Fermentacje beztlenowe! (2), Mikrobiologia


Fermentacja alkoholowa

Wywołują gl drozdze z rodz Saccharomyces. Z plesni: Rhizopus,Mucom,Odium,Monilia.Mucor i Hizopu,Bakterie: Thermobacterium mobile znalazly zast w prod alkoholu etylowego.

Fermentacja alk wlasciwa zachodzi pod wpływem kompleksu enzymow zawartych w drozdzach,tzw.zymazy.rownanie Gay-Lussaca ujmuje bilans fermentacji alkoholowej: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 +118,43 kj lub C12H22O11 +H2O2C6H12O6- sacharoza 2C6H12O64C2H5OH+ 4CO2+2x118,43kj

Fer alk znalazla zastosowanie w gorzelnictwie,piwowarstwie,piekarnictwie

Drozdze gorzelnicze cechuja sie krotkim okresem fermentacji,duza czystością otrzymanego alkoholu bez produktow ubocznych oraz max wydajnością etanolu w stosunku do jednostki uzytego surowca,którym sa węglowodany

Piwowarskie-saccharomyces uvarum(drozdze dolnej ferment czyli szybko osiadające na dnie tanku podczas ferment głównej w odróżnieniu od drozdzy gornej ferment cerevisiae które zbieraja sie w dużej ilości w pianie.”dolne” prowadza dlugotrwala ferment która przebiega w niskiej temp(8-10C)

Winiarskie-(saccharomyces cerevisiae varietes ellipsoideus).rozne rasy drozdzy dobierane sa w zaleznowsi od składu chemicznego moszczu i typu wina,które chcemy otrzymac.ferment wina jest dluga(kilka tyg)

Piekarskie-(cerevisiae) cechuje je duza aktywność w prowadzeniu procesow ferment ciasta,a co za tym idzie zdolność do wytwarzania dużej ilości CO2 z cukrow zawartych w mace uzytej do wypieku pieczywa. CO2 wywoluje spulchnianie ciasta. Zdolnoosc ferment drozdzy w stosunku do cukrow,określać można dwona sposobami:1)oznaczanie czasu podnoszenia ciasta wlg Polskiej Normy lub metoda berlinska; 2) oznacz zdolności wytwarzania CO2 z cukrow w roztw wodnych roznymi sposobami

Produkcja glicerolu-drozdze w war beztlenowych produkuja z cukrow alkohol etylowy w środowisku kwasnym. W przypadku pozostawienie nie zmienionych warunkow beztlenowych,uzycia tego samego organizmu drobnoustrojow,lecz podwyższenia pH z 4,5 do 8,5 można zaobserwowac przemiane która przejdzie w kierunku glicerolu i spadnie wydajność etanolu i ditlenku wegla. Wzrosc zaw aldehydu ostowego w podlozu który tworzy sie w miejsce alkoholu etylowego. Badania Neuberga wykazaly ze tworzący sie aldehyd octowy mkozna zablokowac przed dodanie do podloza kwasnego siarczanu sodu. W produkcji wina zawsze towarzysza uboczne przemiany a wśród nich przemiana glicerynowa(zachodzi w niewielkich ilościach.dodatek związków zasadowych(NaHCO3,Na2HPO4) do zacieru tez powoduje wytwarzanie sie glicerolu

Mlekowa-bakterie fermenta mlekowej naleza gl do rodz Lactococcus i Lactobacillus, odznaczaja sie one brakiem przetrwalnikowania czyli zdolności ruchu,nie wytwarzaja katalazy,nie hydrolizuja zelatyny,nie redukuja azotynow.barwia sie gramdodatnio.wymagaja subst.wzrostowych w postaci witamin z gr B.produkuja kw mlekowy w ilości powyżej 90% ogółem wykorzystanych cukrow.w wyniku ferment cukrow prostych otrzymuje sie kw L-hydroksypropionowy:

C6H12O62CH3CHOH-COOH+94,16kJ

Jak wynika z reakcji podczas czystej fermentacji ze 180g cukru otrzymujemy teoretycznie 180g kw mlekowego.

ferment mlekowa cechuje:brak gazowania wskazujący na stala mase,niewielki spadek gęstości(sacharoza ma c wl 1,58g/cm3 a kw mlekowy 1,25); znaczny wzrost kwasowości(z cukru otzym sie prawie czysty kw mlekowy

powstający kw mlekowy oraz malejace pH hamuje rozwoj bakterii gnilnych oraz masllowych. Mlekowy w przeciwieństwie do octowego jest nieszkodliwy i przyswajalny przez organizm

Wlg Orla_Jansena bakterie ferment mlekowej dzielimy na 3 gr: 1)homofermentatywne,2)heterofermentatywne- gr właściwych bakteri mlekowych; 3)pseudomlekowe-niewlasciwych

Ad1.gr ta obejmuje rodz Lactococcus i Lactobacillus.wykorzystuja one cukry proste i dwucukry.prod prawie czysty kw mlekowy

Ad2.fermentuja oprocz heksoz pentozany i rafinoze. Wytwarzaja oprocz kw mlekowego tez CO2,kw octowy,gliceryne i alkohol etylowy. Spotykamy takie szczepy jak Lactococcus diacetilactis Leuconostoc dextranicus majace zastosowanie w przemysle oraz gat uwazane za szkodniki: Leuconostoc mesenteroides

Ad3 zaliczamy do nich rodz Pedicoccus i Mocrobacterium,bedace najczesc szkodnikami w pros wina piwa itd.obnizaja zaw kwasu jabkowego przez amiane go na kw mlekowy z wydzieleniem Co2.powoduja zmętnienie oraz nadaja prod nieprzyjemny smak i zapach

Zalicza sie rozne rodzaje bakterii homo i heterofermentatywnych:

  1. paciorkowce,opt tempp 25C, produkuja do 1% kwasu:

  1. homo-wlasciwe dla mleka gat Lactococcus lactis,Lactococcus cremoris

  2. hetero-rozwijajace sie na podlozu roslinnym to Lactococcus citrovirus I Pedicoccus diacetilactis

  1. Paleczki,opt temp 35C,prod do 2% kw:

  1. wzrastające na mleku,np.: Lactococcus casei, b) właściwe dla podloza roślinnego: Lactobacillus plantarum czynne przy kiszeniu np.: ogórków

  1. laseczki,opt temp 45C,prod do 3% kwasu: a) właściwe dla mleka-Lactobacillus bulgaricus nie trawiace sernika i trawiace sernik Lactobacillus lactis, B) właściwe dla podloza roślinnego-Lactobacillus delbrucki,przy czym w skali przemysl L.delbrucki przystosowany jest do ferment w temp 50C

w przem mleczarskim obecnie stosuje sie jako czysta kulture bakterie mlekowe do prod napojow mlecznych,masla, serow;w przemysle owocowo-warzywnym do prod kiszonych ogórków i kapusty oraz marynat zastep ocet kw mlekowym;w przem paszowym do utrwalania pasz(ziemniaki,zielonki) przez kiszenie. Z kiszeniem wiaze sie pojecie tzn MIN CUKROWEGO-jest to taka il cukru,która pozwala na otrzymanie odpowiedniej il kw mlekowego niezbędnego do uzyskania w kiszonce pH4,2

przy uzyciu homo termofilow-L.delbrucki-prod sie na skale przemyslowa kwas mlekowy stos jko podloze 10-15% roztwor cukru z dod ok. 0,1 fosforanow lub wyciągu z superfosfatu jako pożywki fosforowej i 2-2,25% kiełków slodowych lub zarodkow pszennych i ok. 0,05% gestwy drożdżowej jako pożywki azotowej oraz jako źródła Wit z gr B

ferm prowadzi sie w temp 50C przy pocz pH 6,2-6,5 przez 5-10 dni.poniewaz powstający kw mlekowy hamuje rozwoj bak mlekowych roztwor należy neutralizowac kreda(CaCO3).innym sposobem zobojętniania kw mlekowego jest dodanie prawie stechiometrycznie wyliczonej kredy w jednej porcji która osiada na dnie tanku. Gdy pH zaczyna spadac wlacza sie mechaniczne mieszadlo i unoszaca sie kreda podnosi pH prawie do obojętnego. Bakterie maslowe znajduja dogodne warunki do rozwoju dlatego przez to można zachamowac rozwoj szkodliwej mikroflory

propionowa- propionibacterium sz gram+,nieruchliwe i nie wytwarzaja przetrwalnikow, sa krotkimi paleczkami.charakteryzuja sie beztlenowym lub względnie beztlenowym trybem zycia. W ich Komorkach obecne sa heminy(układ cytochromowi,katalaza) chociaz niektóre gat sa katalazoujemne.bakterie te wyst najczęściej w żwaczui w jelitach przezuwaczy. Biora udzial w wytwarzaniu kwasow tluszczowych.izoluje sie je w warunkach beztlenowych z pożywki zaszczepionej serem szwajcarskim zaw.mleczan oraz wyciag drożdżowy.najbardziej znane gat to: P.feudenreihii,jemsenii,acidipropionici a inne to: micrococcus lactilticus,clostridium propionicum mikromonospora.

Bakterie kw propionowego uzyskuja energie w procesie fermentacji. Rozwijaja sie one i wytwarzaja kw propionowy na podlozach zaw glukoze, sacharoze ,laktoze i pentoze, a także wykorzystuja do swojego rozwoju kw mlekowy,jabłkowy,gliceryne i inne związki.wytwarz one także Wit B12 a niektóre prod enzymy amylolityczne.Duze znaczenie maja propioniany wapnia i sodu otrzymywane droga fermentacyjna które sa wykorzysta w przemysle spożywczym do utrwalania żywności oraz podnoszenia wart odżywczej ze względu na wzbogacenie wielu artykułów w Wit B12.

Majchrzak zast w przem spoz ferm propionowa.wzbogacenie fermentowanych napojow mlecznych trwałych w Wit B12; uzyskanie chleba niepleniejacego

Kw.propionowy wukkorzystuje sie także do utrwalania mokrego ziarna zborz przeznaczonych na pasze.

3C6H12O64CH3CH2COOH+2CH3COOH+2CO2+2H2O+x kJ

3CH3CHOHCOOH2CH3CH2COOH+CH3COOH+CO2+H2O+xkJ

Jest to ferment propionowo octowa w której kwasy powst w stos 2:1

Maslowa-jest to rozklad cukrow pod wpl enzymow odpowiednich bakterii Pol z wytwarzaniem kw maslowego oraz prod ubocznych.pierwszy proces beztlenowy odkryty przez Pasteura.bakterie z tej gr to Clostridium: pasteurianum,butylicum,amylolyticum,saccharoacetobutylicum.bak fermenta masowej sa laseczkami dużych wymiarow,ruchliwe,perytrichalnie urzęsione gram+,przetrwalnikujace ze zmiana krztaltu tworzące wrzeciona lub bylawki.przetrwalniki kiełkują biegunowo.przed przetrwalnikowaniem b.odkladaja weglowodanowa substancje zapasowa zblizona bydowa do skrobi o nazwie granuloza inaczej jogen. Z plynem Jugola barwi sie na kolor ciemno granatowy.pod względem fizjologicznym sa mezofilami o optimum wzrostu w temp ok. 35C i bezwzględnymi beztlenowcami,niektóre maja zdolność wiazania azotu atmosferycznego,wzbogacaja glebe-pozyteczne.

Bogaty kompleks enzymatyczny pozwala bakteriom maslowym na ferment roznych związków chemicznych-cukry alkohole,dekstryny,insulina skrobia,pektyny,błonnik.bakterie te mogą wyst jako szkodniki-psucie mleka pateryzowanego,psucie i pekanie Serwo,gorzknienie kiszonek i bombaze konserw.

Bilans ferm,et maslowej-C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2CO2+2H2+29,29kJ

Jako produkty uboczne spotyka sie kw octowy i mrowkowy
Przebieg ferment maslowej zalezy od środowiska-obojetne-powstaje kw maslowy; odczyn kwasny-alkohol butylowy i aceton. Aby reakcja poszla w kierunku kw maslowego srod zobojetnia sie kreda

Ferment Maslowa jest silnie gazujaca w związku z tym obserwujemy spadek gęstości,spadek masy nastawu oraz znaczny wzrost kwasowości

Wykrywanie kw maslowego-zapach zjełczałego masla lub przeprowadzenie kw maslowego w ester etylowy o zapachu ananasow. W tym celu 2 cm3 plynu w probowce zadaje sie 0,5 cm# 96% alkoholu etylowego i 1 lub 2 cm3 stez kw siarkowego po zmieszaniu i odgrzaniu powstaje zapach maslanu etylu(ananas).reakcja przebiega wlg równania: CH3CH2CH2COOH+CH3CH2OH(H2SO4) CH3CH2CH2COO-CH2CH3+ H2O.

Wizualnie obecność kwasu określamy na podstawie zabarwienia \jakie tworzy maslan żelazowy w mysl równania:3Ca(C4H7O2)2+2FeCl32Fe(C4H7O2)3+3CaCl2.

Do probowki z 5cm3 odfermentowanej pożywki dodaje sie 2cm 5%chlorku żelazowego po ogrzaniu powstaje zabarwienie brazowe pochodzące od maslanu żelazowego. Ilościowo kw maslowy można ozn przez destylacje z para wodna a destylat miareczkuje sie 0,1 N NaOH wobec fenoloftaleiny.1cm3 o,1 N NaOH odpowiada 0,0088 g kw maslowego.

Oznaczaczanie gęstości w Blg-polega na napełnieniu cylindra badanym roztworem podloza fermentacyjnego, a nastepnie zanurzeniu areometru Bellinga i odczytaniu wyniku na skali zamieszczonej na trzpieniu areometru,który jest wyskalowany w % wagowych.odczyt gest.wykonuje sie zwykle wlg menisku dolnego a w cieczach nieprzezroczystych gornego im wieksza jest gest cieczy tym mniejsze jest zanurzenie areometru,przyrząd powinien być czysty i nie zwilżony inna ciecza. Wynik odczytany w określonej temp należy sprowadzic do tej w której był skalowany

Ozn zaw wolnych kwasow-oznacza sie droga zobojętniania określonej objętości plynu za pomocna lugu sodowego w określonym mianie-normalnosci wobec fenoloftaleiny. Zaw określonego kwasu podaje sie zwykle w g/1dm3. z tego względu ilość zuzytego lugu w przeliczeniu na odpowiedni kwas który zawart jest w podlozu powinna uwzględniać wielokrotność proby pobranej do osznaczenia w stosunku do 1 litra podloza zarówno przed fermentacja jak i po f.

Oznaczanie pH podloza ferment.(kwasowość czynna)przeprowadza sie elektrometrycznie lub kolorymetrycznie. Met kolorymetr.polega na zbadaniu badanego roztworu odpowiednim wskaźnikiem i porównaniu intensywności powstałego zabarwienia ze skala wzorcow przygotowanych na roztworach o znanych wart pH.mozna rowie stosowac paski bibuly wysycane wskaźnikami.

Posługujemy sie pHmetrami.

Hydroliza roztworow cukrow zawartych w podlozach fermentacyjnych

W metodach chemicznych oznaczania cukrow wykorzystuje sie ich właściwości redukujujace wynikające z obecności gr karbonylowych.w materiałach biologicznych najczęściej mamy do czynienia z mieszanina roznych cukrow które maja rozne zdolności redukcyjne dlatego tez trzeba przeprowadzic hydrolize tak aby koncowy wynik moznabylo przeliczyc na odpowiedni cukier. W tym celu 20cm3 badanego roztw przenosi sie ilościowo do kolby miarowej na 100cm# dodaje sie 10cm3 kw solnego o gest 1,25g/cm3 rozcienczonego h2o w stos 1:1 i przez 10 min w temp 68-70C ogrzewa sie w lazni wodnej mieszając. Po hydrolizie należy ochłodzić próbkę i zobojętnić 30% NaOH wobec fenoloftaleiny do barwy amarantowej gdyz samo ozn cukrow czyli proces redukcji miedzi zachodzi w środowisku alkalicznym. Po ponownym ochłodzeniu kolbki z badana proba podloza po hydrolizie i zobojętnieniu należy dopełnić woda dest do kreski

Oznaczanie cukru w aparacie Soczyńskiego

Oznacza sie subst.redukujace zwłaszcza cukry jak również sacharoze po uprzednim przeprowadzeniu inwersji. Metoda ta zastepuje wszystki dotychczas stosowane sposoby osnaczania cukrow i innych subst redukujących oparte na redukcji soli miedziowych.czas samego oznaczania wynosi 5min. Szybkość i łatwość wykonania.

a)zasada metody-polega na dodaniu roztworu zaw cukier redukujący do roztworu alkaliczno miedziowego.cukier ten redukuje miedz z 2 lub 1 wart.aby czerwony Cu2O nie osadzal sie do początkowego alkalicznego roztw dodaje sie żelazocyjanek potasu który daje dobrze rozp związek z miedzia 1 wart.stosuje sie tu bezpośrednie miareczkowanie. Goracy roztwor alkaliczno miedziowy miareczkuje sie w temp ok. 98C roztworem cukru w aparacie w którym nagrzewanie płynów reagujących odbywa sie przez przepuszczenie goracej pary wodnej. Takie ogrzewanie pozwala na analizy w parze wodnej bez dostępu do płynów reagujących powietrze.osiaga sie przy tym mieszanie płynów bez miejscowego przegrzania oraz utrzymanie stalej temp podczas analizy. Wskaźnikiem jest blekim metylenowy który traci niebieski kolor w koncowym momecie miareczkowania.

Ozn zawart alkoholu etylowego

Polega ono na wygotowaniu alkoholu z podloza hodowlanego drozdzy lub zacieru fermentacyjnego i odprowadzeniu do pluczki z dichromianep potasu w środowisku kwasnym. W tych warunkach nastepuje utlenienie alkoholu do kw octowego za pomoca dichromianu potasu przy czym K2Cr2O7 oznacza sie jodometrycznie po uprzednio dodaniu KI i odmiareczkowaniu wydzielonego jodu roztworem tiosiarczanem sodu.

3C2H5OH+K2Cr2O7+8H2SO43CH3COOH+Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O

K2Cr2O7+6KI+7H2SO44K2SO4+Cr2(SO4)3+3I2+7H2O

I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6 na podstawie zuzytego roztworu tiosiarczanu sodu odczytuje sie z tablic zaw alkoholu etylowego wyrazona w % objetosciowych.

Wzgledne beztlenowce paleczki (-) nieprzetrwalnikujace escherichia coli, proteus vulgaris, salmonella,shigella,serratia

Tlenowce laseczki (+) przetrwalnikujace bacillus subtilis, bacillus cereus, bacillus anthracis,

Beztlenowce laseczki (+) przetrwalnikujace clostridium butyricum, clostridium perfringes, clostridium sporagenes,clostridium tetani, clostridium botulinum

Tlenowce ziarniaki (+) nieprzetrwalnikujace micrococcus luteus, misrococcus caseolyticus

Tlenowce lub wzgledne beztlenowce ziarniaki(+) nieprzetrwalnikujace staphylococcus aureus,

Wzgledne tlenowce lub beztlenowce ziarniaki (+) nieprzetrwalnikujace streptococcus pyogenes, agalactis, lactis, mitis, faecalis, salivarius, cremoris

Wzgledne beztlenowce paleczki (+) nieprzetrwalnikujace lactobacillus delbrucki,lactis helveticus, acidophilus, brevis

Wzgledne beztlenowce drobne paleczki(+) nieprzetrwalnikujace propioni bacterium theoni, acidipropionici

Tlenowce paleczki (-) nieprzetrwalnikujace psedomonas fluorescens, acetobacter aceti,acetobacter xylinum.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Fermentacja mlekowa, Mikrobiologia
4-fermentacja beztlenowa, sprawozdania
fermentacja beztlenowa 2014-2015, Biotechnologia PŁ, Biotechnologia środowiska
Fermentacja mlekowa, Mikrobiologia
DIAGNOSTYKA MIKROBIOLOGICZNA BAKTERII BEZTLENOWYCH, Ratownicto Medyczne, MIKROBIOLOGIA
Mail beztlenowe, II rok, Mikrobiologia
Fermentacja alkoholowa i octowa, Mikrobiologia
11 - beztlenowce, materiały ŚUM, III rok, Mikrobiologia
BAKTERIE BEZTLENOWE, GUMed, Medycyna, Mikrobiologia, Mikrobiologia, Mikrobiologia
mikrobiologia fermentacja alkoholowa
mikrobiologiawykady, fermentacja
DIAGNOSTYKA MIKROBIOLOGICZNA BAKTERII BEZTLENOWYCH, Ratownicto Medyczne, MIKROBIOLOGIA
klimek Ochab, mikrobiologia przemysłowa,Fermentowane surowce roślinne
Żymańczyk Duda, mikrobiologia, ODDYCHANIE BEZTLENOWE
Podział mikrobów G(+) G( ) tlenowe beztlenowe rzęski
Mikrobiologia przemyslowa opracowanie fermentacja mlekowa i masłowa

więcej podobnych podstron