Rola drobnoustrojów w produkcji żywności.

Beata Chabłowska, Katarzyna Piasecka-Jóźwiak, Krystyna Stecka

Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Warszawa

Wytwarzanie żywności przez człowieka ma swój początek ok. 10 tys. lat p.n.e. na Bliskim

Wschodzie w okresie tzw. rewolucji neolitycznej, kiedy to plemiona ludzkie stopniowo

porzucały koczowniczy tryb życia i zajęły się uprawą roli oraz hodowlą zwierząt.

Zwiększenie ilości dostępnej żywności pociągnęło za sobą konieczność opracowania metod

jej konserwowania w celu przedłużenia trwałości i umożliwienia przechowywania produktów.

Rozwijanie metod konserwowania polegało na zbieraniu doświadczeń i obserwacji. Bardzo

wcześnie w produkcji żywności człowiek wykorzystywał nieświadomie działalność

mikroorganizmów, głównie w procesach fermentacyjnych, w wyniku których powstają tak

podstawowe produkty jak: pieczywo, sery, fermentowane napoje mleczne, kiszonki

warzywne, piwo, wino, spirytus, fermentowane wyroby mięsne.

Najważniejsze grupy drobnoustrojów uczestniczące w produkcji żywności to bakterie

fermentacji mlekowej i drożdże oraz – w znacznie mniejszym stopniu – niektóre gatunki

pleśni.

Fermentowanie - kiszenie - surowców roślinnych (a także pochodzenia zwierzęcego) jest

jedną z najważniejszych metod przetwarzania żywności, którego efektem jest nie tylko

utrwalanie, lecz także uzyskanie nowych produktów o innych niż surowiec właściwościach

organoleptycznych. W zależności od regionu geograficznego kiszonki sporządzane są

z bardzo różnych surowców roślinnych. W Europie są to głównie kapusta i ogórki,

w mniejszych ilościach kisi się buraki, czosnek, marchew, seler, cebulę, patisony, pomidory,

a nawet grzyby. Fermentacji często poddawane są również soki warzywne z buraków,

pomidorów, selera, pietruszki i marchwi. Takie produkty, ze względu na obecność żywych

bakterii mlekowych, reklamowane są jako probiotyczne.

W wielu krajach świata – np. Grecji, Hiszpanii, Portugalii, Włoszech, Turcji, Maroku,

Tunezji, Chile, Argentynie, Australii – kisi się oliwki, zarówno zielone, jak i czarne, w celu

usunięcia z nich substancji goryczkowych. Oliwki, które spotykamy w handlu, są właśnie

produktem poddanym uprzednio procesowi fermentacji.

W krajach afrykańskich istnieje wiele regionalnych odmian fermentowanych produktów

wytwarzanych z dostępnych tam roślin. Do najbardziej popularnych kiszonek należą: gari –

otrzymywane w wyniku fermentacji manioku a także ogi, sporządzane z fermentującej mąki

kukurydzianej oraz sorgo lub prosa. Ogi jest w tym regionie świata potrawą śniadaniową

dorównującą popularnością płatkom śniadaniowym cornflakes w USA i jest powszechnie

dostępne w handlu w postaci gotowego produktu, nadającego się do podgrzania w kuchence

mikrofalowej. Kolejne egzotyczne potrawy kiszone to pochodzące z Afryki Zachodniej enam

ne-setaakye, sporządzane z siekanych ryb, cebuli, słodkich ziemniaków, imbiru i soli,

a następnie fermentowane przez 120 godzin, lub koreańskie kimchi – produkt uzyskiwany

głównie w wyniku kiszenia kapusty chińskiej, wzbogacany takimi dodatkami jak ogórki,

rzodkiewka, mlecz, szpinak, cebula, kabaczki, a także owoce morza, orzechy, ryż lub mąka

pszenna.

Kiszonki, popularne w Polsce od stuleci, są obecnie szeroko polecane przez dietetyków

i lekarzy ze względu na swoje właściwości prozdrowotne. Są przy tym niskokaloryczne, gdyż

zawierają znacznie mniej cukrów niż warzywa. Zawierają kwas mlekowy, który nie tylko

nadaje produktom przyjemny, orzeźwiający smak, lecz także obniża pH w jelitach, co stwarza

korzystne warunki dla rozwoju naturalnej mikroflory jelitowej, hamuje rozwój bakterii

gnilnych, pomaga oczyścić przewód pokarmowy z toksyn i wspomaga trawienie. Enzymy

syntetyzowane przez naturalną mikroflorę jelitową mają zdolność do rozkładania

powstających w przewodzie pokarmowym związków potencjalnie kancerogennych do

substancji obojętnych dla zdrowia. Kiszonki są źródłem błonnika, który utrudnia

przyswajanie tłuszczów i reguluje perystaltykę jelit zapobiegając zaparciom, są także cennym

źródłem witaminy C i witamin z grupy B. W kiszonkach warzywnych występują związki

o charakterze antyoksydantów, które wspomagają organizm w obronie przed działalnością

wolnych rodników. Wolne rodniki są naturalnie powstającymi w organizmie związkami

zawierającymi aktywne formy tlenu, zdolne do reagowania z biologicznymi składnikami

komórki, co prowadzi do uszkodzeń ich struktury i funkcji, a w efekcie do zmian w materiale

genetycznym, mogących być przyczyną nowotworów. Wartość antyoksydacyjna kiszonek,

np. kiszonej kapusty, może być dwukrotnie wyższa niż świeżych warzyw. Dane

epidemiologiczne wskazują, że w krajach Dalekiego Wschodu, np. w Korei, zachorowalność

na raka jelita grubego jest wielokrotnie niższa niż w Europie, co przypisuje się

systematycznemu, codziennemu spożywaniu kimchi, w ilości średnio 300 g dziennie na

osobę. Tę samą rolę może i powinna spełniać w naszej diecie kiszona kapusta.

Swoje prozdrowotne i organoleptyczne właściwości kiszonki zawdzięczają procesowi

fermentacji prowadzonemu przez bakterie fermentacji mlekowej. Jest to zróżnicowana grupa

bakterii gram-dodatnich, całkowicie lub względnie beztlenowych, naturalnie występujących

w surowcach roślinnych, mleku, surowym mięsie, a także stanowiących naturalną i pożądaną

mikroflorę błon śluzowych oraz jelit człowieka i zwierząt. Do grupy bakterii fermentacji

mlekowej należą takie rodzaje jak Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, Carnobacterium,

Oenococcus, Weissella, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Tetragenococcus

i Vagococcus. W procesach fermentacji żywności uczestniczą prawie wszystkie z nich za

wyjątkiem trzech ostatnich. Głównym produktem metabolizmu tej grupy drobnoustrojów jest,

w przypadku bakterii homofermentatywnych, kwas mlekowy, oraz – w przypadku gatunków

heterofermentatywnych – także kwas octowy i niewielkie ilości innych kwasów

organicznych, takich jak np. kwas propionowy lub mrówkowy. W procesie powstawania

kiszonek główną rolę pełni kwas mlekowy, który szybko obniża pH środowiska,

uniemożliwiając lub ograniczając rozwój innych, niepożądanych w kiszonkach grup

drobnoustrojów, w tym również drożdży i pleśni. Podczas fermentacji mlekowej oprócz

kwasu syntetyzowane są również w niewielkich ilościach inne metabolity takie jak: diacetyl,

aldehyd octowy, alkohol etylowy, n-propanol, alkohole amylowe czy też acetoina, które

nadają kiszonkom specyficzne właściwości smakowo-zapachowe. W procesie powstawania

kiszonek fermentowanych w sposób tradycyjny (spontaniczny) uczestniczy bardzo bogata

mikroflora składająca się niejednokrotnie z kilkudziesięciu, a nawet powyżej stu szczepów

bakterii fermentacji mlekowej odpowiadających za charakterystyczny, niepowtarzalny smak

produktów.

Warto wiedzieć, że w różnych krajach świata kisi się tak rozmaite produkty jak np. ryby

(zwłaszcza w Skandynawii), odpady rybne, głownie pochodzące z sardynek, w celu

pozyskania wysokobiałkowej paszy dla zwierząt, lub kakao - w celu poprawy twardości

i smaku czekolady.

Drugą grupą drobnoustrojów pełniących zasadniczą rolę w produkcji żywności są drożdże.

O ile w kiszonkach roślinnych stanowią one mikroflorę niepożądaną, o tyle powstawanie

większości innych produktów będących wynikiem fermentacji byłoby niemożliwe bez

współdziałania bakterii fermentacji mlekowej i drożdży. Jednym z najważniejszych

środowisk, w którym mamy do czynienia ze współdziałaniem tych grup drobnoustrojów, są

zakwasy piekarskie.

W ostatnich latach zauważalnie wzrosło zainteresowanie konsumentów smacznym, wolnym

od wszelkich syntetycznych dodatków, tradycyjnie przygotowanym pieczywem. Istnieją

różne lokalne, a nawet rzemieślnicze (zależne od piekarni) odmiany ciast zakwasowych.

Ciasto zakwasowe powstaje w wyniku fermentacji mąki, prowadzonej przez bakterie

fermentacji mlekowej i drożdże. Naturalne zakwaszenie i aromatyzacja ciast, będąca

wynikiem metabolizmu obu grup mikroorganizmów, składa się na niepowtarzalne cechy

sensoryczne pieczywa. Sposób otrzymywania pieczywa zakwasowego jest bardzo różnorodny

w zależności od regionu geograficznego i tradycji kulturowych. Różne rodzaje chlebów

i bułek pszennych wypiekanych z ciast ukwaszanych są charakterystyczne dla krajów rejonu

Morza Śródziemnego, natomiast pieczywo przygotowywane z udziałem mąki żytniej

(w różnych proporcjach do mąki pszennej lub będącej jedynym surowcem) oraz jęczmiennej

dla Europy Środkowej, Wschodniej i Skandynawii. We Włoszech zakwasy stosowane są

w około 30% pieczywa, w wyniku czego powstaje ponad 200 różnych typów wypieków.

Pieczywo zakwasowe wytwarzane było tradycyjnie na Północy Europy by zagospodarować

mąkę żytnią, natomiast na południu kontynentu proces fermentacji z udziałem LAB

stosowano do polepszenia cech technologicznych mąki niskiej jakości. We Francji

najpopularniejsze pieczywo zakwasowe nosi nazwę pain au levain, we Włoszech madre lub

biga. Tradycyjne włoskie ciasteczka Panettone lub Pandoro są otrzymywane z udziałem

ciasta zakwasowego.

Szeroko

znany chleb „San Francisco” jest również pieczywem pszennym

o charakterystycznym kwaśnym zapachu, zawartość syntetyzowanych podczas fermentacji

kwasów octowego i mlekowego pozostaje w nim w stosunku 3:7.

Technologia dominującego na polskim rynku pieczywa mieszanego (około 65 % pieczywa

w ogóle), ze względu na udział maki żytniej, wymaga poddania ciasta ukwaszaniu. Mąka

żytnia, inaczej niż pszenna, stosowana jako surowiec „wymusza” zakwaszanie ciast, w celu

uzyskania ich odpowiedniej struktury. W tym celu stosowane są między innymi tzw. gotowe

kwasy piekarskie, jednak najlepsze rezultaty daje prowadzenie fermentacji ciasta przy udziale

odpowiednio dobranych bakterii fermentacji mlekowej na przykład w postaci odpowiednio

dobranej kultury starterowej tj. „szczepionki” bakterii lub bakterii i drożdży. Ulegają

wówczas nagromadzeniu określone ilości kwasów organicznych – głównie mlekowego

i octowego. Ich ilość powstająca w czasie procesu fermentacji zależy m.in. od rodzaju

zastosowanych bakterii mlekowych, od ich proporcji wobec drożdży i sposobu prowadzenia

ciasta (rzadsza lub bardziej zbita struktura) oraz temperatury fermentacji. Bakterie

Lactobacillus fermentum syntetyzują najwięcej kwasu mlekowego w temperaturze 35º C

natomiast w przypadku Lactobacillus brevis różnica pomiędzy ilością kwasu powstającego

w temperaturze 25° i 35º C jest nieznaczna. Kwasy organiczne wpływają na wytworzenie

właściwej struktury ciasta oraz działają regulująco na aktywność układu amylazo-

skrobiowego.

W czasie fermentacji powstają również, głównie za sprawą drożdży, różne związki

aromatyczne wpływające na właściwości smakowo-zapachowe pieczywa. Tradycyjna metoda

wytwarzania pieczywa żytniego i mieszanego wymaga prowadzenia procesu fermentacji

w sposób

wielofazowy, przy pomocy tzw. kwasów spontanicznych (naturalnie

fermentujących) lub zaczątków oddzielonych z fermentującego zakwasu.

Jakość pieczywa otrzymanego w wyniku fermentacji jest zatem wyższa - charakteryzuje się

ono lepszym smakiem i aromatem, co jest związane z syntetyzowaniem przez drobnoustroje

wielu metabolitów takich jak kwasy organiczne, egzopolisacharydy i/lub enzymy, które

wykazują pozytywny wpływ na teksturę pieczywa i opóźniają jego starzenie. Fermentacja

prowadzona przez mikroorganizmy powoduje także podwyższenie wartości odżywczej

wyrobów. Rozwiązaniem, stosowanym w celu pogodzenia wymogów nowoczesnych

i w pełni zautomatyzowanych piekarni przemysłowych z zachowaniem jakości sensorycznej

pieczywa jest wykorzystanie kultur starterowych o składzie zaprojektowanym odpowiednio

do oczekiwanego efektu.

Ze względu na różnorodność rzemieślniczą i regionalną ciasta kwaśne są źródłem różnych

rodzajów bakterii fermentacji mlekowej i drożdży. Wśród czterdziestu zidentyfikowanych

gatunków bakterii występujących w ciastach zakwasowych większość należy do rodzaju

Lactobacillus i reprezentowanych w mniejszej liczbie Lactococcus, Pediococcus, Weissella

i Leuconostoc. Niektóre gatunki bakterii są charakterystyczne dla zakwasów, tak jak

wyizolowane z ciast i opisane w ostatnich latach jako mikroflora autochtoniczna L. pontis,

L. panis, L. paralimentarius, L. frumenti, L. mindensis, w najbliższym czasie można

oczekiwać scharakteryzowania kolejnych bakterii tej grupy.

W ciastach zakwasowych zidentyfikowano aż 23 gatunki drożdży w większości należące do

rodzaju Saccharomyces i Candida. W zakwasach fermentujących naturalnie dominują różne

rodzaje drożdży w zależności od proporcji mąki (pszenna i żytnia), temperatury prowadzenia

i czasu fermentacji. Identyfikacja przeprowadzona metodami analizy DNA wykazała

obecność Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, Candida humilis. Wśród drożdży

izolowanych z naturalnie fermentujących ciast pszennych występowały szczepy należące do

S. cerevisiae, Pichia membranaefaciens, Yarrowia lipolytica i Debaryomyces hanseni.

Gatunkiem najczęściej izolowanym z ciast a więc dobrze adaptującym się do jego środowiska

jest S. cerevisiae W starterach stosuje się S. cerevisiae i S. exiguus oraz drożdże z rodzaju

Candida i Torulopsis, które biorą udział w kształtowaniu cech smakowo-zapachowych

pieczywa.

Ciasto zakwasowe jest kompleksowym biologicznym systemem, którego właściwości

zależą od wielu różnych czynników, jak składniki ciast, rodzaj mikroflory, warunki procesu,

w tym temperatura, mieszanie, czas fermentacji. Jedne z nich wpływają na fermentację

bezpośrednio, inne mają wpływ pośredni poprzez regulację metabolizmu mikroorganizmów.

Każda z grup drobnoustrojów, czynnych w procesie fermentacji, spełnia określone zadanie

i dopiero suma ich oddziaływań pozwala uzyskać dojrzały zakwas, a potem chleb

o odpowiednich parametrach.

Innym interesującym środowiskiem, w którego powstawaniu uczestniczą drożdże i bakterie

fermentacji mlekowej jest otrzymywany metodą tradycyjnej fermentacji kefir, którego

właściwości są wynikiem metabolizmu drobnoustrojów bytujących w tzw. ziarnach

kefirowych. Ziarna kefirowe są tworami naturalnie powstającymi podczas mieszanej

mlekowo-alkoholowej fermentacji mleka. Ich zasadniczą masę stanowią: skrzep kazeiny,

produkty hydrolizy białek mleka i węglowodanowe śluzowe substancje wytwarzane przez

bakterie - głównie polisacharyd zwany kefiran, będący polimerem D(-)glukozy

i D(+)galaktozy. W masie tej osadzone są komórki różnych szczepów bakterii fermentacji

mlekowej i drożdży oraz produkty ich autolizy, tworząc rodzaj zooglei. Liczbowo stosunek

drożdży do bakterii waha się w granicach 1:10 - 10:50, pod względem składu jakościowego

spotyka się tu: homo i heterofermentatywne pałeczki mlekowe z rodzaju Lactobacillus,

homofermentatywne paciorkowce mezofilne z rodzaju Lactococcus, heterofermentatywne

paciorkowce mlekowe z rodzaju Leuconostoc, termofilne homofermentatywne paciorkowce

mlekowe z rodzaju Streptococcus, bakterie octowe z rodzaju Acetobacter oraz drożdże nie

fermentujące laktozy z rodzaju Saccharomyces i fermentujące laktozę z gatunku Candida

kefir i rodzaju Kluyveromyces.

Populacja ziaren kefirowych charakteryzuje się dużą stabilnością - ziarna te zachowują się

jak jeden organizm i są zdolne do namnażania się i przekazywania swoich cech następnym

"pokoleniom". Właściwość ta przez wielu autorów uważana jest za wynik ścisłej symbiozy

bakterii mlekowych i drożdży tworzących ziarna kefirowe i została opisana już w XIX wieku.

Współcześnie prowadzone są badania mające na celu wyjaśnienie podstaw tej symbiozy.

Między innymi wykazano, że bakterie mlekowe izolowane z ziaren kefirowych na ogół nie są

zdolne do wzrostu w pożywkach laboratoryjnych zawierających monosacharydy. Obecne w

ziarnach

kefirowych szczepy drożdży najprawdopodobniej dostarczają witamin,

aminokwasów i czynników wzrostowych bakteriom fermentacji mlekowej, natomiast same

wykorzystują produkty końcowe metabolizmu bakterii jako źródło węgla. Obecnie na świecie

wytwarzanych jest szereg mlecznych napojów fermentowanych takich jak jogurty, kefiry,

maślanka itp., które są produkowane przy użyciu wyłącznie wybranych szczepów bakterii

fermentacji mlekowej. Globalizacja przyczynia się popularyzacji w świecie nowych,

egzotycznych rodzajów żywności, na przykład ciekawostkę stanowi fakt, że ze względu na

swoje walory, kefir zaczęto obecnie popularyzować w RPA.

Liczne gatunki drożdży i bakterii fermentacji mlekowej są również bardzo ważnymi

składnikami mikroflory prawie wszystkich rodzajów serów, głównie serów dojrzewających,

także produkowanych z udziałem pleśni. Są to tak znane gatunki serów jak francuski

Camembert, hiszpański ser Armada, portugalski Serra da Estrela czy włoskie Pasta Filata

i Pecorino Sardo. W zależności od regionu geograficznego w serach dojrzewających spotyka

się bakterie z rodzajów Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc i Enterococcus oraz drożdże

z gatunku Saccharomyces cerevisiae i różne gatunki z grupy tzw. non-Saccharomyces Yeasts.

W Polsce są to głównie Candida famata, C. sphaerica, C. intermedia, C. kefyr, Geotrichum

penicillatum i Yarrowia lipolytica. W serach produkowanych metodami tradycyjnymi

w regionie Morza Śródziemnego dominują takie gatunki jak Kluyveromyces marxianus,

K.lactis, C. kefyr, Debaryomyces hansenii, C. famata, C. colliculosa, C. catenulata.

Podobnym składem gatunkowym charakteryzuje się mikroflora serów dojrzewających

produkowanych w Danii, Francji, Austrii i w Niemczech. Badacze holenderscy wymieniają

również takie gatunki jak Torrulaspora delbruecki, Rhodotorula glutinis i Cryptococcus

albidus.

Kolejną gałęzią przemysłu spożywczego, w której niezbędna okazała się obecność

specyficznych gatunków bakterii fermentacji mlekowej i drożdży, jest produkcja wędlin

fermentowanych typu salami i szynek surowych, naturalnie dojrzewających. Różne rodzaje

tych wędlin, tradycyjnie wytwarzane w rejonie Morza Śródziemnego już od czasów

starożytnego Rzymu, zdobyły sobie olbrzymią popularność i są produkowane na całym

świecie. Przykładem włoskich wędlin fermentowanych jest Cianscolo. W celu skrócenia

procesu fermentacji oraz uzyskiwania odpowiedniego smaku, barwy, a także trwałości tych

produktów, niezbędne stało się (tak jak w przypadku pieczywa i serów) wprowadzenie do ich

produkcji na dużą skalę kultur starterowych. W procesie fermentacji mięsa bardzo dużą rolę

odgrywają bakterie, szczególnie z grupy bakterii mlekowych. Jednakże okazało się, iż

stosowanie kultur starterowych zawierających wyłącznie bakterie nie zapewnia wędlinom

fermentowanym właściwego smaku, zapachu i barwy – wędliny te nie zdobyły sobie uznania

konsumentów. Prowadzone od lat 70-tych XX wieku badania naturalnej mikroflory mięsa

surowego oraz wędlin fermentujących wykazały, że znaczną rolę – szczególnie w procesie

dojrzewania tych produktów – odgrywają liczne gatunki drożdży należące do rodzajów:

Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Galactomyces, Pichia, Rhodotorula, Torulaspora

i Trichosporon, a także niektóre garunki pleśni. Obecnie w kulturach starterowych do

produkcji wędlin fermentowanych najczęściej jest stosowany gatunek Debaryomyces hansenii

oraz niektóre formy Candida famata. Drożdże te nadają wędlinom właściwy kolor (poprzez

hamowanie działania peroxydaz niszczących czerwony barwnik mięsa) i intensyfikują

aromat. Enzymatyczna (lipolityczna i proteolityczna) aktywność drożdży z gatunków takich

jak np. Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii, Candida utilis i innych jest

odpowiedzialna za powstawanie licznych prekursorów związków aromatu w wędlinach

fermentowanych.

Oprócz prowadzenia fermentacji ciasta najlepiej znanym zastosowaniem drożdży jest ich

wykorzystanie do produkcji różnego rodzaju wyrobów alkoholowych – piwa, wina, wódek.

Warto zaznaczyć, że również podczas fermentacji ciasta prowadzonej przez drożdże

głównymi produktami fermentacji są alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Najważniejszym

gatunkiem drożdży wykorzystywanym do fermentacji alkoholowej jest Saccharomyces

cerevisiae które pełnią również kluczową rolę w produkcji różnych gatunków wina. Drożdże

innych gatunków, obecne w surowcu, nie są w stanie samodzielnie fermentować moszczu.

Jednakże ich obecność w procesie fermentacji, tak samo jak w przypadku serów

dojrzewających czy wędlin fermentowanych, ma znaczny wpływ na sensoryczne właściwości

wina w wyniku tworzenia związków aromatu. Dlatego, pomimo wprowadzania starterów do

inicjowania fermentacji także i w winiarstwie (w postaci suszonych kultur wybranych

szczepów drożdży przemysłowych) nadal wielu znawców uważa, że dominacja jednego

gatunku czy też szczepu drożdży prowadzi do zubożenia tradycyjnych, charakterystycznych

dla danego regionu cech wina. W produkcji win gronowych bardzo ważną rolę pełni również

szczep bakterii fermentacji mlekowej Oenococcus oeni, prowadzący fermentację jabłkowo-

mlekową następującą po fermentacji alkoholowej prowadzonej przez drożdże. Od aktywności

metabolicznej tego szczepu zależy końcowa jakość organoleptyczna francuskich win

gronowych, w tym win typu szampańskiego.

Bardzo popularnym na zachodzie Europy fermentowanym napojem niskoalkoholowym jest

cydr - fermentowany sok jabłkowy. Powstaje on przede wszystkim w wyniku aktywności

metabolicznej drożdży lecz również przy współudziale bakterii fermentacji mlekowej.

Drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae pełnią również istotną rolę w produkcji piwa.

Ponadto w kształtowaniu smaku i aromatu tradycyjnie produkowanego piwa uczestniczą

gatunki należące do rodzajów Candida, Brettanomyces i Saccharomycopsis. Wykazano

również, że dodatek kultur starterowych drożdży z gatunku Geotrichum candidum w procesie

słodowania wpływa korzystnie na rozluźnienie cytolityczne słodu (znacznie lepiej niż

stosowanie formaliny) oraz stanowi skuteczną ochronę ziarna jęczmienia przed grzybami

toksynotwórczymi. Obecność drożdży G. candidum w procesie słodowania znacznie redukuje

ilość ochratoksyny A, niebezpiecznej dla zdrowia człowieka toksyny syntetyzowanej przez

pleśń.

Kolejnym produktem zawdzięczającym swoje własności smakowo-zapachowe procesom

fermentacji jest sos sojowy, popularny obecnie nie tylko w kuchni azjatyckiej, ale na całym

świecie. Kluczową rolę w jego fermentacji odgrywają różne gatunki bakterii fermentacji

mlekowej oraz drożdże, np. z gatunków Zygosaccharomyces rouxii i Candida versatilis.

Drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae są głównym organizmem odpowiedzialnym za

produkcję spirytusu. W procesach gorzelniczych, szczególnie przy produkcji alkoholu dla

celów spożywczych, mikroflorą niepożądaną są bakterie fermentacji mlekowej

odpowiedzialne za syntezę toksycznego związku – akroleiny – praktycznie nie dającego się

oddzielić od alkoholu etylowego.

Białko uzyskiwane z komórek drożdży piekarskich charakteryzuje się korzystnym składem

aminokwasów egzogennych zbliżonym do składu białka jaja kurzego, uznanego przez FAO

za wzorzec żywnościowy. Dlatego też od lat biomasę drożdży próbuje się wykorzystać jako

niedrogie źródło białka w żywieniu ludzi i zwierząt, do produkcji dodatków smakowo-

zapachowych oraz dodatków poprawiających wartość odżywczą wyrobów spożywczych –

wzbogacających żywność w białko, witaminy i mikroelementy.

W obecnych czasach przy produkcji żywności na skalę przemysłową nie jest możliwe

prowadzenie procesów fermentacyjnych w sposób spontaniczny jedynie przy udziale

mikroflory endogennej, pochodzącej z surowca. Powszechnie stosowane są kultury

starterowe, czyli czyste kultury drobnoustrojów o zróżnicowanym składzie gatunkowym

dobranym zarówno do surowca, jak i do produktu. Ich stosowanie pozwala producentom

żywności uniknąć - prowadzących do znacznych strat ekonomicznych - zakażeń mikroflorą

niepożądaną. W ostatnich latach coraz częściej w skład kultur starterowych włączane są

szczepy bakterii fermentacji mlekowej i drożdży naturalnie występujące w określonych

procesach fermentacyjnych. Ma to służyć zachowaniu charakterystycznego, tradycyjnego

smaku żywności, do którego przyzwyczajeni są konsumenci, oraz zachowaniu specyfiki

produktów regionalnych.

Literatura:

1. Asiedu M., Sanni A.J., 2007, "Chemical composition and microbiological changes during

spontaneous of starter culture fermentation of enam ne-setaakye, a West African

fermented fish-carbohydrate product", European Food Research and Technology; 215(1):

8-12,

2. Caplice E., Fitzgerald G.F., 1999, Food fermentation:role of microorganisms in food

production and preservation. Int. Journal of Food Microbiology, 50:131-139

3. Catzeddu P., Piu P., Sanna M., Raffo A., Sinesio F., Moneta E., Pepario M., Farris G.

(2003): A mixed starter obtained from sourdough compared to bakers yeast for the

production of traditional bread. Second International Symposium on Sourdough from

Fundamentals to Applications, Brussels, Belgium, Editor Luc DE VUYST, 77.

4. Corin A., Coulon F., Charpentier M, 2004, "Diferentiation des souches d'Oenococcus

oeni responsables de la fermentation malolactique des vins par PCR RAPD multiplex",

en Resumes de Communications de 13

eme

Colloque des Bacteries, Nantes, 8-10

Septembre, p.27,

5. Czapski J., 2007, "Wpływ procesów przetwórczych na właściwości antyoksydacyjne

owoców i warzyw", Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny; 11: 8-9,

6. Faid M., Zouiten E., Elmarrakchi A., Achkari-Beidouri A., 1997, "Biotransformation of

fish waste into a stable feed ingredient", Food Chemistry, 60(1): 13-18,

7. Feuillat M., Bidan P., Rosier Y. (1977): Croissance des bacteries lactiques a partir des

principaux constituants azotes du vin. Annales de Technologie Agricole 26, 435–444.

8. Fleet G. H. (2002): The biodiversity of yeasts in the production of foods and beverages.

Tenth international symposium on yeasts., Papendal, Arnhem, The Netherlands,

Symposium Book p.4.

9. Foszczyńska B., Dziuba E., Stępniewicz R. (2002): Wpływ drożdży Geotrichum

candidum na rozluźnienie słodu jęczmiennego. Wykorzystanie drożdży w przetwórstwie

żywności- tradycja i przyszłość, Materiały Konferencji AR we Wrocławiu, 6-7 czerwca,

62.

10. Freitas-Schwan R., 1998, "Cocoa fermentation conducted with a defined microbial

cocktail inoculum", Appl. and Env. Microbiol., 64(4): 1477-1483,

11. Freudenreich E. (1896): Bakteriologische Untersuchungen über den Kefir. Zentralblatt

für Bakteriologie II, Abt. 3, 47–54.

12. Gardini F., Suzzi G., Lombardi A., Galgano F., Crudele M.A., Andriglretto C., Schirone

M., Tofalo r. (2001): A survey of yeast in traditional sausages of southern Italy. FEMS

Yeast Research 1, 161-167.

13. Gardner N.J., Savard T., Obermeier P., Caldwell G., Champagne C.P., 2001, "Selection

and characterization of mixed starter cultures for lactic acid fermentation of carrot,

cabbage, beet and onion vegetable mixtures", International Journal of Food

Microbiology, 64: 261-275),

14. Gatto V., Torriani S., Dellagio F. (2003): Microbial Population changes in Sourdough

fermentation Monitored by Analysis of 16S and 26S rRNA Gene Fragments. Second

International Symposium on Sourdough from Fundamentals to Applications, Brussels,

Belgium, Editor Luc DE VUYST, 21.

15. Grazia L., Suzzi G., Romano P., Guidici P. (1989): The yeast of meat products. Yeast 5,

495-499.

16. Hansen A., Hansen B. (1996): Flavour of sour dough wheat bread crumb. Zeitschrift fur

Lebensmittel Untersuchung und Forschung, 202(3), 244–249.

17. Kiszczuk T., 2001, "Owoce, warzywa i zdrowie", Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-

Warzywny; 9: 27-28.

18. Kostinek I., Specht I., Edward V.A., Schilinger U., Hertel C., Holzapfel W.H., Franz

C.M.A.P., 2005, "Diversity and technological properties of predominant lactic acid

bacteria from fermented cassava used for the preparation of gari, a traditional african

food", 2005, Systematic and applied microbiology; 28(6): 527-540),

19. Łaniewska-Moroz

Ł., 1998, "Wykorzystanie bakterii fermentacji mlekowej

w fermentowanych sokach warzywnych", Materiały Szkoły Letniej Bakterie Fermentacji

Mlekowej – klasyfikacja, metabolizm, genetyka, wykorzystanie", Ciechocinek, str.23,

20. Lücke F.K. (1986): Microbiological processes in manufacture of dry sausage and raw

ham. Fleischwirtshaft 66, 1505-1509.

21. Moszczyński P., 2002, "Warzywa antyrakowe", Zdrowa żywność i zdrowy styl życia;

4(58): 9-10,

22. Otogalli G., Resmini A., Volonterio G. (1973): Composizione microbiologica, chimica ed

ultrastructura dei granuli di kefir. Annali di Microbiologica 23, 109.

23. Oura E., Soumalainen H., Viskari R. (1982): Breadmaking. In Economic Microbiology,

Volume 7, A. H. Rose (Ed.), Academic Press, New York pp. 87–146.

24. Prillinger H., Moluar O., Elishaseo-Lechner F., Lopandic K. (1999): Phenotypic and

genotypic identyfication of yeast from cheese. Antonie Van leenwenhoek, May; 75(4),

267-283.,

25. Romano P., Ricciardi A., Sadzano G., Suzzi G. (2001): Yeast from Walter Buffalo

Mozzarella, a tradicional cheese of the Medditerranean area. Int. J. Food. Microbiol., Sep

19; 69(1-2), 45-51.

26. Rossi J. (1978): The kefir micro - organisms: the yeast / I microorganismi del kefir: I

leetivi. Scienza e Tecnica Lattiero - Caseana 29, 59–67.

27. Rutkowski A., Gwiazda S., Dąbrowski K., Czapski J., Kamiński E., Pluta A.; 1997,

"Substancje dodatkowe i składniki żywności", Agro & Food Technology, Warszawa,

str.13-19),

28. Skiba-Czajgucka A., Chrzanowska J., Juszczyk P., Wojtanowicz M. (2002): Ocena

uzdolnień hydrolitycznych drożdży izolowanych izolowanych serów Rokpol.

Wykorzystanie drożdży w przetwórstwie żywności- tradycja i przyszłość, Materiały

Konferencji AR we Wrocławiu, 6-7 czerwca,

29. Spicher G., Brummer J. (1993): Baked goods. Praca zbiorowa: Enzymes, Biomass, Food

and Feed, Biotechnology Edited by H. J. Rehm and G. Reed in cooperation with A. Püler

and P. Stadler, Volume 9. Volume Editors G. Reed, T. W. Nagodawithana, VCH, 241–

321.

30. Staszewska E., Janik M. (1999): Zastosowanie kultur starterowych w piekarstwie.

Przegląd Piekarski i Cukierniczy, 2, 6–9.

31. Stępniewicz R., Lenart D., Wojtanowicz M., Foszczyńska B., Dziuba E., Kostecki M.

(2002): Biologiczna ochrona ziarna jęczmienia przed grzybami toksynotwórczymi.

Wykorzystanie drożdży w przetwórstwie żywności- tradycja i przyszłość, Materiały

Konferencji AR we Wrocławiu, 6-7 czerwca, 63.

32. Tavaria F.K., Dahl S., Carballo F.J., Malcata F.X., 2002, "Aminoacid catabolism and

generation of volatiles by lactic acid bacteria", Journal of Diary Science, 85(10): 2462-

2470,

33. Teniola O.D., Holzapfel W.H., Odunfa S.A., 2005, "Comparative assesment of

fermentation techniques useful in processing of ogi", World Journal of Microbiology and

Biotechnology; 21(1): 39-43,

34. Walczak P. (1998): Mikroorganizmy ziaren kefirowych. Materiały szkoły letniej:

"Bakterie fermentacji mlekowej - klasyfikacja, metabolizm, genetyka, wykorzystanie";

Ciechocinek, 18–22 maj 1998.

35. Ward H. M. (1892): The gingerbeer plant and the organisms compositing of fermentation

yeast and bacteria. Philosophical Transactions of The Royal Society of London.

Biological Sciences, 183, 125–197.

36. Welthagen J.J., Viljoen B.C. (1998): Yeast profile in Gouda cheese during processing and

ripenig. Int. J. Food Microbiol., Jun. 16; 41(3), 185-194.

37. Wood B.J.B., Hodge M.M. (1985): Yeast-lactic acid bacteria interaction and their

contribution

to

fermented

foodstuffs,

Microbiology

of

Fermented

Foods,

Ed. Wood B. J. B., 263–293, London: Elsevier Applied Science.