1. Podaj bezciśnieniowe metody zacierania z technologią parową w gorzelnictwie

Technologia etanolu z parowaniem surowców skrobiowych

Skrobia występująca w postaci natywnej (granulek) jest zbita i dostęp enzymów do niej jest utrudniony. W komórkach surowca skrobiowego jest jeszcze dodatkowa bariera - ściana komórkowa. Żeby skrobię zhydrolizować należy:

• uwolnić skrobię z komórki

• poddać ją klepkowaniu - części skrobi ulegają uwodnieniu i odsuwają się od siebie, dostęp enzymów zostaje znacznie ułatwiony i zachodzi hydroliza

parowanie surowców skrobiowych - parnik Henze'go

Od góry wprowadza się surowiec, w trakcie procesu mieszadło ułatwia otrzymanie homogennej masy. Należy dodać wody, by zaszło kleikowanie. Stężenie skrobi powinno wynosić po procesie 18-20% (trzeba rozcieńczyć surowiec, bo ziarno zawiera ok.60% skrobi). W przypadku ziemniaków niekonieczne jest dodawanie wody, ponieważ występuje ona w dużej ilości w ziemniakach. Do parnika doprowadzana jest para wodna, temperaturę stopniowo się podnosi do 145°C, ciśnienie 0,4 MPa.

Warunki parowania surowców skrobiowych:

a) załadowanie parnika ziemniakami, ogrzewanie parą wodną do temperatury 145°C, ciśnienie ok. 0,4MPa przez 30-40 minut

b) załadowanie parnika ziarnem zbóż, dodatek wody w stosunku wagowym 1:3, ogrzewanie jak wyżej

c) zachodzące procesy: klepkowanie skrobi, częściowe jej upłynnienie (częściowa degradacja skrobi), degradacja ścian komórkowych, reakcja Mailarda (między białkami i cukrami)

kadź zacierna

Surowiec ma postać gęstej i płynnej masy. Wyparowana masa znajduje się pod ciśnieniem. Po otwarciu zaworu para rozrywa komórki. Wszystko „idzie” do kadzi zaciernej - zbiornik z mieszadłem i wężownicą zasilaną zimną wodą. Do kadzi wprowadzana jest rozparzona masa i dodawane się enzymy.

Warunki zacierania:

a) rozparzona masa z parnika jest chłodzona do temperatury 52-56°C, dodawany jest preparat enzymatyczny, w starszych technologiach mleczko otrzymane ze słodu gorzelniczego, w nowszych technologiach α-amylaza (ma wyższą optymalną temperaturę działania 60-65°C)

b) po opróżnieniu parnika i dodatku enzymu zacier przetrzymuje się ok.0,5 godziny (by amylaza dalej hydrolizowała skrobię), a następnie koryguje pH do 4,5-5,0 i dodaje glukoamylazy

Warunki bezciśnieniowego zacierania („zimne” zacieranie)

Stosując parnik zużywamy dużą ilość pary wodnej. Część produktów reaguje ze sobą np.

białka z cukrami i wydajność procesu jest mniejsza. Stosuje się więc bezciśnieniowe

zacieranie w niższej temperaturze. Kleikowanie skrobi w zależności od rodzaju zachodzi

w temperaturze 55-70°C (dotyczy to głównej frakcji - amylopektyny)

a) I etap - dodatek termostabilnej α-amylazy pH=6,0-6,5, a temperatura do 100°C, zachodzą procesy kleikowania i upłynniania skrobi, degradacja skrobi. α-amylazę można wprowadzić bezpośrednio i skrobia jest od razu hydrolizowana, gdy temperatura kleikowania wynosi ok.65°C, a enzym jest termostabilny. 65°C - następuje kleikowanie amylopektyny, a amyloza w wyższej temperaturze. Bezciśnieniowe zacieranie - surowiec poddaje się bardzo drobnemu rozdrabnianiu np. w homogenizatorze, by rozbić ściany komórkowe i wydobyć skrobię. Do rozdrobnionego surowca skrobiowego

dodaje się termostabilnej α-amylazy i w przypadku zbóż wodę.

b) II etap - dodatek glukoamylazy, ewentualnie pullulanazy pH=4,5, temperatura 55-60°C

Można połączyć hydrolizę oligosacharydów do glukozy z fermentacją glukozy (co

zapobiega hamowaniu glukoamylazy przez produkt glukozę, bo jest ona fermentowana

od razu do alkoholu)

2. Technologia kwasu cytrynowego

Fermentacja Cytrynowa

- Przed rokiem 1920 kwas cytrynowy produkowany był tylko z soku cytrynowego lub limonowego

- obecnie jest produkowany na drodze fermentacji z użyciem szczepów gatunku Aspergillus niger

Drobnoustroje, surowce kw. cytrynowego

- Yarrowia lipolitica - kwas izocytrynowy

- Surowce - węglowodany (melasa buraczana lub trzcinowa, sacharoza, hydrolizat skrobi, glukoza techniczna), źródła azotu (mocznik), źródła fosforu (kwas fosforowy i jego sole), woda pitna zawierająca mikroelementy

Enzymy cyklu kwasu cytrynowego zostały znalezione w matriks mitochondriów.

Podłoże:

Jeżeli Aspergillus niger ma możliwości namnażania się maksymalnie, tylko małe ilości kwasu cytrynowego są wytwarzane - cała energia jest wykorzystywana do produkcji grzybni.

Jeżeli wzrost jest ograniczony, duże ilości kwasu są produkowane.W uzupełnieniu do węglowodanów Aspergillus niger wymaga N, fosforanów, K, Mg i siarczanów. By akumulować kwas cytrynowy wzrost jest ograniczany przez limitowanie dodatku N, P lub większości metali śladowych, które regulują cykl kwasów trójkarboksylowych.

Standaryzacja

Kontrolowanie zawartości tłuszczu i białka w mleku stosownym do produkcji sera

Pasteryzacja

Zabija patogenne i inne niepożądane bakterie, lecz zabija pożądane bakterie, a także enzymy

Bakterie fermentacji mlekowej - wzrost

Są mezofilami. Namnażają się w zakresie temp 10-40C. Optimum jest pomiędzy 25-35C. Niektóre z nich rosną w temp. poniżej 5 jak również powyżej 45C

Większość z nich może rosnąć w zakresie pH 4-8. Niektóre nawet w pH 3,2-9,6

Kultury starterowe

Pierwszą funkcją mlekowych kultur jest wytwarzanie kw mlekowego z cukru

Inne funkcje kultur mogą dotyczyć: wytwarzania smaku, aomatu, etanolu; aktywności proteolitycznych i lipolitycznych; inhibicji niepożądanych org.; modyfikacji tekstury

Fermentacja propionowa

Pewne szczepy mogą fermentować laktozę. Wykorzystują ją gdy mają szansę wzrostu. Mleczan może być tylko jedynym dostępnym źródłem C. Mleczan jest fermentowany szlakiem ferm propionowej. Ponadto powstaje octan i CO2. Produkty końcowe zmieniają się w zależności od szczepów i innych r-cji metabolicznych. Przeprowadzana jest przez Propionibacterium freudenreichii, shermanii i szczepy pokrewne. Ograniczone zastosowanie do produkcji serów szwajcarskich.

Technologia serów - otrzymywanie skrzepów

Produkuje się głównie z mleka krowiego, rzadziej z owczego i koziego. U podstaw leży otrzymywanie i odpowiednia mechaniczno-termiczna obróbka skrzepu mleka. Skrzep powstaje gł. z białka mleka - kazeiny, która koaguluje pod wpływem działania:

- podpuszczki - preparatu enzymatycznego (sery podpuszczkowe)

- zakwaszania do pH odpowiadającego wartości jej punktu izoelektrycznego (sery twarogowe)

- obydwu tych czynników łącznie (np. twarożki homogenizowane, serki wiejskie)

Sery podpuszczkowe

Podpuszczka jest to kompleks enzymów wyst. w tylnej części żołądka cieląt. Najważniejszym enzymem jest chymozyna - powoduje powstanie skrzepu z mleka słodkiego. Sery podpuszczkowe i twarogowe mogą być poddawane dojrzewaniu lub przeznaczone do spożycia bez dojrzewania. Sery podpuszczkowe uzyskuje się z mleka poddanego krzepnięciu pod wpływem podpuszczki dzieli się na sery twarde, zawierające mniej niż 50% wody i sery miękkie o zawartości wody ponad 50%

Chymozyna

Ok. 50 lat temu rozpoczęto badania nad substytutami podpuszczki zwierzęcej. Prace badawcze prowadzono głównie w Indiach i Izraelu. Zainteresowanie substytutami podpuszczki wzrosło w ostatnich latach z powodu niedostatku podpuszczki zwierzęcej o zadowalającej jakości.

Biotechnologia w produkcji serów

Zastosowanie chymozyny (reniny otrzymanej na drodze inżynierii genetycznej) do produkcji serów miało miejsce po raz pierwszy w 1988r. pierwsze chymozyny we wczesnych latach 80 XX wieku pochodziły z genetycznie modyfikowanych drob (E.coli, Kluyveromyces lactis aspergillus Niger). Dzisiaj około 90% serów twardych produkowanych jest na bazie chymozyny otrzymanej z genetycznie modyfikowanych drob. Chymozyna jest identyczna z en otrzymywanym ze zwierząt. Obecne pozwala na otrzymanie lepszych jakościowo serów niż z renin pochodzenia grzybowego i zwierzęcego (nie cielęcego). Wynika to z tego że jej aktywność jest bardziej przewidywalna oraz preparat zawiera mniej zanieczyszczeń niż renina pochodząca z żołądków cieląt. Chymozyna otrzymywana na drodze inżynierii genetycznej jest przedmiotem rygorystycznych testów dla zapewnienia jej odpowiedniej czystości

Kluczowy etap w produkcji serów

Przemiana cieczy w produkt stały

- pH 4,6

- dodatek chymozyny

*micele kazeiny zawierają kazeinę z subjednostkami α_S1, α_S2, β, Κ

*chymozyna hydrolizuje między 105(Met) 106(Phe) aminokwas w K kazeinie uwalniając glykomakropeptydofrakcję K kazeiny

Dodatki w produkcji serów:

CaCl2, azotany, barwniki, H2O2, lipazy

H2O2 - stosowany jako alternatywny sposób pasteryzacji

Lipazy - normalnie są obecne w mleku, jednak ulegają inaktywacji podczas pasteryzacji

Azotany są dodawane do mleka by kontrolować niepożądany wpływ Clostridium na ser tj. Edamski, Gouda

Chlorek wapniowy - jest dodawany by uzupełnić jony Ca które weszły w r-cję podczas pasteryzacji. Jony Ca wspomagają koagulację i redukują ilość wymaganej reniny

Otrzymywanie skrzepu

Celem produkcji serów jest otrzymanie skrzepu o określonej zawartości wody. Osiąga się to przez kontrolowane wydzielanie serwatki. Krojenie skrzepu w celu łatwiejszego wydzielania serwatki ma na celu zwiększenie powierzchni dla jej drenowania.

Wstępny odciek serwatki

Ogrzewanie

Skrzep jest ogrzewany w celu otrzymania określonej wielkości sera oraz rozwoju jego kwasowości.

Ogrzewanie powoduje kurczenie się cząst skrzepu i wzrost wydzielania serwatki. Ważniejsze jest to że

- ociekanie i prasowanie twarogu

- chłodzenie, pakowanie

Skład chemiczny serów

Ser podpuszczkowy zawiera ok. 33% wody, 31% tłuszczu, 34% białek łącznie z produktami ich

degradacji. Mniej twarde sery charakteryzują się większą zawartością wody i odpowiednio niższą pozostałych składników.

4. Efekt Pastera i Cabtree a warunki hodowli drożdży piekarskich

Warunki tlenowe i beztlenowe

- warunki tlenowe oznaczają obecność tlenu

- warunki beztlenowe oznaczają brak tlenu

- metabolizm drożdży może przebiegać w warunkach tlenowych i beztlenowych

*metabolizm tlenowy powoduje powstawanie CO₂ i H₂O

*metabolizm beztlenowy powoduje powstawanie CO₂ i etanolu

- metabolizm aerobowy powoduje powstawanie więcej energii niż anaerobow

Reakcja biochemiczna w drożdżach

Oddychanie i fermentacja

- Oddychanie i fermentacja

cykl Krebsa 2CO₂+ 3 NADH+ 1FADH₂ biosynteza

pirogronian

fermentacja etanol+ CO₂+ ATP+ H₂O

Metabolizm drożdży

- S. cerevisiae wykorzystuje 3 szlaki metaboliczne podczas wzrostu na glukozie

a) fermentacja glukozy

b) utlenianie glukozy

c) utlenianie etanolu

Fermentacja glukozy

Zachodzi, gdy stężenie glukozy jest wysokie i/ lub dostarczanie tlenu jest limitowane

C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2 CO₂+ energia

μmax = 0,45

Y _x/s = 0,15

RQ jest wysokie

Energia = 2 ATP/ mol glukozy

Maksymalne stężenie etanolu

- w piwie wynosi na ogół 4-5%

- w winach dochodzi do 15%

- w brzeczce fermentacyjnej w dużej mierze zależy od stężenia cukru

- wyższe stężenie etanolu w napojach alkoholowych uzyskuje się na drodze destylacji

- kilkunasto% stężenie etanolu jest stężeniem maksymalnym, jakie można uzyskać na drodze fermentacji

- jest to związane z toksycznością etanolu w działaniu na komórki drożdżowe ( już od 4-5% zaczyna się toksyczne działanie etanolu)

Utlenianie glukozy

Zachodzi gdy stężenie glukozy jest niskie a dostarczana ilość tlenu jest wystarczająca

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6H₂O + CO₂ + energia

μmax = 0,5

Y _x/s = 0,5

RQ = 1

Energia = 16-28 ATP

Utlenianie etanolu

Zachodzi, gdy stężenie glukozy jest bliskie lub zerowe oraz obecny jest tlen w środowisku.

C₂H₅OH 2H₂O + 2 CO₂ + energia

μmax = 0,2

Y _x/s = 0,6 - 0,7

RQ = 0,7

Energia = 6-11 ATP

Glukoza i etanol

- wiele gatunków drożdży będzie produkowało etanol w warunkach tlenowych

- w praktyce ma to miejsce, gdy:

*stężenie cukrów jest wysokie (glukoza)

*jest szybki wzrost

*stężenie rozpuszczonego tlenu jest niskie

- w przypadku produkcji drożdży piekarskich tego zjawiska należy unikać

Efekt Pasteura

- szybkość glikolizy w warunkach anaerobowych ( niskie stężenie tlenu ) jest wyższa niż w warunkach aerobowych ( wysokie stężenie tlenu )

- konsumpcja węglowodanów jest 7 razy wyższa w warunkach anaerobowych

- powodowana przez inhibicję PFK, przez cytrynian i ATP

Efekt Crabtree

- polega na tworzeniu etanolu przez drożdże Crabtree, pozytywne w warunkach tlenowych, gdy stężenie glukozy jest wysokie ( np. powyżej 5%), jest więc efektem odwrotnym do efektu Pasteura

- jest on związany z hamowaniem oddychania tlenowego w mitochondriach związanego z obecnością znacznych ilości cukru w podłożu hodowlanym

5. Czynniki wpływające na wzrost drobnoustrojów

1) Temperatura adaptacji - drobnoustroje nie mogą kontrolować swojej temperatury, żyją w temperaturze otoczenia . Zakres temperatur, który pozwala na ich wzrost można wyrazić przez tzw. temperatury kardynalne:

a) minimalna temperatura - najniższa temperatura, która pozwala na kontynuowanie wzrostu i metabolizmu, poniżej tej temperatury wzrost ustaje

b) maksymalna temperatura - najwyższa temperatura, która pozwala na kontynuowanie wzrostu i metabolizmu, powyżej tej temperatury wzrost ustaje, zbyt wysoka temperatura - enzymy, DNA, RNA ulegają destrukcji, komórka zamiera

c) optymalna temperatura - promuje największą szybkość wzrostu i możliwość metabolizowania, zawsze

Fazy produkcji kw. cytrynowego:

- kiełkowanie spor poprzedzające fazę ekspotencjalną

- okres wzrostu powodujący wyczerpywanie się źródeł N i P

- faza produkcji kwasu cytrynowego

- faza akumulacji kwasu cytrynowego

- faza zahamowania

Czynniki wpływające na produkcję kw. cytrynowego:

- Morfologia grzybni i stan morfologiczny zależy od stężenia jonów Mn²⁺, korzystne jest, gdy grzybnia tworzy małe pelletes.

- pH, natlenienie, mieszanie, stężenie Mn²⁺, Fe²⁺ (…)

- źródło N - ograniczone stężenie źródła N jest wymagane w produkcji kwasu cytrynowego 1-4 g/l

- fosforany - optymalne stężenie 1-4 g/l, nie mają tak istotnego wpływu jaki inne składniki

- pH- najlepszą wydajność uzyskuje się przy pH poniżej 2,0, przy wyższych wartościach gromadzi się kwas (...)

- temperatura optymalna 28-30ºC zarówno dla produkcji grzybni jak i kwasu cytrynowego

- napowietrzanie - proces jest aerobowy nawet krótkotrwały brak natlenienia powoduje negatywne nieodwracalne skutki

- pierwiastki śladowe: Fe²⁺ niewielki ilości są wymagane dla wysokiej wydajności

Biosynteza kw. cytrynowego:

- fermentacja powierzchniowa na podłożu płynnym - grubość warstwy 10-16 cm, stężenie cukru 12-16%, czas fermentacji 9-12 dób, wydajność 50-80%

- fermentacja powierzchniowa na podłożu stałym

- fermentacja wgłębna - temperatura 30-32ºC, intensywne napowietrzanie, czas fermentacji: 15% roztwór cukru - 120-130 h; 140-160 h - podłoże melasowe (w tym namnażanie grzybni 40-60 h), pH końcowe 1,5-2,0, wydajność fermentacji 75-90 %

Porównanie fermentacji powierzchniowej i wgłębnej kw. cytrynowego:

Fermentacja wgłębna - równomierne natlenienie i dopływ składników do grzybni, mniej pracochłonna i uciążliwa w obsłudze, łatwiej utrzymać sterylność, łatwiej regulować procesy, automatyzacja produkcji i komputeryzacja

Fermentacja powierzchniowa - mniej inwestycji o 20-30%, mniejsze zużycie energii

Zastosowanie kw. cytrynowego:

- produkcja roczna w skali światowej 400 tys. ton

- dodatek do żywności, napojów, jako środek kwaszący poprawiający smakowitość,

- ułatwiający utrwalanie żywności

- dodatek do środków piorących, kosmetyków

- w procesach przemysłowych jako środek wiążący jony metali

3. Technologia serów

TECHNOLOGIA SERÓW

Świeży lub dojrzewający produkt otrzymany po koagulacji i oddzieleniu serwatki mleka, częściowo odtłuszczonego mleka, maślanki lub mieszaniny tych produktów.

Otrzymanie:

Jest jedną z technologii utrwalania żywności. Obejmuje ona redukcje ilości wody w produkcie i wzrost kwasowości produktu

Podział serów:

Świeże i dojrzewające. Te ostatnie można podzielić ze względu na twardość:

Bardzo twarde, twarde, półmiękkie, miękkie

Sery dojrzewające

To taki ser, który nie jest gotowy do konsumpcji bezpośrednio po wytworzeniu lecz musi być przetworzony przez określony czas, w określonej temp i takich warunkach jakie są konieczne do określonych przemian biochemicznych i fizycznych wywołujących określone zmiany w serze

Sery pleśniowe i dojrzewające sery pleśniowe są serami podpuszczkowymi w kt przemiany w procesie technologicznym związana są w dużej mierze ze wzrostem pleśni na powierzchni lub wewnątrz sernika.

Sery niedojrzewające, twarogowe- ser który jest gotowy do konsumpcji krótko po wytworzeniu

K. kwasowa -(↑serwatka kwaśna) sery twarogowe

Mleko Koagulacja mieszana sery miękkie

K. podpuszczkowa -(↓serwatka słodka) sery prasowane

Sery można podzielić na następujące grupy:

dojrzewające podpuszczkowe twarde; d.p. miękkie; d.p. miękkie pleśniowe; podpuszczkowe miękkie solankowe typu Feta; dojrzewające twarogowe; niedojrzewające twarogowe kwasowe; twarogowe niedojrzewające kwasowo-podpuszckowe; twarogowe niedojrzewające; smażone; topione

Podstawowe etapy produkcji sera:

1. Dostawa mleka

2. wirowanie mleka

3. standaryzacja mleka

4. dodawanie kultur starterowych

5. dodawanie reniny

6. cięcie skrzepu

7. ogrzewanie skrzepu

8. oddzielenie skrzepu od serwatki

9. solenie skrzepu

10. formowanie skrzepu

11. prasowanie skrzepu

12. pakowanie sera

13. ser dojrzewający

14. dojrzewanie sera

Jakość mleka

- wartość krytyczna: nie więcej niż 100 000CFU/ml bakterii,kom.somatyczne 750 000SCC/ml,odp. Kw.

ogrzewanie wpływa na wzrost bakt ferm mlekowej i kontrolowany rozwój kwasowości skrzepu.

W temp 37-38C aktywność bakt ferm mlekowej jest zatrzymana i ogrzewanie jest przerywane. Powyżej temp 44C mezofilne bakt są całkowicie inaktywowane i są zabijane gdy temp osiągnie 52C i jest utrzymana przez 10-20min.

Emmenthalr, Gruyere, Parmezan, i Grana są ogrzewane w temp 50-56C. Tylko najbardziej oporne na ciepłobakt ferm mlekowej są w stanie przeżyć.

Końcowa obróbka skrzepu

Może być obrabiany na różne sposoby gdy serwatka całkowicie zdrenuje. Może to być:

Przeniesienie bezpośrednio do pleśni i prasowanie

Wstępne sprasowanie na płyty i pocięcie na kawałki o określonej wielkości a następnie dodanie pleśni i końcowe sprasowanie

Poddanie cheddaring process, ostatnia faza obejmuje mielenie na wiórki które mogą być solone.

Prasowanie

Skrzep prasuje się w celu nadania kształtu i usunięcia resztek serwatki bloku sera umieszcza się w odpowiednie formy i prasuje przez kilka h.

Solenie:

Dodatek smakowy i hamowanie aktywności kultur starterowych i innych przemian mikrobiol zachodzących podczas dojrzewania sera. Dodatek soli do ziarna serowego powoduje usunięcie większej ilości wody - na drodze osmozy i poprzez wysalanie białek. Zawartość soli w serze wynosi 0,5-2%.

Solenie na sucho

Może być wykonane ręcznie lub mechanicznie. Sól jest dawkowana ręcznie z wiadra lub podobnych pojemników, zawierających odmierzoną wagowo ilość soli, która rozpuszcza się równomiernie nad ziarnem, po całkowitym usunięciu serwatki.

Solenie w solankach:

Stosuje się różne sposoby solenia w solankach, począwszy od prostych do bardziej zaawansowanych technicznie. Najbardziej popularnym sposobem jest nadal umieszczanie sera w zbiorniku z solanką. Zbiorniki powinny znajdować się w chłodnych pomieszczeniach o temp 12-14C

Dojrzewanie serów

Po koagulacji we wszystkich gat sera z wyjątkiem świeżych zachodzi cała seria procesów mikrobiologicznych, biochemicznych i fiz. Zachodzące zmiany dotyczą zarówno laktozy, białek i tłuszczów i składają się na cykl dojrzewania, który bardzo różni się dla serów twardych, średni twardych i miękkich. Znaczące różnice występują nawet w dojrzewaniu serw należących do jednej z tych grup.

Rozkład laktozy

Fermentacja laktozy powinna odbywać się w taki sposób, aby jej zasadniczy rozkład zachodził podczas prasowania sera, a najpóźniej podczas pierwszego lub drugiego tygodnia przechowywania.

Fermentacja laktozy

Kw mlekowy ma w gotowym serze postać mleczanu. W dalszym etapie dojrzewania mleczan jest substratem dla bakterii ferm. propionowej.

Oprócz kw propionowego i mlekowego wytwarzane są znaczne ilości CO2, przyczyniają się do wytworzenia dużych oczek.

Mleczny mogą również ulec rozkładowi przez bakt ferm masłowej. W tym przypadku wytwarzany jest H oraz pewne lotne kw. tłuszczowe i CO2. ta niepożądana ferm zachodzi w późnym etapie dojrzewania, a H może spowodować pękanie sera. Po ferm. masłowej podgrzewa się sery i powstaje ser topiony.

Degradacja białek

w dojrzewaniu serów twardych ogromne znaczenie ma degradacja białek. Stopień rozkładu białek wpływa w znacznym stopniu na jakość sera, a w szczególności na jego konsystencję i smak. Rozkład białek jest wywołany enzymami, których źródłem są : podpuszczka, mikroorg, plazmina(en proteolityczny mleka)

Degradacja tłuszczu:

Liczne sery pleśniowe charakteryzują się intensywną liolizą. Mają charakterystyczny smak i zapach pochodzący od produktów proteolizy i liolizy. Przejrzałe sery charakteryzują się zapachem amoniaku i lotnych kw. tłuszcz.

Przechowywanie

Celem przechowywania jest stworzenie warunków zew niezbędnych do kontrolowania procesu dojrzewania serów. Dla poszczególnych typów serów należy stworzyć określone warunki temp i wilgotności powietrza, które należy utrzymać w wydzielonych pomieszczeniach na kolejnych etapach dojrzewania.

Różne gat sera wymagają różnej temp i wilgotności względnej w pomieszczeniach dojrzewalni. Parametry te maja duży wpływ na szybkość dojrzewania, utratę wagi, formowanie się skórki i rozwój powierzchniowej mikroflory, a co za tym idzie na pewne wykształcenie właściwego sera.

Tworzenie oczek:

Powstają one z CO2 kt powstaje z ferm cytrynianu przez pewne kultury starterowe tj. Leuconostoc citrovorum. Duże pęcherzyki gazu powstają na bazie małych [ponieważ ciśnienie w małych banieczkach jest większe jako wynik napięcia powierzchniowego i one wędrują w kierunku większych baniek.

Technologia twarogów

Z mleka o znormalizowanej zawartości tłuszczu i mleka odtłuszczonego, z dodatkiem podpuszczki lub bez dodatku, przy czym pierwszy nosi nazwę twarogu kwasowo-podpuszczkowego, a drugi twarogu kwasowego. Etapy produkcji:

- przygotowanie mleka

- obróbka mleka kulturą kwaszącą (zakwasem)

- obróbka skrzepu (ogrzewanie)

jest bliższa maksymalnej niż minimalnej

Nie zawsze optymalna temperatura wzrostu odpowiada optymalnej temperaturze metabolizowania np. Saccharomyces cerevisiae - optymalna temp. wzrostu to 28°C, a

metabolizowania i fermentacji 35-38°C

Niektóre drobnoustroje mają węższe zakresy temperatur niż inne

• pewne bakterie mogą tolerować temp. 0-44°C, żyją w środowiskach otwartych

• pewne pasożyty mogą tolerować temp. w zakresie kilku stopni - temp. ciała gospodarza jest utrzymywana

• psychrofile - optymalna temp. wzrostu poniżej 15°C i zdolne są do wzrostu 0°C, typowe środowiska życia - pole pod śniegiem, lód polarny, głęboki ocean

• fakultatywne psychrofile - mogą tolerować i rosnąć powoli w zimnie, lecz optymalna temp. jest powyżej 20°C, mogą zanieczyszczać żywność w chłodziarkach (tj. przy 4°C) np. Listeria

• mezofile - rosną w umiarkowanych temp., optymalna temp. wzrostu to 20-40°C, zasiedlają rośliny, zwierzęta, gleby, wody w temp. regionów subtropikalnych, umiarkowanych tropikalnych

• termofile - optymalna temp. wzrostu to ≥ 45°C

• hipertermofile - optymalna temp. wzrostu to ≥ 80°C, duże zainteresowanie enzymami pochodzącymi z hipertermofili (są termostabilne)

2) Wymagania gazowe - tlen i dwutlenek węgla mają największy wpływ na wzrost drobnoustrojów. Tlen ma największy wpływ na wzrost i adaptację (jest ważny w oddychaniu i jest silnym środkiem utleniającym).

3 klasy drobnoustrojów wymagających tlenu:

a) wykorzystują i detoksykują go: aeroby, fakultatywne anaeroby, mikroaerofile

b) nie mogą wykorzystywać lub detoksykować go: ścisłe aeroby

c) nie wykorzystują lecz mogą go detoksykować: aerotolerancyjne

Tlen jest toksyczny

Kiedy tlen reaguje w komórce pewne toksyczne produkty są tworzone

• singletowy ¹O₂ jest bardzo reaktywny

- fagocyty wykorzystują go do zabijania bakterii

- utlenia membranowe lipidy i inne cząsteczki

• innymi destrukcyjnymi pochodnymi tlenu są: nadtlenki (O₂^-), nadtlenek wodoru (H₂O₂), hydroksyl (OH^-)

Enzymy niszczące toksyczne właściwości tlenu:

a) katalaza H₂O₂ + H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

b) peroksydaza H₂O₂ + NADH + H⁺ → 2 H₂O + NAD⁺

c) dysmutaza ponadtlenkowa O₂^- + O₂^- + 2H⁺ → H₂O₂ + O₂

d) dysmutaza ponadtlenkowa / katalaza w kombinacji 4O₂^- + 4H⁺ → 2H₂O₂ + 3O₂

e) reduktaza ponadtlenkowa O₂^- + 2H⁺ + cyt c _red → H₂O₂ + cyt c _utl

Dwutlenek węgla

- wszystkie drobnoustroje wymagają jego niewielkich ilości

- capnofiles rosną najlepiej w podwyższonym stężeniu CO₂

3) Wpływ pH

• większość organizmów preferuje zakres 6-8, bo kwasy i zasady niszczą biologiczne

cząsteczki

• pewne mikroorganizmy żyją w ekstremalnych wartościach pH np. Euglena mutabilus w pH≤1, Thermplasma 1-2, która ulega lizie w pH=7

• pewne pleśnie i drożdże tolerują środowisko kwaśne (żywność fermentowana)

• wewnątrz komórki panuje pH=7

Optymalne pH:

acidofile - 3

neutrofile - 7

alkalofile - 10

4) Ciśnienie osmotyczne - większość drobnoustrojów preferuje warunki izotoniczne (fizjologiczna moc jonowa) lub hipotoniczne (niższa niż fizjologiczna). Wysoka zewnątrzkomórkowa moc jonowa powoduje wydzielanie wody komórki.

a) halofile - żyją w warunkach wysokiego stężenia soli (hipertoniczne)

b) obligatoryjne halofile - wymagają wysokiego stężenia soli np. Halobacterium i Halococcus rosną optymalnie przy 25% NaCl (bliskie nasycenia), wymagają minimum 15% NaCl

c) fakultatywne halofile - niw wymagają lecz są bardzo tolerancyjne na wysokie zasolenie np. Staphylococcus aureus może rosnąć w podłożu o zakresie 0,1-20% NaCl

Aktywność wodna a szybkość wzrostu drobnoustrojów

Im wyższe stężenia substancji, tym mniejsza prężność pary tego roztworu.

_{prężność pary na roztworem}

A_w = ---------------------------------------

^{prężność pary nad czystym rozpuszczalnikiem}

Jeżeli do tej samej ilości rozpuszczalnika dodamy 100g NaCl to drobnoustroje nie będą rosnąć, a jeśli 100g białka wykażą wzrost (1mol NaCl=58,5, 1mol białka=100tys). Aktywność wodna zależy od stężenia molowego. Im dany związek ma mniejszą masę cząsteczkową, tym taka sama ilość tego związku będzie powodowała niższą aktywność wodną. A_w podajemy w zakresie 0 - 1.

A_w = 1 gdy produkt jest całkowicie suchy lub woda jest tak silnie związana, że nie ma prężności pary.

Pleśnie tolerują niską A_w.

5) Inne czynniki środowiskowe wpływające na wzrost drobnoustrojów:

- radiacja

- promieniowanie UV

- promieniowanie jonizujące

- wysokie ciśnienie itp.

---