všechny tyto strategie. V chladném podnebí se využívalo prostředí: skladování mléka ve sklepích, ve studnách nebo v nádobách ponořených do říční vody. V teplejších oblastech byla běžnější jeho rychlá přeměna na fermentované výrobky, jako je jogurt, kefír, zakysaná syrovátka nebo sýry, kde „dobré“ bakterie vytlačují ty škodlivé a produkují kyselinu mléčnou, která snižuje pH a stabilizuje potravinu.
Například kefír, tradiční nápoj z kavkazské oblasti, se vyrábí přidáním granulí obsahujících komplexní společenství bakterií a kvasinek do mléka. Ty fermentují laktózu a vytvářejí kyselinu mléčnou, oxid uhličitý a malé množství alkoholu. Výsledkem je mírně kyselý a pěnivý nápoj, který se uchovává lépe než čerstvé mléko a také poskytuje prospěšné mikroorganismy pro střevní mikroflóru.
Podobně je tomu u sýrů: odstraněním části syrovátky (tekuté frakce) a soustředěním tuku a bílkovin se sníží množství vody dostupné pro mikroby. Přidáme-li sůl, fermentaci a v některých případech zrání v kontrolovaném prostředí, získáme výrobek, který může vydržet týdny, měsíce nebo dokonce roky. Z historického hlediska byl sýr v pasteveckých společnostech jedním z nejlepších řešení pro uchování mléka.
Dnes chápeme, že klíčem k bezpečnému uchování mléka, zejména pokud má být konzumováno syrové nebo nezpracované, je kontrola teploty, snížení mikrobiální zátěže a v případě, že se hledá jiný produkt, použití řízeného kvašení. Všechny tyto metody fungují, protože mění prostředí, v němž se bakteriím daří: chladem, nedostatkem vody, kyselým pH nebo teplem.
V moderním mlékárenském průmyslu se navíc uplatňují opatření, která jdou mnohem dál, než si zemědělec v 19. století dokázal představit: přísná hygiena dojení, okamžité chladicí nádrže, pravidelné mikrobiologické analýzy, systémy sledovatelnosti a velmi podrobné normy bezpečnosti potravin. Díky tomu se v zemích, kde jsou tyto postupy zavedeny, výrazně snížil výskyt onemocnění přenášených mlékem.
Od lidového triku k moderní vědě
V tomto kontextu je ropucha v mléce téměř kuriózní anekdotou. Je to ale anekdota, která se ukázala jako vědecky plodná. Studium antimikrobiálních peptidů v kůži obojživelníků neslouží jen k vysvětlení venkovského zvyku: je to také aktivní směr výzkumu při hledání nových antibiotik. V době, kdy rezistence vůči antibiotikům představuje celosvětový problém, jsou tyto přírodní molekuly zajímavými kandidáty na vývoj bezpečnějších léků nebo konzervačních látek pro potraviny.
Antimikrobiální peptidy (AMP) působí jinak než mnohá klasická antibiotika: často se vážou na bakteriální membrány a vytvářejí póry nebo je destabilizují, což vede k buněčné smrti. Protože jejich mechanismus je fyzikálně-chemický a méně závislý na konkrétním cíli (např. specifickém enzymu), je pro bakterie obtížnější vyvinout rezistenci stejným způsobem jako vůči jiným antibiotikům. To neznamená, že jsou zázračným prostředkem, ale rozšiřují dostupný arzenál.
Souběžně s tím potravinářský průmysl zkoumá další vědecky podložené přírodní konzervační látky, z nichž některé jsou již dobře známé:
- Nisin, peptid produkovaný některými bakteriemi mléčného kvašení, který se používá jako konzervant v sýrech a dalších mléčných výrobcích.
- Rostlinné extrakty bohaté na fenolické sloučeniny (např. rozmarýn nebo zelený čaj) s antioxidační a antimikrobiální aktivitou.
- Bakteriofágy, viry, které specificky infikují bakterie, používané řízeným způsobem k redukci patogenů v určitých potravinách.
Proč se k tradicím vracíme vědecky
To vše zapadá do základní myšlenky: mnoho tradičních „receptů“, které se předávaly bez vysvětlení, byly ve skutečnosti rozsáhlé empirické experimenty. Některé se neosvědčily a byly zapomenuty. Jiné, jako například používání fermentace, soli nebo sušení, byly upevněny, protože přinášely konzistentní výsledky. A několik z nich, jako například žába v mléce, nakonec přitáhlo pozornost vědců kvůli extravaganci obrazu a zajímavému mechanismu.
Stručně řečeno, tradiční postupy, jako je roup, nebyly magií, ale příklady pozorování, které laboratoře potvrdily. Používání medu na rány (jeho vysoká koncentrace cukrů, jeho kyselost a přítomnost peroxidu vodíku vytvářejí nepřátelské prostředí pro bakterie a podporují hojení), žvýkání vrbové kůry pro zmírnění bolesti (obsahuje salicin, prekurzor kyseliny acetylsalicylové, tj. aspirinu), nebo pojídání česneku k léčbě některých infekcí (obsahuje sirné sloučeniny, jako je alicin, který má antimikrobiální účinky), jsou dalšími příklady, které díky studiu umožnily pochopit a také dávkovat je tak, aby byl jejich účinek účinnější.
Co jsme se naučili oddělit
Zásadní rozdíl oproti minulosti spočívá v tom, že dnes dokážeme oddělit užitečnou část od nebezpečné. Z vrbové kůry jednoduše nežvýkáme větve: izolujeme a syntetizujeme účinnou látku. Z medu víme, v jakých souvislostech je účinný a v jakých ne. U česneku se jeho sloučeniny zkoumají v klinických studiích. A z kůže obojživelníků můžeme v laboratoři extrahovat peptidy, aniž bychom ropuchy mučili nebo je dávali do mléka.
A tak i když nás představa ropuchy plovoucí v kbelíku s mlékem může znechucovat, připomíná nám také něco důležitého: věda nevzniká z ničeho. Často začíná pozorováním skromných zvyklostí, kladením nepříjemných otázek („proč by to někdo dělal?“) a sledováním nitek, aby se našly molekuly, mechanismy a aplikace, které si nikdo nepředstavoval.
Co stále nevíme a pravděpodobně nikdy přesně nezjistíme, je, kolik ropuch bylo potřeba na litr mléka. A naštěstí je ani nepotřebujeme: dnes máme ledničky, pasterizaci, hygienické kontroly a celou baterii nástrojů, které nám umožňují vychutnat si mléko, aniž bychom se museli uchylovat k nedobrovolným obojživelníkům.