Biotechnologia – wd2 15.10.2009

Technologie fermentacyjne przemysłu:

• Owocowo – warzywnego,

• Piekarskiego

• Mięsnego

• Mleczarskiego,

• Piwowarskiego

• Winiarskiego

• Spirytusowego

Technologie fermentacyjne (funkcje, właściwości):

• Przedłużają okres przydatności do spożycia, utrwalają surowce,

• Nadają produktom korzystne cechy organoleptyczne, smakowe.

• Zwiększają właściwości prozdrowotne produktu poprzez obecności mikroorganizmów,

• Wytwarzają substancje: acetylocholinę,

• Otrzymywanie związków chemicznych spożywanych metodami biologicznymi

• Zachowana witamina C 25 +- 40mg/100g

Kwasy organiczne produkowane metodami fermentacyjnymi:

• Mlekowy (z rodz. Lactobacillus)

• Propionowy (propinobacterium)

• Octowy

• Cytrynowy

• Masłowy

Fermentacja – utlenianie związków organicznych bez udziału tlenu atmosferycznego, gdzie akceptorem wodoru są związki organiczne. Fermentacja może być:

• Beztlenowa (alkoholowa, mlekowa, propionowa, masłowa)

• Tlenowa czyli utleniająca (octowa, cytrynowa) ;p

• Inne fermentacje:

  • „dzikie” – zachodzą żywiołowo pod wpływem różnych gatunków drobnoustrojów

  • Właściwe (szlachetne) – wywołane przez określony gatunek drobnoustrojów wprowadzany do środowiska w postaci czystej kultury szczepionki).

Produkty fermentacyjne: kapusta kwaszona, ogórki kwaszone

Kwaszenie warzyw przez zastosowanie fermentacji mlekowej.

Utrwalanie jest spowodowane rozwojem bakterii fermentacji kwasu mlekowego.

Produkty kwaszone – sok z buraka ćwikłowego, sok z buraka i selera, sok z kapusty. Kwaszenie jest jedną z najstarszych metodą konserwowania warzyw. Soki kwaszone oraz kiszonki zachowują wiele cennych składników odżywczych zawartych w surowcach.

W porównaniu z surowce charakteryzują się:

• Wysokimi walorami smakowymi,

• Stosunkowo wysoką zawartości witaminową

• Pozytywnymi cechami zdrowotnymi, ponieważ bakterie fermentacji mlekowej nie wytwarzają szkodliwych dla zdrowia zawiązków, a ich metabolizm hamuje rozwój bakterii patogennych

• Niską kaloryczności gotowego wyrobu i wysoką trwałością.

Kwaszenie polega na fermentacyjnej zmianie cukrów na kwas mlekowy, który obniża pH środowiska i jest jednoczenie sam w postaci niezdysocjowanej jest inhibitorem wielu drobnoustrojów. W WYNIKU FERMENTACI I GRAOMADZENIA SIĘ KWASU pH SPADA PONIŻEJ 4,2 – 3,5

W kiszeniu konieczne jest minimum cukrowe - najmniejsza zawartość cukru w suchej masie surowca pozwalająca na otrzymanie w wyniku fermentacji mlekowej takiej ilości kwasu, aby pH wynosiło 4,2 takie pH zabezpiecza kiszonki przez rozwojem bakterii gnilnych i masłowych.

Dodatek: 2-3% NaCl – ułatwia widzialnie soku z poszatkowanej kapusty poprzez różnicę ciśnienia osmotycznego w tkance kapusty i w roztworze soli:

• Zmienia strukturę wewnątrz tkanek,

• Tworzy smak i zapach

• Hamuje rozwój mikroorganizmów

Wpływ tanin i fitocydów na rozwój mikroflory oraz nadanie smaku i zapachu

Dodatki: liście chrzanu, wiśni, dęby, marchew. Mają ukierunkować proces fermentacji, nadać smak i zapach produktowi. pH świeżej kapusty 6,5

FERMENTACJA

ETAP I

20’C, 2-3% NaCl, 5 dni, pH 4

Ziarniaki gazujące: leuconostoc mesenteroides; Lactoccocus lactis.

Wytwarzanie dwutlenku węgla (budzenie się soku), estry I kwasy: masłowy, propionowy, bursztynowy, octowy.

Lactobacillus brevis

ETAP II

10-16 dni 15;C pH3,5

ETAP III

Spowolnienie procesu fermentacji (dofermentowanie) wytwarzanie kwasu mlekowego I octowego (Lactobacillus. brevis)

Kwaszona kapusta zawiera: kwas mlekowy 1,5%, kwas octowy ,3

5, alkohol etylowy 0,4%, pH 3,4-3,5

Wady kapusty:

• Niska kwasowość kapusty kiszonej powodowana jest:

  • Niską temperaturą fermentacji

  • Mała zawartością cukru,

  • Niewłaściwym składem mikroflory

• Duża kwasowość powodowana jest : nadmiernym odfermentowaniem cukru

• Ciemnoszara barwa powodowana kontaktem z tlenem atmosferycznym.

OGÓRY

Etapy fermentacji:

• Wytwarzanie gazów H₂ i CO₂

• Entero bacter

• Wytwarzanie alkoholu etylowego i CO₂

• Wytworzenie kwasu mlekowego:

  • Leuconostoc mesenteroides

  • Lactobacillus brevis

  • Latobacillus plantarum

Bacillus mesentericus (utrata jędrności ogórków), biało kremowa warstwa powierzchni (drożdże i pleśnie)

Kwaszenie innych warzyw i owoców: - ogórki, buraki, pomidory, jabłka, grzyby.

Procesowi kwaszenia Moza poddawać surowce zawierające:

• Węglowodany

• Substancje azotowe (białkowe)

• Składniki mineralne,

• Mające niezbyt dużą kwasowość

Kiszenie buraków ćwikłowych gotowanie w skórkach obieranie krojenie na części zalanie roztworem 8% NaCl lub dodanie szczepionki (zalewa wczesnej zafermentowana)

Kiszenie pomidorów – całe owoce w rożnym stadium dojrzałości, przyprawy: estragon, pieprz turecki (24%). Pomidory zielone 6-10% NaCl, pomidory czerwone 8-12% NaCl. Zalewa stanowi 40% masy pomidorów, końcowe stęknie soli 3-6%, kwasowość 0,75 – 2%.

Kiszenie grzybów – o twardym i zwięzłym miąższu, np. rydze, borowiki, gąski.

Etapy: przebranieoczyszczeniesortowaniemycieblanszowaniechłodzenie3% NaCl oraz 1 do 1,5% cukru w kiszonce.

Ciasta żytnie i mieszane (…)

Zachodzi fermentacja mlekowa i alkoholowa. Fermentacja jest procesem samorzutnym, wywołanym przez drobnoustroje zawarte w mące. Mąka z wodą w temp. (…)

Po 30 godzinach od rozpoczęcia procesu w cieście jest około 40% gatunków bakterii wprowadzonych z mąką, a po kolejnych 24 godzinach - 10%. W celu wyselekcjonowania drobnoustrojów mieszamy cisto, w celu usunięcia metabolitów hamujących rozwój i DIOSTARCAMY mąkę. Bakterie uczestniczące w ukwaszaniu ciast żytnich to bakterie Lactobacillus. Dodawane bakterie i drożdże nazywane są ZAKWASEM (kultury starterowe).

NA JAKOŚĆ WPŁYWA:

• Konsystencja - im luźniejsza tym szybszy przebieg procesu,

• Temperatura – decyduje o szybkości przebiegu procesu ukwaszania ciasta i fermentacji alkoholowej.

Fermentacja samoczynna przebiega pod wpływem drobnoustrojów znajdujących się w mące. Końcowa (rozrost) do uformowania ciasta.

Ukwaszanie ciasta żytniego (prowadzenie ciasta):

1. Zaczątek (zakwas) – faza o największym ilościowym nasyceniu drożdżami i bakteriami kwasu mlekowego. Charakteryzuje się strukturą najmniejszej liczbie porów.

2. Przedkwas – faza, w której następuje ożywienie i rozmnożenie się drobnoustrojów, głownie droższy, którym sprzyja luźna konsystencja ciasta i temp. Procesu 24-26,C. czas utrwalania fermentacji 5-9 godzin. Struktura porowata i luźniejsza konsystencja.

3. Pól kwas – faza rozmnażania drożdży i bakterii kwasu mlekowego w temp. 26-28.C, 5-6 godzin. Pól kwas ma strukturę gąbczastą, konsystencję średnio ścisłą.

4. Kwas – faza konsystencji rozwoju bakterii i droższy z przewagą drożdży, temp. 28-30, C przez 3 godziny. Kwasy sporządzane z mąki wyższego wyciągu (ciemniejszej) należy fermentować w temperaturze wyższej. Struktura kwasu jest głębsza o równomiernych i Doś dużych porach, średnio ścisła konsystencja, smak i zapach winno – kwaśny.

5. Ciasto – jest fazą słabego nagromadzenia się drobnoustrojów i dużego zakwaszenia środowiska. Ciast i dobrych właściwościach posiada taką ilość kwasu, aby ciasto zawierało 50% mąki zawartej w cieście. Ciasto na pieczywo ciemne zakwasza się mniej. Do kwasu dodaje się wodę o temp. 29-31,C pod daniu soli,, mąki ciasto zmniejsza się i poddaje się ponownej fermentacji trwającej 20-30 min (…)

Ciasto pszenne – do jego spulchniania stosuj się drożdże. Otrzymuje się je dwoma metodami:

1. Bezpośrednią (jednofazową) - zachodzi tu fermentacja alkoholowa i mlekowa, przygotowuje się podmioty (rozczynu), proces polega na wymieszaniu mąki, wody, drożdży i poddaniu ciasta fermentacji alkoholowej. Czas trwania 1,5 -3 godziny. Ciasto poddaje się przebijaniu w celu usunięcia z niego dwutlenku węgla i par alkoholu

2. Pośrednią (dwufazową – polega na przygotowaniu PODMŁODY (rozczynu) i wymieszaniu eh z mąką. Tworzy się gluten ( wiąże wodę 70-200% suchej masy glutenu) tworzy strukturę szkieletową. Tak wytworzone ciasto poddaj się fermentacji alkoholowej przez drożdże, w temp. 30.C. pod młode przygotowuje się przez wymieszanie maki, wody i drożdży, czasem cukru i, soli mineralnych. Ciasto poddaje się fermentacji przez kilka godzin.