Fermentacja mlekowa-sprawozdanie z chemii żywności PDF

Preview

Summary

Fermentacja mlekowa-sprawozdanie z chemii żywności...

Description

fermentacja mlekowa

Fermentacja mlekowa jest procesem naturalnym prowadzonym przez bakterie mlekowe, należące do rzędów Lactobacillales, Bacillales oraz Bifidobacteriales. Bakterie przetwarzają cukry w procesach biochemicznych, a głównym produktem ich metabolizmu jest kwas mlekowy. Proces zachodzi w warunkach beztlenowych lub z bardzo niewielkim dostępem tlenu. Fermentacja mlekowa zachodzi również w komórkach mięśniowych zwierząt. Fermentacja mlekowa jest procesem szeroko wykorzystywanym w produkcji spożywczej. Według definicji fermentacja to pożądany proces biochemicznej modyfikacji podstawowych produktów spożywczych przez mikroorganizmy i ich enzymy. Celem fermentacji jest poprawa smaku, aromatu i tekstury, przedłużenie trwałości, poprawa wartości odżywczej oraz uatrakcyjnienie żywności. Spontaniczna fermentacja żywności pozwala na uzyskanie większej intensywności wrażeń smakowych, akceptacji smaku i aromatu niż proces kontrolowany z zastosowaniem czystych kultur.

Bakterie właściwej fermentacji mlekowej, ze względu na metabolizm dzielimy na: • homofermentatywne (fermentują cukrowce wytwarzając kwas mlekowy) • fakultatywnie heterofermentatywne (podczas fermentacji produkują tylko kwas mlekowy lub dodatkowo kwas octowy, etanol i dwutlenek węgla) • heterofermentatywne (fermentują cukrowce wytwarzając obok kwasu mlekowego produkty uboczne). Bakterie te zaliczane są do rodzajów: • Lactococcus- paciorkowce homofermentatywne (Lactococcus lactispaciorkowiec mlekowy, Lactococcus cremoris- paciorkowiec śmietanowy), • Leuconostoc- paciorkowce heterofermentatywne (Leuconostoc citrovorum- używany jako dodatek do zakwasów przy wyrobie masła), • Lactobacillus- pałeczki zarówno homo-, jak i heterofermentatywne (Lactobacillus bulgaricus- pałeczka używana do wyrobu jogurtu, Lactobacillus viridescens- wywołuje zielenienie mięsa peklowanego oraz surowych kiełbas). Przebieg właściwej fermentacji mlekowej można przedstawić za pomocą następującego równania sumarycznego: C6H12O6 -> 2CH3 • CHOH • COOH + 94 kJ (22,5 kcal) Fermentacji ulegają głownie heksozy, zaś pentozy i cukry złożone nie są metabolizowane w tym procesie. Oprócz bakterii właściwej fermentacji mlekowej wyróżniamy też tzw. bakterie fermentacji pseudomlekowej (rzekomej), tj. Escherichia i Micrococus. Cechą tego rodzaju fermentacji jest to, że oprócz kwasu mlekowego powstają produkty uboczne w postaci dwutlenku węgla, kwasu octowego czy alkoholu etylowego. Zachodzi w mleku zakażonym bakteriami pseudomlekowymi obok właściwej fermentacji mlekowej, a także podczas fermentacji podłoża roślinnego (np. kwaszenie ogórków czy kapusty), powodując jednocześnie obniżenie

wartości końcowej produktu. W mleku powoduje gazowanie oraz rozrywanie skrzepu.

Znaczenie procesu fermentacji Proces fermentacji mlekowej znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, szczególnie w mleczarstwie: do produkcji fermentowanych napojów mlecznych, ukwaszania śmietanki spożywczej i mleka, do dojrzewania serów podpuszczkowych. Bakterie mlekowe biorą także udział przy kwaszeniu kapusty, ogórków czy innych warzyw. Powstający tu kwas mlekowy jest czynnikiem konserwującym te produkty na długi czas. Jako pierwsze rozwijają się bakterie niewłaściwej fermentacji mlekowej, które zakwaszając środowisko stwarzają doskonałe warunki dla rozwoju szczepów właściwych. Najpierw więc pojawiają się paciorkowce, a następnie pałeczki. W przemyśle mięsnym biorą udział w przemianach mikrobiologicznych, jakie zachodzą podczas produkcji i przechowywania wędlin surowych tj. metka czy salami. Pośrednio kształtują także zapach, barwę, konsystencję czy smak tych wędlin. W przemyśle piekarskim są składnikiem zakwasów chlebowych. Zakwaszają ciasto żytnie, nadając mu charakterystyczny smak i zapach, a jednocześnie chronią przed rozwojem szkodliwych bakterii gnilnych. Bakterie fermentacji mlekowej są tez składnikiem probiotyków, czyli preparatów i produktów żywnościowych zawierających żywe kultury bakterii, które wpływają korzystnie na organizm gospodarza, poprawiając równowagę flory jelitowej. Bakterie mlekowe mogą również wywoływać negatywne skutki swojego działania, m.in. w przemyśle mleczarskim. Pewna odmiana paciorkowca mlekowego wytwarza dużo śluzu i powoduje ciągliwość

mleka. Pałeczki okrężnicy mogą powodować różne wady mleka (oborowy smak i zapach, porozrywany skrzep), wczesne wzdęcia serów czy wady masła. Także w gorzelnictwie, piwowarstwie i winiarstwie mogą wywoływać niepożądane skutki. Produkty uboczne powstające w procesie hetereofermentatywnym wpływają hamująco na drożdże. Bakterie te wpływają też na kwaśnienie czy zmętnienie piwa. Mogą też rozwijać się w leżakujących winach. Heterofermentatywne paciorkowce (Leuconostoc mesenteroides) są przyczyną śluzowacenia soków dyfuzyjnych w cukrownictwie. Również w przemyśle drożdżowym mogą stać się czynnikiem niepożądanym- jeśli rozwiną się w dużej ilości podczas ich produkcji, powodują obniżenie siły pędnej i zahamowanie ich rozwoju. Proces fermentacji mlekowej uruchamiany jest także w mięśniach szkieletowych ssaków w warunkach beztlenowych. Pozwala on produkcję ATP, poprzez redukcję pirogronianu (produktu ostatniego etapu glikolizy) do mleczanu przy jednoczesnym utlenieniu NADH do NAD przy udziale dehydrogenazy mleczanowej. Kwas mlekowy jest związkiem wysokoenergetycznym, jednak fermentacja mlekowa nie może zachodzić bez końca, gdyż kwas ten jest związkiem toksycznym dla komórek mięśni. Dlatego musi on być stale z nich usuwany- jest przenoszony do wątroby, przetwarzany na glukozę, która utlenia się lub staje substratem dla oddychania tlenowego. Bakterie fermentacji mlekowej mają kształt pałeczek lub ziarniaków. Ze względu na najkorzystniejszą temperaturę wzrostu zalicza się je do mezofili (optymalnie 20-28°C) lub termofili (optymalnie 37-45°C). Przedstawiciele bakterii fermentacji mlekowej należą do probiotyków – bakterii wykazujących korzystny wpływ na organizm człowieka. Bakterie fermentacji mlekowej występują powszechnie w środowisku. Najczęściej bytują w w miejscach z dostępem do węglowodanów, aminokwasów i pochodnych

nukleotydów. Do wzrostu potrzebują także kwasów tłuszczowych i witamin. Mają wysokie wymagania pokarmowe, ale jednocześnie przystosowują się to trudnych warunków otoczenia. Bakterie kwasu mlekowego bytują w środowiskach z łatwym dostępem do substancji pokarmowych – znajdują się na powierzchni warzyw, owoców, ziaren zbóż i w mleku, a także w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt – w ślinie, jelicie cienkim i jelicie grubym. Łatwo namnażają się w odchodach, ściekach i psującej się żywności.

Badania dowodzą, że produkty kwasu mlekowego są bogate w witaminy i niezbędne składniki odżywcze, w przeciwieństwie do ich normalnych odpowiedników. Są bezpieczne dla zdrowia. Najczęściej fermentację mlekową prowadzą bakterie z rodzajów Lactobacillus i Lactococcus. Warto podkreślić, że bakterie kwasu mlekowego są składnikiem flory bakteryjnej układu pokarmowego człowieka. Wytwarzają kwasy, ograniczają aktywność bakterii gnilnych i chorobotwórczych. Gdy flora bakteryjna jest zaburzona, na przykład po antybiotykoterapii, w celu odbudowania populacji pożytecznych dla zdrowia mikroorganizmów, przyjmuje się probiotyki. To preparaty, które zawierają żywe kultury bakterii, ale i różne produkty żywnościowe. Fermentacja mlekowa w przemyśle Bakterie mlekowe wykorzystuje się szeroko w przemyśle spożywczym: ● mleczarskim (produkty fermentacji mlekowej to fermentowane produkty mleczne, ukwaszone mleko. Proces obejmuje również dojrzewanie serów). Przemysł mleczarski potencjał bakterii fermentacji mlekowej wykorzystuje w największym stopniu, ● mięsnym (produkcja wędlin surowych), ● warzywnym (kwaszenie ogórków, kapusty i innych warzyw), ● piekarskim (bakterie wchodzą w skład zakwasów chlebowych, których używa się przy produkcji pieczywa żytniego)....