FERMENTACJA MLEKOWA

ORAZ

FERMENTACJA MASŁOWA

OPRACOWAŁ

Paweł Zieliński

II BT, UO

2

1.

Cechy charakterystyczne bakterii fermentacji mlekowej (warunki hodowli,
kształty komórek, występowanie).

Występują w produktach mleczarskich, kwaszonkach, w produktach zbożowych, w sokach
owocowych, w piwie, winie

Cechy charakterystyczne:

Fermentują cukry, wytwarzają głownie kwas mlekowy

Nie tworzą przetrwalników

Są nieruchome

Są gram dodatnie (G+)

To ziarniaki i pałeczki, dzielące się w jednej płaszczyźnie

Są względnymi beztlenowcami

Są mezofilne lub termofilne

Mają wysokie wymagania żywieniowe, potrzebują do rozwoju określonych
aminokwasów i witamin

2.

Przebieg fermentacji mlekowej (substraty-produkty), sumaryczne
równanie fermentacji mlekowej.

Właściwa fermentacja melkowa (homofermentacja)
- jest wywołana przez bakterie mlekowe homofermentatywne.
- fermentują głównie cukry proste (heksozy) i dwucukry a nie fermentują pentoz
oraz cukrów złożonych, takich jak: skrobia, insulina

)

5

,

22

(

94

*

2

3

6

12

6

kcal

kJ

COOH

CHOH

CH

O

H

C

+

>

−

−

Heterofermentacja mlekowa:
- wywołana przez bakterie pseudomlekowe
- brak konkretnego wykorzystania w przemyśle
- dodatkowymi produktami są etanol,

2

CO

oraz kwas octowy

)

5

,

22

(

94

*

2

3

6

12

6

kcal

kJ

COOH

CHOH

CH

O

H

C

+

>

−

−

+

COOH

CH

3

5

2

2

+

+

OH

H

C

CO

3.

Rodzaje fermentacji mlekowej i odpowiadające im grupy bakterii

Wyróżnia się dwa rodzaje fermentacji mlekowej:

Homofermentacja (pożądana)

- fermentują cukry, wytwarzają głównie kwas mlekowy oraz śladowe ilości
produktów ubocznych

1.

Lactococcus ( lactis, cremoris)

2.

Lactobacillus (lactic, bulgaris)

3.

Streptococcus (lactic, cremoris, thermofilus)

Heterofermentacja (nie pożądana)

- oprócz kwasu mlekowego, wytwarzają z cukrów produkty uboczne,
takie jak: kwas octowy, dwutlenek węgla, etanol etc.

1.

Leuconostoc (mesenteroides)

2.

Lactobacillus (niektóre gatunki)

3.

Micrococcus

4.

Microbacterium

5.

Escherichia

3

4.

Homofermentacja, heterofermentacja - produkty (diacetyl, aldehyd octowy,
etanol), przykłady bakterii

Homofermentacja

- powstaje głownie kwas mlekowy – wzór sumaryczny C

3

H

6

O

3

- fermentuja głównie cukry proste i dwucukry

1.

Lactococcus ( lactis, cremoris)

2.

Lactobacillus (lactic, bulgaris)

3.

Streptococcus (lactic, cremoris, thermofilus)

Heterofermentacja

- oprócz kwasu mlekowego, wytwarzają z cukrów produkty uboczne,

takie jak: kwas octowy, dwutlenek węgla, etanol etc.

- brak konkretnego wykorzystania w przemyśle

1.

Leuconostoc (mesenteroides)

2.

Lactobacillus (niektóre gatunki)

3.

Micrococcus

4.

Microbacterium

5.

Escherichia

5.

Fermentacja pseudomlekowa, bakterie (E

.

coli, mikrokoki) szkodliwe

działanie bakterii mlekowych (śluz - Leuconostoc mesenteroides)

Do bakterii mlekowych szkodliwych w przemyśle mleczarskim należą:

Niektóre bakterie właściwej fermentacji mlekowej, jak np. odmiana paciorkowca
mlekowego, który powoduje śluzowacenie nieciągłość mleka

(Leconostoc mesenteroides)

Pałeczki okrężnicy (E.coli) wywołujące różne wady mleka

1.

oborowy smak i zapach

2.

porozrywany skrzep

3.

wczesne wzdęcia serów

4.

wady masła (gorzki i oborowy smak)

mikrokoki, wywołujące nieciągliwość mleka, gęstnienie i serowacenie mleka

zagęszczonego oraz goryczkę serów

6.

Przemysłowe wykorzystanie bakterii fermentacji mlekowej (fermentacja
mleka, surowców roślinnych, pieczywa, mięsa, szczepionki

,

probiotyki

,

kwas

mlekowy

)

przykład

y

bakterii (jakie bakterie biorą udział w powstawaniu:

jogurtu, kefiru, masła

,

kiszonych ogórków, kapusty)

,

jakie jest pH tych

produktów

(

jaka

z

awartość kwasu mlekowego)

Bakterie mlekowe wykorzystuje się między innymi:

W przemyśle mleczarskim

1.

W celu zapewnienia właściwego przebiegu procesów technologicznych stosuje
się czyste kultury (potomstwo jednej komórki).

2.

szczepionka czystych kultur bakterii zawiera mieszaninę paciorkowców
kwaszących ( Lactobacillus lactis, Lactococcus cremoris, Lactococcus
diacetilactis, Leconostoc mesenteroides)

3.

Pnadto w mleczarstwie stosuje sięhodowle grzybków kefirowych. Są one
używane do produkcji kefiru. Charakterystyczna mikroflora ziaren kefirowych
stanowią: Lactococcus, Leconostoc i Acetobacter a ponadto drożdże
fermentujące laktozę (Kluyveromyces marxianus) i niefermentujące laktozy
(Sacharomyces cerevisiae)

Kefir jest więc napojem otrzymywanym w wyniku fermentacji mlekowej i
alkoholowej

4

Zastosowanie bakterii mlekowych: (w mleczarstwie)
- do produkcji napojów mlecznych (zsiadłe mleko, kefir, jogurt, mleko jogurtowe)
- do ukwaszenia śmietanki spożywczej
- do ukwaszenia śmietanki przeznaczonej do produkcji masła
- do dojrzewania serów podpuszczkowych

W przemyśle warzywnym (Lactobacillus i Streptococcus)

Bakterie mlekowe biorą udział w kwaszeniu kapusty, ogórków oraz innych warzyw. Kwaszenie
polega głównie na fermentacji mlekowej. Celem tego zabiegu jest przetworzenie surowców
roślinnych w artykuły smaczne i zdrowe, a jednocześnie zakonserwowanie tych produktów na
odpowiednio długi okres.

W przemyśle mięsnym

Bakterie mlekowe biorą udział w przemianach mikrobiologicznych zachodzących w wędlinach
surowych (metka, salami) podczas ich produkcji i przechowywania. Bakterie te, oprócz
mikrokoków i bakterii denitryfikacyjnych, współuczestniczą w kształtowaniu barwy,
konsystencji, smakowitości i zapachu wędlin surowych. W wędlinach rozrywają się bakterie
homo- i heterofermentatywne. Próbuje się zaszczepiać farsz wędlin czystymi kulturami bakterii
o pożądanych właściwościach fizjologicznych.

W przemyśle piekarskim

Bakterie mlekowe wchodzą w skład zakwasów chlebowych. Wywołując fermentację mlekową,
zakwaszają one ciasto żytnie, co nadaje pieczywu swoisty smak i zapach (poza tym
zakwaszając utrudniaja rozwój mikroflory szkodliwej – bakterii gnilnych np.). W zakwasach
rozrywają się bakterie homo- i heterofermentatywne.

7.

Fermentacja masłowa (równanie sumaryczne) rodzaje powstałych
produktów w zależności od warunków fermentacji - przykład

y

bakterii

i

ich charakterystyka, wykorzystanie w przemyśle (rozkład błonnika-len,
konopie)

Fermentację masłową wywołują bakterie masłowe z rodzaju Clostrudium. Bakterie te
mają zdolność fermentowania cukrów prostych, dwucukrów i wielocukrów (skrobia,
dekstryny, pektyny, celuloza, hemiceluloza)

Fermentacja masłowa polega na beztlenowych rozkładzie cukrów na kwas mlekowy,
dwutlenek węgla i wodę:

2

2

2

2

3

6

12

6

2

H

CO

COOH

CH

CH

CH

O

H

C

+

+

>

−

−

Oprócz kwasu mlekowego powstają również liczne produkty uboczne:
- kwas octowy
- alkohol metylowy
- metan
- aceton
- alkohol butylowy

Przebieg fermentacji masłowej zależy od gatunku bakterii i odczynu środowiska.

W środowisku obojętnym, głównym produktem jest kwas masłowy liczba
produktów ubocznych jest niewielka

W środowisku kwaśnym, te same bakterie wywołują oprócz fermentacji masłowej
również fermentacje acetobutylową, w której obok innych produktów, powstają
przede wszystkim duże ilości alkoholu butylowego i acetonu

5

8.

Szkodliwa rola bakterii masłowych w przemyśle spożywczym.

Bakterie masłowe są groźnymi szkodnikami w przemyśle spożywczym.
Wyrządzają liczne szkody:
- w mleczarstwie (psucie się mleka pasteryzowanego, serów)
- w przetwórstwie owocowo – warzywnym
- wywołują Bombaje konserw pod wpływem wytwarzanych gazów (

2

CO

i

2

H

);

produkty takie mają nieprzyjemny zapach i nie nadają się do spożycia
- w przemyśle fermentacyjnym – rozwój ich w zacierze gorzelniczym hamuje działalność
drożdży; fermentacja masłowa występuje często w zacierach zbożowych, natomiast rzadko w
zacierach ziemniaczanych

- powodują gorzknienie kiszonek

Bakterie masłowe występują również w źle przygotowanych kiszonkach paszowych,
szczególnie przy dużym zanieczyszczeniu surowca roślinnego ziemią (powodują gorzknienie i
psucie się pasz)

9.

Technika sporządzania preparatów mikroskopowych (barwienie Grama

,

preparaty z produktów mlecznych, preparaty do metody Breda)

Barwienie Gramma:
- rozmaz materiału na szkiełku podstawowym (utrwalony nad palnikiem)
- fiolet krystaliczny (2 minuty)
- spłukujemy wodą
- płyn Lugola (2 minuty)
- strzepujemy nadmiar
- etanol (30 sekund)
- strzepujemy
- fuksyna zasadowa (2 minuty)
- spłukujemy wodą

GRAM + (fioletowe) GRAM – (różowe)

Metoda Breeda

liczenie drobnoustrojów metodą Breeda w preparacie barwionym,
Polega na wykonaniu równomiernego rozmazu określonej, niewielkiej ilości hodowli,
pobranej tzw. pipetą Breeda (0.01 cm3), na znanej powierzchni (A) szkiełka
podstawowego, wcześniej dokładnie odtłuszczonego. Po wykonaniu rozmazu,
wysuszeniu i utrwaleniu, preparat wybarwia się odpowiednim barwnikiem, a następnie
liczy pod mikroskopem średnią liczbę komórek z trzech preparatów.

oznaczanie ogólnej liczby drobnoustrojów:
- metody bezpośrednie (np. Breeda)

- wykorzystuje się specjalne szkiełka podstawowe z wyskalowaną siatką

10.

W jaki sposób ocenia się jakość kiszonki

,

kwasowość ogólną.

Ocena jakości kiszonek jest sporządzana na podstawie stosunku bakterii do grzybów:
- przy dużej przewadze bakterii jest to jakość bardzo dobra
- przy niewielkiej przewadze bakterii jest to jakość dobra
- w przypadku przewagi grzybów jest to kiszonka bardzo niskiej jakości

Ocena kwasowości ogólnej jest sporządzana po przez próbę miareczkowania roztworu z
kiszonki.