18.12.2008
27.01.09 - Egzamin godz. 10:00
WAŻNIEJSZE PROCESY FERMENTACYJNE
- homofermentacja - powstaje jeden produkt końcowy
- hetero fermentacja - powstaje więcej niż jeden produkt końcowy
Fermentacje tlenowe |
Fermentacje beztlenowe |
octowa |
alkoholowa |
Fermentacja mlekowa
- właściwa fermentacja mlekowa
warunki: względnie beztlenowe
Homofermentacja:
C6H12O62CH3-CHOH-COOH + 17 kcal.
(kwas mlekowy)
Strepcotococcus lactis, Lactobacillus
- rzekoma fermentacja mlekowa
zachodzi w mleku i w materiale roślinnym
Heterofermentacja:
C6H12O6CH3-CHOH-COOH + CH3-CH2OH + CO2
(kwas mlekowy) (alkohol etylowy)
lub
CH3-COOH (kwas octowy)
COOH-CH2-CH2-COOH (kwas bursztynowy)
H2
Escherichia coli, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus brevis
Mikroflora napojów mlecznych
- kwaśne mleko - Streptococcus lactis
- kwaśna śmietana - Streptococcus cremoris
- jogurt - Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus
- biogurt - Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus
- kefir - ziarna kefirowe: Betabacterium caucasicum + Torula kefir
0,6% kwasu mlekowego, 0,7% alkoholu i 0,1% CO2
- kumys - Lactobacillus bulgaricus, Torula kumys
1,5% kw. mlekowego, 1,5-3% alkoholu, 0,8% CO2
Inne zastosowania bakterii mlekowych:
- twaróg - Lactococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus, S. thermophilus
- sery twarde - kazeina ścinana równocześnie przez enzymy laboratoryjne przez kultury bakteryjne
Podpuszczka - z żołądków cieląt
Sery:
- edamski - Lastococcus diacetylactis, Leuconostoc cremoris
- ementaler - propionibacterium
- parmesan - Lactovacillus
- cheddar - Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris
- camembert - Penicillum camemberti
- roquefort - Penicillum requeforti
- limburger - Brevibacterium
Lakcid -Lactobacillus acidophilus, produkują laktocidynę
Kwas mlekowy do celów spożywczych I przemysłowych - Lactobacillus casei, L.bulgaricus
Zakwaszanie ciasta do produkcji chleba żytniego - L. plantarum, L. coryniforms
Wędliny (salami, serwolatka) - różne szczepy bakterii mlekowych i mikrokoków
Maślarstwo - zwiększenie wydajności otrzymywanego masła oraz nadanie odpowiedniego smaku i aromatu Leuconostoc (produkuje aromatyczną acetoinę)
Produkcja kiszonek - Leuconostoc, Lactobacillus plantarum
4,2 pH - najbardziej optymalne zakwaszenie produktu roślinnego.
FERMENTACJA PROPIONOWA
warunki: beztlenowe
substraty: sole kwasu mlekowego (mleczany), cukry proste
Heterofermentacja:
Kwas mlekowy -2H kwas pirogronowy -CO2 aldehyd octowy
kwas mlekowy +2H kwas propionowy
aldehyd octowy + XX kwas ostowy
Drobnoustroje:
Propionibacterium acidi propinici, Propionibacterium freudenreichii, Propionibasterium jenseni
Zastosowanie:
- odpowiedzialne za dojrzewanie twardych serów podpuszczkowych przez nadanie swoistego smaku, zapachu i pikantności
- tworzenie w masie serowej tzw. oczek prze wydzielający się CO2
- w kiszonkach - zwiększają aromat, trwałość, produkują vit. B12
FERMENTACJA MASŁOWA
warunki: beztlenowa
substraty: cukry proste, skrobia, pektyny, celuloza, glikogen, dekstryny
Heterofermentacja:
produkty: aceton i butanol (powstają w największej ilości), etanol, kwas masłowy, octowy, mrówkowy, CO2, H2
drobnoustroje: Clostridium tyrobutyricum, Clostridium butyricum, Clostridium felsineum
Znaczenie:
- produkcja rozpuszczalników chemiczny
- roszarnictwo
- w glebie polepszanie warunków wodno - powietrznych przez wydzielanie CO2 i H2; przez mineralizację dostatecznie źródeł energii i pokarmu dla drobnoustrojów
- chorobotwórcze - C. botulinum, C. tetani (laseczka tężca)
- szkodniki w kiszonkarstwie, produkcji serów twardych
FERMENTACJA ALKOHOLOWA
warunki: beztlenowa
substraty: cukry proste lub dwucukry
Heterofermentacja:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + glicerol
etanol (produkt uboczny)
Gorzelnictwo: Saccharomycer cerevisiae (górnej fermentacji)
Surowiec: ziemniaki, melasa (uboczny produkt przy produkcji cukru z buraków cukrowych)
Rozparowane ziemniaki + słód zbożowy (enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do cukrów prostych)przycierek + H2SO4wyjałowienie przycierku zaszczepienie drożdżamiprzelanie do zacieru głównegofermentacja [2-3 doby] zacier odfermentowany (8-9%)destylacja surowy spirytus (92-94%)[odczyszczenie z fuzli]rektyfikacja
Browarnictwo: Saccharomyces cerevisiae (dolnej lub górnej fermentacji), Mucor racemosusu (w krajach tropikalnych)
Jęczmień dwurzędowysłodowaniewysuszenie+H2Ocukrowanie (rozkład skrobi do maltozy) brzeczka + szyszki chmielowewarzeniefiltracjaschładzanie do ok. 5oC+drożdżefermentacja (5-10oC) [kilkanaście dni] leżakowanie (2oC) [ok. 90 dni] wysycenie CO2
Fermentacja górna - kożuch, przebiega dłużej
Fermentacja dolna - osad, przebiega krócej
Szkodliwe drobnoustroje:
- bakterie octowe, mlekowe lub ziarniaki Sarcina - zmętnienie piwa
- Pediococcus cerevisiae - nieprzyjemny smak i zapach
Winiarstwo: Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces ellipsoideus)
moszcz + drożdże fermentacja młode wino leżakowanie [kilka miesięcy, cicha fermentacja] (odkwaszenie - redukcja kwasów organicznych, procesy oksydoredukcyjne - bukiet)
Szkodliwe drobnoustroje:
- Microccocus variococcus, Lactobacillus gracilis - zmętnienia
- Lactobacillus trichodes, bakterie octowe - zbyt duża zawartość alkoholu
- Candida utillis, C. tropicalis - nieprzyjemny smak i zapach
FERMENTACJA OCTOWA
warunki: tlenowe
substraty: alkohol etylowy
Homofermentacja:
CH3CH2OH + O2 CH2COOH + H2O + en.
(kwas octowy)
Drobnoustroje: Acetobacter acteti, A. pasteurianus, Gluconobacter
Znaczenie: produkcja octu spirytusowego (12%) i winnego 7%
Szkodliwe drobnoustroje:
- Acetobacter aceti ssp. xylinum - utlenia kw. octowy, produkujący śluz - ograniczenie dopływu powietrza
- Mycoderma vini - utlenia kwas octowy do CO2 i H2O
- węgorek octowy - pożera bakterie octowe i powoduje ciemnienie gotowego produktu
FERMENTACJE PLEŚNIOWE
warunki: tlenowe
substraty: węglowodany
produkty: kwas cytrynowy, mrówkowy, galusowy, winowy, szczawiowy, preparaty enzymatyczne (pektyno lityczne, amylolityczne, celulaza, proteolityczne), antybiotyki
Drobnoustroje: Aspergillus Niger, A. oryzae, Trichoderma, Penicillum
Znaczenie: wykorzystanie produktów do celów spożywczych i przemysłowych