Master's Thesis

The influence of the used microbial culture on the complete profile of cottage cheese

Final Thesis 1.93 MB

Author of thesis: Bc. Vladimíra Veselá

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Helena Hudečková, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis evaluates the effect of three different types of starter cultures: a standard mesophilic culture CHN-22, a thermophilic culture OMEGA, and a cream-probiotic culture (PROBIO), on the microbiological, chemical, and sensory quality of quark cheese during a three-week cold storage period. The first part of the experiment was dedicated to the optimization of the production process, where a fermentation temperature of 28 °C and mechanical pressing of the curd were established to achieve balanced fermentation and optimal dry matter content. The subsequent microbiological analysis compared the classical cultivation method with molecular-biological detection using real-time PCR. Cultivation demonstrated high viability of all tested cultures, with the probiotic variant maintaining a concentration of bifidobacteria reliably above the legislative limit of 10⁶ CFU/g even at the end of its shelf life. The OMEGA culture also showed a high capacity to maintain a stable bacterial count throughout the entire storage period. The real-time PCR method revealed methodological limits in analyzing the complex dairy matrix; while the genera Streptococcus and Leuconostoc were successfully detected, the detection of the genera Bifidobacterium, Lactobacillus, and Lactococcus failed, presumably due to the presence of inhibitors and a low concentration of target DNA. Sensory analysis and the determination of volatile compounds using the HS-SPME-GC-MS method showed significant differences among the individual samples, which further deepened during storage. Quark cheese produced with the PROBIO culture received the best sensory evaluation in almost all monitored parameters. Conversely, the OMEGA variant achieved a substantially worse evaluation than the classical quark (CHN-22), primarily due to higher acidity and a thinner, less homogeneous texture. In accordance with this, the PROBIO quark exhibited the broadest and qualitatively richest spectrum of volatile compounds, whereas the aromatic profile of the OMEGA quark was very narrow and consisted predominantly of only ketones and acids. During storage, both experimental variants increasingly differentiated from the classical quark (CHN-22). Quark cheese enriched with the probiotic culture thus demonstrated its good technological potential for the production of functional dairy products.

Keywords:

quark, starter culture, probiotics, microbial profile, volatile compounds, HS-SPME-GC-MS, real-time PCR, sensory analysis

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Myslíte, že je možné potom tento výrobek komerčně vyrábět? Byly kultivace prováděny v anaerostatu? Bylo by možné další kultury přidávat až po vytvoření tvarohu? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. V práci zmiňujete novou a inovativní výrobu tvarohu, můžete to objasnit? prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. Jaký byl postup vzorku pro CFU metodu? Jaká byla navážka tvarohu? Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Food Science and Biotechnology

Study programme

Chemistry of Natural Products (NPCP_CHPL)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Iva Burešová, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Vladimíry Veselé se zabývá komplexním posouzením vlivu tří rozdílných startovacích kultur na mikrobiální, chemický a senzorický profil tvarohu během třítýdenního skladování. Jedná se o téma technologicky náročné, experimentálně rozsáhlé a současně velmi aktuální vzhledem k rostoucímu zájmu o funkční mléčné výrobky obohacené o probiotické mikroorganismy.

Studentka k řešení přistupovala systematicky a samostatně. Teoretická část je zpracována přehledně, s velmi dobrou orientací v odborné literatuře a s důrazem na technologické i mikrobiologické aspekty výroby tvarohu. Oceňuji zejména detailní popis startovacích kultur, jejich funkčních vlastností a metod používaných pro analýzu mléčných výrobků. Experimentální část je rozsáhlá, logicky vystavěná a metodicky správně provedená. Studentka zvládla optimalizaci výrobního procesu, přípravu tvarohů, kultivační i molekulárně-biologické analýzy, stanovení těkavých látek metodou HS‑SPME‑GC‑MS i senzorické hodnocení. Práce vyžadovala vysokou míru laboratorní zručnosti, pečlivosti a schopnosti pracovat s komplexními daty. Všechny tyto požadavky studentka splnila na velmi dobré úrovni.

Výsledky jsou přehledně prezentovány, doplněny vhodnými grafy a na odpovídající úrovni propojeny a interpretovány v rámci diskuse. Studentka prokázala schopnost kriticky hodnotit získaná data, porovnávat je s literaturou a formulovat relevantní závěry, což svědčí o snaze o hlubší pochopení řešené problematiky.

I přes drobné nedostatky (překlepy, chyb v názvu mikroorganismů) je formální stránka práce na velmi dobré úrovni, text je stylisticky kultivovaný a přehledně strukturovaný. Na základě provedené kontroly plagiátu byla zjištěna míra podobnosti s jinými pracemi 8,9 % a lze ji tedy považovat za plně originální.

Práce splňuje všechny požadavky kladené na diplomovou práci na FCH VUT. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji klasifikačním stupněm „výborně“ – A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Helena Hudečková, Ph.D.

Předložená diplomová práce studentky Bc. Vladimíry Veselé se zabývá aktuální problematikou vlivu různých typů startovacích kultur na mikrobiologickou, chemickou a senzorickou kvalitu tvarohu během skladování.
Mohu hodnotit, že autorka splnila zadání práce v plném rozsahu. Studentka provedla literární rešerši, optimalizovala výrobní proces tvarohu pro tři varianty startovacích kultur (CHN-22, OMEGA, PROBIO) a komplexně zhodnotila jejich vliv na mikrobiální, chemický a senzorický profil výrobku v průběhu třítýdenního skladování. Práce je logicky strukturována a jednotlivé části na sebe přehledně navazují. Kladně hodnotím kapitolu korelující senzorická data s výsledky HS-SPME-GC-MS, která svědčí o hlubším porozumění problematice. Kultivační výsledky jsou zasazeny do kontextu postacidifikace, vícerozměrné statistické metody (PCA, HCA) jsou využity adekvátně a senzorická data jsou zpracována vhodně zvolenými neparametrickými testy. Závěry jsou formulovány jasně, odpovídají prezentovaným datům a mají zřetelný praktický přesah.
V předložené práci se vyskytují i určité nedostatky, které je vhodné zmínit. Relativně vysoké relativní směrodatné odchylky u stanovení těkavých látek (místy přes 20 %) poukazují na omezenou reprodukovatelnost použité metody v dané matrici. Současně není při interpretaci absolutních koncentrací dostatečně zdůrazněn semikvantitativní charakter získaných dat.
Výrazné zvýšení obsahu těkavých látek u kultury OMEGA ve třetím týdnu skladování je sice vysvětleno hypotézou protokooperace, avšak autorka sama uvádí, že se jedná pouze o spekulativní vysvětlení. Chybí zde širší diskuse alternativních příčin, například vlivu změny pH na rovnováhu těkavých sloučenin nebo možného příspěvku nastupující povrchové kontaminace V textu se rovněž ojediněle objevují nepřesnosti v citacích (např. studie Ozturkoglu-Budak et al. je uvedena pod dvěma různými čísly). Jazyková úroveň je velmi dobrá, nicméně lze v textu nalézt drobné překlepy, typografické nedostatky a ne zcela jednotný zápis latinských názvů mikroorganismů. Tyto nedostatky však nemají zásadní vliv na srozumitelnost ani celkovou kvalitu práce, která splňuje požadavky kladené na diplomovou práci.
Celkový rozsah práce činí 86 stran, přičemž dalších 14 stran tvoří přílohy, což mírně převyšuje doporučený rozsah pro tento typ práce. Bylo využito dostatečné množství literárních zdrojů, celkem 105 citací. Stanovené cíle práce byly splněny, a proto práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B (velmi dobře).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. Jak by bylo možné zlepšit úspěšnost detekce probiotických kultur metodou qPCR v mléčné matrici?
  2. Jaké technologické úpravy by mohly zlepšit senzorickou kvalitu tvarohu připraveného kulturou OMEGA?
  3. Jaký potenciál má Vámi studovaný probiotický tvaroh z hlediska komerční výroby?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová