Bakterie fermentacji mlekowej [tryb zgodności]

2009-10-16

Bakterie fermentacji mlekowej
w przemyśle spoŜywczym

L. bulgaricus

L.delbruecki

L.brevis

L.sakei

Dr inŜ. Barbara Kwiatkowska
Dr inŜ. Wojciech Sawicki

Katedra Mikrobiologii i Biotechnologii Stosowanej

Bakterie fermentacji mlekowej
(LAB, ang. Lactic Acid Bacteria)

gramdodatnie

beztlenowe bądź względnie beztlenowe

katalazoujemne

nie zawierają enzymów cyklu Krebsa i łańcucha
oddechowego, a energię uzyskują na drodze fosforylacji
substratowej

nieprzetwarnikujące

nieurzęsione

pH 5,5-5,8 i niŜsze

Naturalnym środowiskiem występowania bakterii

fermentacji mlekowej jest mleko, rośliny, a takŜe
błony śluzowe oraz przewód pokarmowy człowieka
i zwierząt

2009-10-16

Bakterie fermentacji mlekowej
róŜnią się:

ilością produkowanego kwasu
mlekowego zaleŜnie od gatunku od 0,6
do 3%;

tolerancją na niskie pH środowiska;

optymalnymi temperaturami rozwoju;

sposobem metabolizowania cukrów;

środowiskiem bytowania.

Podział bakterii fermentacji mlekowej

paciorkowce

C do 1% kwasu mlekowego

mleko: Streptococcus lactis, S.cremoris

rodowisko ro

linne: Streptococcus

diacetylactis, L.citrovorum

pałeczki

C do 2% kwasu mlekowego

mleko: Lactobacillus casei

rodowisko ro

linne: Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus brevis

pałeczki i paciorkowce
termofilne

C-50

C do 3% kwasu

mlekowego

mleko: L.bulgaris,L.helveticus,
L.thermophilus

rodowisko ro

linne: L.delbrueckii,

Streptococcus thermophilus

2009-10-16

Podział bakterii fermentacji mlekowej ze
względu na wymagania temperaturowe:

mezofile - optymalna temp.20-28°C,
produkcja do 1,5% kwasu mlekowego;

Lactococcus lactis, Lactobacillus casei, Lactobacillus

plantarum, Leuconostoc.

termofile – optymalna temp. 40-45°C,
produkcja do 3% kwasu mlekowego;

Lactobacillus delbrueckii, Streptococcus thermophilus

Podział bakterii mlekowych ze względu na
szlaki przemian cukrów:

homofermentatywne (produkt końcowy: kwas mlekowy)

(Lactococcus lactis, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus acidophilus).

heterofermentatywne (produkt końcowy: kwas mlekowy,
kwas octowy i alkohol etylowy)

(Leuconostoc, niektóre z rodzaju Lactobacillus,

np.:Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum).

Bakterie pseudomlekowe (Micrococcus i Microbacterium)

np.:

Bacterium gracile, Bacterium mannitopeum- biologiczne

odkwaszanie wina; zmętnienie, nieprzyjemny zapach i smak

2009-10-16

Homofermentacja

Homofermentacja mlekowa

mlekowa

Homofermentacja mlekowa jest procesem

przemiany glukozy w szlaku EMP, w wyniku

którego tworzone są 2 cząsteczki

pirogronianu.

Powstały kwas pirogronowy pod wpływem

dehydrogenazy mleczanowej i w obecności

NADH podlega redukcji do kwasu

mlekowego. Niewielka część pirogronianu

ulega dekarboksylacji i powstają uboczne

metabolity węglowe i CO2.

Typowymi przedstawicielami są:
- Lactococcus lactis,
- Lactobacillus delbrueckii
- Lactobacillus plantarum,
- Lactobacillus acidophilus

Homofermentacja

Homofermentacja mlekowa

mlekowa

Podstawowym substratem jest laktoza.
Wolna laktoza (u bakterii termofilnych) hydrolizowana wewnątrz
komórki do glukozy i galaktozy (β-galaktozydaza), glukoza
wchodzi w szlak glikolityczny (EMP) bezpośrednio, galaktoza jest
przekształcana w ufosforylowaną glukozę w szlaku Leloira.
Ufosforylowana laktoza (u bakterii mezofilnych) jest
hydrolizowana przez fosfo-β-galaktozydazę do glukozy i
galaktozo-6-fosforanu, który następnie jest przekształcany do
fosfodihydroksyacetonu i aldehydu trifosfoglecerynowego (szlak
tagatozowy) i w takiej postaci są włączane do szlaku EMP.

2009-10-16

Heterofermentacja

Heterofermentacja mlekowa

mlekowa

Jest procesem przemiany glukozy w

szlaku fosfoketolazy pentozowej, który

jest odgałęzieniem cyklu

heksozomonofosforanowego (HMP).

W wyniku tych przemian z 1 mola

glukozy powstaje 1 mol kwasu

mlekowego, 1 mol kwasu octowego

(warunki tlenowe) lub etanolu (warunki

beztlenowe) oraz 1 mol CO

Substratem jest laktoza, która do

komórek przechodzi w postaci

ufosforylowanej.

Typowymi przedstawicielami są:
Lactobacillus brevis,
Lactobacillus fermentumoraz
bakterie z rodzaju Leuconostoc.

Lotne metabolity

Bakterie mlekowe oprócz kwasu mlekowego
produkują wiele związków nadających wyrobom
fermentowanym specyficzny aromat.
Do najwaŜniejszych lotnych związków tworzonych
przez bakterie fermentacji mlekowej naleŜą:
•diacetyl
•aldehyd octowy
•kwas octowy
•alkohol etylowy
•w mniejszych ilościach: kwasy lotne(propionowy,
mrówkowy), lotne kwasy tłuszczowe, alkohole,
aceton i estr

2009-10-16

Charakterystyka bakterii fermentacji mlekowej

Rodzaj Lactobacillus

Rodzaj Lactococcus

Rodzaj Leuconostoc

Rodzaj Bifidobacterium

Charakterystyka bakterii fermentacji mlekowej

Występowanie: rośliny,
kiszonki, błony śluzowe
jamy ustnej, dróg
rodnych, przewodu
pokarmowego człowieka
i zwierząt; stanowią
zanieczyszczenia
produktów fermentacji
alkoholowej
(piwo, wino), produktów
mleczarskich
i przetworów mięsnych)

L. acidophilus

L. amylovorus

L. casei

L. crispatus

L. gasseri

L. johnsonii

L. paracasei

L. plantarum

L. reuteri

L. rhamnosus

Rodzaj Lactobacillus

Lactobacillus casei

2009-10-16

Charakterystyka bakterii z rodzaju Lactobacillus

Grupa I bezwzględnie homofermentatywne (fermentują
heksozy do kwasu mlekowego, pentozy i glukonian nie
fermentują).

Obejmuje 15 gatunków, z których tylko: L.delbrueckii,

L.helveticus, L.acidophilus są wykorzystywane w mleczarstwie.

Grupa II względnie heterofermentatywne (fermentują
heksozy do kwasu mlekowego, pentozy do kwasu mlekowego
i kwasu octowego z udziałem indukowanej fosfoketolazy).

Obejmuje 11 gatunków, z których tylko L.casei jest

wykorzystywany w mleczarstwie.

Charakterystyka bakterii z rodzaju Lactobacillus

Grupa III bezwzględne heterofermentatywne
(fermentują heksozy do kwasu mlekowego, kwasu
octowego lub etanolu i CO

; pentozy do kwasu

mlekowego i kwasu octowego. W obu drogach
metabolicznych uczestniczy fosfoketolaza.

Obejmuje 18 gatunków, spośród których: L.brevis,

L.fermentum, L. kefir często wykorzystywane w
mleczarstwie.

2009-10-16

Charakterystyka bakterii fermentacji
mlekowej

Rodzaj Bifidobacterium

Naturalnym środowiskiem ich
występowania jest przewód
pokarmowy człowieka i zwierząt.

Wykorzystanie:

-składnik szczepionek

-do produkcji mlecznych napojów
fermentowanych, mieszanek
mlecznych przeznaczonych dla
dzieci.

Właściwości Bifidobacterium bifidum:

Hamują rozwój bakterii Salmonella
i Shigella, E.coli, odpowiedzialnych za biegunki u niemowląt
i dzieci, a takŜe Campylobacter i Helicobacter pylori
wywołujących stany zapalne i owrzodzenia Ŝołądka i
dwunastnicy;

Regulują nieprawidłowości fizjologiczne;

Eliminują wzdęcia, zaparcia, niestrawność;

ObniŜają zawartość cholesterolu we krwi;

Przywracają równowagę biologiczną po leczeniu
antybiotykami;

Nie wywołują reakcji alergicznych;

Nie syntetyzują związków toksycznych

2009-10-16

Bakteriocyny produkowane przez bakterie fermentacji mlekowej

Lantybiotyki

Polipeptydy nie zawierają
lantioniny

Nizyna A

Nizyna Z

Laktycyna 481

Karnocyna UJ-49

Laktocyna S

Subtilina

Epidermina

Laktokocyny A, B, M, F

Leukocyna A

Sakacyna A i P

Kurwacyna A

Helwetycyna J i V-1829

Acidofilina A

Plantarycyna S

Nizyna

Wytwarzana przez Lactococus lactis

Aktywna przeciw Listeria, Bacillus, Clostridium,
Staphylococus

Hamuje kiełkowanie spor Clostridium

GRAS

Zawierają do 34 aminokwasów w tym lantioninę,
metylolantioninę, dehydroalaninę, dehydrobutyrynę.

2009-10-16

Prebiotyki

Składniki Ŝywności nie ulegające strawieniu przez enzymy jelitowe i które

mogą korzystnie oddziaływać na organizm człowieka na drodze
selektywnej stymulacji w okręŜnicy, wzrostu i/lub aktywności jednego lub
określonej liczby gatunków (szczepów) korzystnych dla zdrowia
gospodarza bakterii.

Kryteria, które muszą spełniać substancje prebiotyczne

Nie mogą być hydrolizowane, ani wchłaniane w górnych odcinkach przewodu

pokarmowego,

Muszą podlegać selektywnej fermentacji przez potencjalnie korzystne bakterie,

bytujące w jelicie grubym,

Muszą korzystnie modyfikować układ mikroflory jelita grubego.

Uzyskany efekt musi być korzystny dla zdrowia gospodarza

Składniki Ŝywności przebadane pod kątem ich
funkcjonalnych właściwości

Zapobiegawcze w chorobach układu kr

ąŜ

enia, raka, katarakty,

zapale

, uszkodze

układu nerwowego

Zmniejszaj

ryzyko osteoporozy, wspomaga funkcje serca oraz

prac

ęś

ni i m

zgu, wspomagaj

system immunologiczny

Zmniejszaj

ryzyko chor

b układu kr

ąŜ

enia. Niezb

dne dla

funkcjonowania układu nerwowego

Obni

poziom cholesterolu, zapobiegaj

pewnym typom

nowotwor

w (jelita grubego)

Stymuluj

korzystn

mikroflor

jelita grubego, wspomagaj

zapobieganie pr

chnicy, zmniejszaj

wykorzystanie energii

Korzystnie wpływaj

na układ mikroflory jelitowej

człowieka, stymuluj

system immunologiczny, zmniejszaj

ryzyko zachorowania na nowotwory jelita, zmniejszaj

stotliwo

ść

i skracaj

czas trwania biegunek

Witaminy (E, C, B6,
biotyna, kwas foliowy)
Składniki mineralne
(wap

, magnez, cynk)

Kwasy tłuszczowe,
wielonienasycone

Błonnik pokarmowy

(prebiotyki)

Oligosacharydy

(prebiotyki)

Bakterie kwasu
mlekowego

(probiotyki

)

Korzy

ci zdrowotne

Składnik

2009-10-16

Oligosacharydy (NDO)

glukany (produkty hydrolizy skrobi),

fruktooligosacharydy, galaktooligosacharydy,
ksylooligosacharydy, izomaltooligosacharydy,
oligosacharydy sojowe.

Funkcje:

Stymulują wzrost bakterii fermentacji mlekowej w

przewodzie pokarmowym (korzystna regulacja składu flory
jelitowej)

ObniŜają wykorzystanie energii z poŜywienia (leczenie

otyłości)

Wpływają korzystnie na perystaltykę jelit

Nie powodują próchnicy zębów

Oligosacharydy sojowe, takie jak rafinoza i stachioza,

wspomagają absorpcję wapnia z poŜywienia

Synbiotyki

Mieszanina probiotyków i prebiotyków korzystnie

wpływających na zdrowie człowieka poprzez poprawę

przeŜywalności i kolonizacji Ŝywych mikroorganizmów

w przewodzie pokarmowym, osiągniętą na drodze

selektywnej stymulacji ich wzrostu i aktywności.

2009-10-16

Przetwórstwo

Dominujące gatunki bakterii fermentacji

mlekowej

Fermentowane
produkty
mleczarskie

Lactococcus lactis ssp.lactis
Lactoccocus lactis ssp.cremoris
Lactococcus lactis ssp.lactisbiovar.diacetylactis
Leuconostoc mesenteroides ssp.cremoris
Streptococcus thermophilus
Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus
Lactobacillus helveticus
Lactobacillus casei

Fermentowane
produkty
owocowo-
warzywne

Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus brevis
Lactobacillus pentosus

Fermentacja mięsa
i ryb

Lactobacillus plantarum
Lactobacillus brevis
Pediococcus acidilactis
Lactobacillus curvatus
Lactobacillus sakei

Przetwórstwo:

Dominujące gatunki bakterii fermentacji

mlekowej:

Napoje:
-alkoholowe
-kawa, kakao

Oenococcus oeni, Lactobacillus delbrueckii

RóŜne gatunki bakterii mlekowych

Sosy sojowe

Lactobacillus delbrueckii, Pediococcus sp.

Fermentowane
pieczywo

Lactobacillus plantarum
Lactobacillus fermentum
Lactobacillus brevis
Lactobacillus sanfranciscensis

Produkcja kwasu
mlekowego

Lactobacillus delbrueckii ssp.delbrueckii

Produkcja
dekstranu

Leuconostoc mesenteroides ssp.dextranicum

Produkcja nizyny

Lactococcus lactis ssp.lactis

Produkty
i preparaty
probiotyczne

Lactobacillus sp.
Bifidobacterium sp.

2009-10-16

Bakterie fermentacji mlekowej w produkcji Ŝywności orientalnej

Sos sojowy

–

rodzaj hydrolizatu białkowego tworzącego się

podczas zacierania namoczonego ziarna soi. W wyniku działania
bakterii mlekowych
z rodzaju Lactobacillus, droŜdŜy Zygosaccharomyces rouxii i
grzybów strzępkowych Aspergillus oryzae lub A.soyae powstają
substancje aromatyczne tworzące specyficzny smak i zapach.

Pasta sojowa

otrzymywane z parowanego ziarna soi, ryŜu,

jęczmienia. Wykorzystuje się bakterie z rodzaju Lactobacillus
i droŜdŜe Torulopsis etchellsi, oraz szczepy grzybów strzępkowych
Aspergillus oryzae lub Rhizopus oligosporus.

Bakterie fermentacji mlekowej
w produkcji Ŝywności orientalnej

Tempeh - otrzymywany z odtłuszczonego ziarna soi lub
roślin strączkowych (fasola, groch). Proces fermentacji
z udziałem bakterii fermentacji mlekowych i pleśni
Rhizopus oligosporus, rzadziej Rhizopus oryzae lub Mucor
indicus.

Produkt o nazwie ogi – otrzymywany
z kukurydzy, w procesie fermentacji uczestniczą szczepy
bakterii Lactobacillus plantarum oraz droŜdŜe Candida
mycoderma, Saccharomyces cereviseae
i Rhodotorula oraz grzyby z rodzaju: Fusarium,
Penicillium i Aspergillus.

2009-10-16

Mikroorganizmy wykorzystywane w produkcji
wędlin fermentowanych i ich funkcja

Grupa

Gatunek

Właściwości

Znaczenie

Bakterie
fermentacji
mlekowej
(LAB)

L.plantarum
L.sakei
L.curvatus
Pediococcus
acidilactici
P.pentosaceus

produkcja kwasu
mlekowego

-hamowanie rozwoju
mikroflory chorobotwórczej
i technologicznie szkodliwej,
-wydłuŜenie okresu
trwałości,
-przyspieszenie formowania
barwy,
-przyspieszenie suszenia,
-tworzenie aromatu
i smaku

Katalazododatnie
ziarniaki

S.carnosus

S.xylosus

Micrococcus
varians

Redukcja
azotanów (V)
Redukcja
azotanów (III)
Wykorzystanie O

tworzenie i stabilizacja
barwy, usunięcie nadmiaru
azotanów (III), opóźnienie
jełczenia, stabilizacja koloru,
tworzenie aromatu i
smaku.

Mikroorganizmy wykorzystywane w produkcji
wędlin fermentowanych i ich funkcja

Grupa

Gatunek

Właściwości

Znaczenie

DroŜdŜe

Debaryomyces
hansenii
Candida farnata

Wykorzystanie O

Opóźnienie
jełczenia tłuszczu,
stabilizacja barwy,
tworzenie aromatu
i smaku

Pleśnie

Penicillium
nalgiovense
Penicillium
chrysogenum

Porost
powierzchniowy,
wykorzystanie O
utlenianie
mleczanu, rozkład
białek i
aminokwasów

Hamowanie
niepoŜądanej
mikroflory na
powierzchni
kiełbas, jednolite
osuszanie kiełbas,
opóźnienie
jełczenia,
stabilizacja barwy,
tworzenie aromatu
i smaku

2009-10-16

Mleczne napoje fermentowane nowej generacji

Lactobacillus casei defensis (DN114001)
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus
Streptococcus thermophilus

Wiele krajów Europy

Actimel®

Lactobacillus casei Shirota

Japonia, Holandia

Yakult®

Lactobacillus rhamnosus GG

Finlandia, Holandia

Vifit®, Gefilus®

Lactobacillus reuteri
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus paracasei
Bifidobacterium longum Bb46 i 12

Szwajcaria

Symbalance ®

Streptococcus thermophilus
Enterococcus faecium K77D

Dania, UK, Finlandia,
Niemcy

Gaio®

Lactobacillus rhamnosus GG
Lactobacillus acidophilus
Streptococcus thermophilus
Bifidobacterium bifidum

Szwajcaria, Niemcy

Aktifit®

Bifidobacterium animalis 173010
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus
Streptococcus thermophilus

Wiele krajów Europy

Activia ®

Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus paracasei
bifidobakterie

Niemcy, Norwegia,
Japonia, Szwajcaria

ABC®-Ferment,

Miru-Miru

Mikroorganizmy

Kraj

Produkt

Klasyfikacja technologiczna wyróŜnia 4 typy szczepionek
mleczarskich

Szczepionki typu N (O) przeznaczone do produkcji sera
cheddar, feta i innych serów bez oczek, o zwartej
strukturze. W składzie tych szczepionek znajdują się
szczepy gatunku Lactococcus lactis ssp. cremoris oraz
ssp.lactis niezdolne do fermentacji cytrynianów.

2. Szczepionki typu B (L) przeznaczone do produkcji

twarogów, serów topionych i innych serów z niewielką
liczbą oczek lub bez nich. W składzie tych szczepionek
poza bakteriami Lactococcus lactis znajdują się takŜe
aromatyzujące szczepy z gatunku Leuconostoc
mesenteroides ssp.cremoris i Ln.mesenteroides
ssp.dextranicum.

2009-10-16

Klasyfikacja technologiczna wyróŜnia 4 typy szczepionek
mleczarskich

Szczepionki typu D o wysokiej aktywności

aromatotwórczej, przeznaczone szczególnie do produkcji
śmietany. W składzie, poza bakteriami kwaszącymi,
znajdują się takŜe szczepy odmiany diacetylactis.

4. Szczepionki typu BD (LD) przeznaczone do róznych

mlecznych produktów fermentowanych, szczególnie masła
oraz serów twarogowych i półtwardych.
W składzie tych szczepionek występują zarówno szczepy
kwaszące Lactococcus lactis, wraz z odmianą diacetylactis,
jak i gatunków Leuconostoc cremoris ssp. cremoris
i ssp.dextranicum.

Skład szczepionek przeznaczonych do produkcji mleczarskiej

Produkt

Stosowane bakterie

masło, śmietana, niektóre
mleczne napoje fermentowane,
sery twarogowe, sery
dojrzewające miękkie i
półtwarde (z oczkowaniem)

L.lactis ssp. lactis
L.lactis ssp. lactis cremoris
L.lactis ssp. lactis var.disacetylactis
Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris
Leuconostoc mesenteroides ssp.
dextranicum

jogurt

Streptococcus thermophilus
Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus

kefir

Ziarna kefirowe
Szczepionka kefirowa

2009-10-16

FUNKCJA SZCZEPIONEK W PRODUKCJI MLECZNYCH
WYROBÓW FERMENTOWANYCH:

Wytworzenie kwasy mlekowego i innych metabolitów
nadających produktom odpowiednie cechy
organoleptyczne;

Koagulacja białek mleka;

Przyspieszenie synerezy skrzepu mleka;

Tworzenie gazu podczas produkcji serów (oczkowanie
serów);

Przemiany proteolityczne;

Hamowanie rozwoju mikroorganizmów niepoŜądanych,
co warunkuje trwałość i bezpieczeństwo zdrowotne
produktów;

Ograniczenie zawartości laktozy oraz przemiany innych
składników mleka zwiększających wartość odŜywczą tego
surowca.

Probiotyki

- Ŝywe lub pozostające w stanie anabiozy

kultury z rodzaju Lactobacillus, Propionibacterium,
Pediococcus, Lactococcus, Enterococcus i Leuconostoc
oraz niektóre grzyby Aspergillus i droŜdŜe, głównie
z rodzaju Saccharomyces, Candida, zdolne do trwałego
zasiedlania organizmu lub przechodzenia w stanie Ŝywym
przez przewód pokarmowy.

2009-10-16

Obni

anie aktywno

ci enzymów fekalnych, zapobieganie

biegunkom po radioterapii, leczenie obstrukcji

Lactobacillus
acidophilus NCFB
1748

Ochrona przed zaburzeniami jelitowymi, leczenie biegunek
rotawirusowych, utrzymywanie w równowadze mikroflory
jelitowej, obni

anie aktywno

ci enzymów fekalnych,

ochrona przed mutagenami pokarmowymi, pozytywne
efekty w leczeniu raka p

cherza moczowego, wspomaganie

układu odporno

ciowego we wczesnych stadiach raka

okr

ęŜ

nicy, brak wpływu na system immunologiczny

zdrowych osobników, leczenie obstrukcji

Lactobacillus
casei Shirota

Kolonizacja przewodu pokarmowego, obni

enie

aktywno

ci enzymów fekalnych, ochrona przed

biegunkami po antybiotykoterapii, leczenie i zapobieganie
biegunkom rotawirusowym, leczenie powracaj

cych

biegunek spowodowanych przez Clostridium difficile,
ochrona przed ostrymi biegunkami, leczenie choroby
Crohna i dzieci

cego artretyzmu reumatoidalnego,

wła

ciwo

ci antagonistyczne w stosunku do bakterii

wywołuj

cych próchnic

bów.

Lactobacillus
rhamnosus GG
(ATCC 53013)

Efekty zdrowotne

Szczep

Szczepy o udokumentowanych właściwościach probiotycznych

Szczepy o udokumentowanych właściwościach
probiotycznych

Stymulacja układu odporno

ciowego, zapobieganie i

leczenie infekcji jelitowych, zmniejszenie cz

sto

ci i

skrócenie czasu trwania ostrych biegunek u dzieci, dobra
prze

ywalno

ść

oł

dku i dwunastnicy

Lactobacillus casei

defensis DN 114 001

Wysoka prze

ywalno

ść

oł

dku i dwunastnicy.

Pozytywne efekty w skróceniu pasa

u jelitowego

pokarmu, szczególnie u osób starszych.

Bifidobacterium
animalis

DN 173 010

Adherencja do komórek ludzkiego jelita, stymulacja
układu odporno

ciowego, pozytywne efekty w leczeniu

nie

ytów przewodu pokarmowego, antagonizm w

stosunku do Helicobacter pylori

Lactobacillus
johnsonii

(La1) (NCC533)

Ochrona przed mutagenami pokarmowymi, utrzymanie w
równowadze mikroflory jelitowej, ochrona przed
biegunkami

Bifidobacterium
breve Yakult

Obni

enie aktywno

ci enzymów fekalnych, wysoka

aktywno

ść

ββββ

-galaktozydazy, dobra prze

ywalno

ść

przewodzie pokarmowym

Lactobacillus
acidophilus NCFM

(Salminen, 1996; Saxelin i Kopela, 1996; Mattila-Sandholm i Salminen, 1998; Dunne et al., 1999; Saarela et al., 2000, materiały
Danone Vitapole)

2009-10-16

Generacje mlecznych napojów fermentowanych

Generacja

Opis

Fermentacja spontaniczna, prowadzona przez
mikroorganizmy stanowiące zanieczyszczenie
mleka, stosowana od 4000 do 9000 lat, zaleŜnie
od rejonu świata

Fermentacja w wyniku zaszczepienia mleka
szczepionką zawierającą określone
mikroorganizmy, stosowana od około 1900 r.

III

Fermentacja w wyniku zaszczepienia mleka
szczepionką zawierająca wyłącznie lub
dodatkowo bakterie izolowane z jelit i naleŜące
do rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium,
stosowana od około 1980 r.

Fermentacja z udziałem bakterii probiotycznych
o, udokumentowanych w badaniach klinicznych,
właściwościach poprawy zdrowia człowieka,
stosowana od około 1990 r.

Technologia produkcji napojów fermentowanych IV
generacji

System I.

System I. Oddzielna hodowla zakwasów

Oddzielna hodowla zakwasów

Fermentacja

Produkt

A – zakwas tradycyjny, np. jogurtowy
B – zakwas bakterii probiotycznych

2009-10-16

Technologia produkcji napojów fermentowanych IV
generacji

System II. Oddzielna fermentacja i mieszanie gotowych produktów

Fermentacja

Produkt

Zakwasy

A – zakwas tradycyjny, np. jogurtowy
B – zakwas bakterii probiotycznych

Technologia produkcji napojów fermentowanych IV
generacji

System III.

System III. Dodatek zagęszczonej szczepionki do produktu po
fermentacji

Fermentacja

Produkt

A –

zakwas tradycyjny, np. jogurtowy

B –

szczepionka zag

szczona bakterii

probiotycznych

Zakwasy

2009-10-16

Podział fermentowanych napojów mlecznych
w zaleŜności od wykorzystanej mikroflory czynnej:

TYP I produkowane z uŜyciem mezofilnych paciorkowców z
rodzaju Lactococcus (produkcja kwasu mlekowego) i
Leuconostoc (biosynteza związków aromatu, głównie
diacetylu); (kwaśne mleko, maślanka, skandynawskie napoje
fermentowane).

Produkty typowe dla krajów skandynawskich oraz Europy Środkowej i

Wschodniej. Charakteryzują się łagodnym, lekko kwaśnym smakiem,
maślanym aromatem, konsystencją zwartą, niekiedy ciągliwą.

TYP II szczepy wykorzystywane w ich produkcji to

najczęściej Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus izolowane
ze spontanicznie ukwaszonego mleka.

Produkty popularne w Bułgarii i w Azji Mniejszej (bułgarskie kwaśne

mleko, syuzuma).

Podział fermentowanych napojów mlecznych
w zaleŜności od wykorzystanej mikroflory czynnej:

TYP III produkowane z uŜyciem termofilnych
paciorkowców i pałeczek mlekowych (Lactobacillus
bulgaricus, Streptococcus thermophilus).
Napoje tego typu były tradycyjnie produkowane w
Azji Wschodniej i południowo-wschodniej Europie
(jogurt, leben, ayran, dahi, gioddu itp.).

TYP IV produkowane z wykorzystaniem mieszanych

populacji róŜnych mezofilnych lub termofilnych bakterii
mlekowych w połączeniu z droŜdŜami (głównie naleŜą
do rodzajów Kluyveromyces, Candida i Sacharomyces)
(kefir, kumys, brano, huślanka, Ŝętyca).

2009-10-16

Funkcje bakterii fermentacji mlekowej
w wyrobach mleczarskich:

ObniŜenie zawartości laktozy;

Wzrost zawartości wolnych aminokwasów i witamin
z grupy B;

Zwiększenie przyswajalności białek, Ca, Zn, Fe, Cu i P;

ObniŜenie zawartości cholesterolu w wyrobach
mleczarskich do 50 %;

ObniŜenie własności immunogennych mleka.

Funkcje bakterii fermentacji mlekowej
w innych wyrobach spoŜywczych:

Eliminowanie naturalnych związków
spoŜywczych w surowcach; hemaglutynina
fasoli

Rozkład oligosacharydów powodujących
wzdęcia np. stachioza roślin strączkowych

Wzrost zawartości wit. B2 i niacyny

Wzrost zawartości wolnych aminokwasów

Poprawa przyswajalności Fe, Zn, Ca.

2009-10-16

Krioprotektanty redukują uszkodzenia komórek
podczas ich zamraŜania i rozmraŜania.

Efekt ochronny polega na ograniczeniu krystalizacji wody i
przeciwdziałaniu wzrostowi stęŜenia soli w zamraŜanych
komórkach.

Do krioprotektantów naleŜą:

-glukoza;

-disacharydy-sacharoza, laktoza, trehaloza;

-polisacharydy-skrobia, guaran, karagen, inulina,

-aminokwasy;

-kwasy karboksylowe-kwas cytrynowy

-syntetyczne polimery-polidekstroza.

Szanse, perspektywy i zagroŜenia stosowania
mikroflory przewodu pokarmowego w produkcji
Ŝywności

Z dokonanej analizy danych dotyczących bezpieczeństwa
spoŜywania produktów zawierających Lactobacillus i
Bifidobacterium wynika, Ŝe bakterie te mają małe zdolności
patogenne (brak jakichkolwiek sygnałów o wywoływaniu
infekcji).

Na rynku jest coraz więcej produktów probiotycznych. Są
one powszechniej akceptowane przez konsumentów jako
nieodzowny składnik diety współczesnego człowieka.

2009-10-16

Znaczenie bakterii fermentacji mlekowej

Antagonizm w stosunku do patogenów człowieka

Znoszenie nietolerancji laktozy

Działanie antycholesterolowe

Aktywność antynowotworowa

Działanie immunomodulacyjne

Działanie antyalergiczne

Zapobieganie osteoroporozie

Zapobieganie próchnicy

Przekonanie konsumentów o korzystnym wpływie

ywności probiotycznej na organizm człowieka

powoduje, Ŝe producenci Ŝywności wprowadzają na
rynek nowe produkty o właściwościach
prozdrowotnych.

W Polsce do niedawna w bakterie probiotyczne

najczęściej wzbogacane były mleczne napoje
fermentowane. Ostatnio probiotyki moŜna znaleŜć w
sokach owocowych, mleku i kaszkach dla niemowlat, a
nawet czekoladzie.