PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY:

• Procesy fermentacji alkoholowej (prowadzone przy pomocy użycia drożdży z rodzaju Saccharomyces) , np. przemysł winiarski, gorzelniczy

• Procesy fermentacji mlekowej (przy pomocy bakterii fermentacji mlekowej) , np. produkty mleczarskie, kiszone

Cele przeprowadzania fermentacji:

• Utrwalenie produktów spożywczych, a przez to przedłużanie ich okresu przydatności do spożycia

• Nadanie produktom korzystnych cech organoleptycznych

• Zwiększenie właściwości prozdrowotnych produktu, ze względu na obecne mikroorganizmy oraz składniki odżywcze

• Otrzymanie związków chemicznych metodami biologicznymi

PROCESY FERMENTACJI: ( ze względu na użytą mikroflorę)

• Fermentacja spontaniczna (bez dodawania mikroorganizmów, zapewniamy tylko odpowiednie warunki, aby mogło się ono samoistnie rozwinąć, np. kiszenie)

• Fermentacja kontrolowana (prowadzona z udziałem wyselekcjonowanych szczepów)

KULTURY STARTEROWE - preparaty wyselekcjonowanych mikroorganizmów dodawanych do surowców żywnościowych w celu zapoczątkowania i prowadzenia fermentacji kontrolowanej, jednocześnie umożliwiające nadanie produktom właściwego smaku, zapachu, barwy i struktury. Np. drożdże

Zastosowanie czystych kultur zapewnia:

• Powtarzalność cech i pożądaną jakość produktu

• Zachowania zadanego przebiegu fermentacji

• Odpowiednią ekonomikę produkcji

• Minimalizację ryzyka sanitarnego (uniemożliwiony jest rozwój niepożądanej mikroflory, gwarantując bezpieczeństwo wyrobu)

METODY UTRWALANIA:

• Suszenie (liofilizacja lub suszenie rozpyłowe)

• Zamrażanie (-40*C, -70*C lub w ciekłym azocie -196*C)

Warunki długoterminowego przechowywania oraz utrwalania szczepów używanych do produkcji szczepionek zapewniać powinny:

• Dużą przeżywalność komórek

• Stabilność cech technologicznych - głównie brak zmian fenotypowych w produktywności pierwszorzędnych oraz drugorzędnych metabolitów

DROŻDŻE - pod względem systematycznym należą do grupy grzybów. SA to mikroorganizmy jednokomórkowe, które czerpią swoją energię:

• z braku tlenu przez fermentację

• w obecności tlenu

Przemysłowe wykorzystanie drożdży:

• przemysł piekarski

• przemysł gorzelniczy

• przemysł winiarski

• przemysł piwowarski

TECHNOLOGIA WINIARSKA

Wino gronowe - napój o rzeczywistym stężeniu alkoholu 8,5-18% otrzymywany w wyniku fermentacji alkoholowej winogron lub ich moszczu, należących do gatunku winorośli właściwej lub krzyżówek winorośli właściwej z innymi gatunkami zaliczanych do rozwoju winorośli.

Wino owocowe (markowe) - napój o zawartości alkoholu 8,5 - 16% otrzymany w wyniku fermentacji alkoholowej nastawu na wino owocowe, bez dodataku alkoholu z możliwością słodzenia jedną lub wieloma substancjami lub barwienia.

Wino z soku winogronowego - napoje o rzeczywistej zawartości alkoholu od 8,5 - 18%, otrzymany w wyniku fermentacji alkoholowej nastawu na wino z soku winogronowego z możliwością dodatnia alkoholu rektyfikowanego lub destylatu winogronowego, słodzenia jedną lub wieloma substancjami lub barwienia.

Miód pitny (markowy) - napój o rzeczywistej zawartości alkoholu od 9-18% objętościowych otrzymywanych w wyniku fermentacji alkoholowej nastawu na miód pitny (brzeczki miodowej) z możliwością dodania alkoholu, słodzenia jedną lub wieloma substancjami.

• Wino owocowe wzmocnione

• Wino owocowe aromatyzowane

• Aromatyczne wino z soku winogronowego

• Cydr

• Perry

• (Aromatyczna) nalewka na winie owocowym

• (Aromatyczne) wino owocowe niskoalkoholowe

Podział win:

1. wino stołowe

1. wytrawne

2. półwytrawne

2. deserowe

1. półsłodkie

2. słodkie

3. bardzo słodkie

Wino gronowe musujące gazowane - wino gronowe zawierające dodany CO2 (z butli) o ciśnieniu wynoszącym w temp. 26stopni , nie mniej niż 3 bary.

Wino gronowe musujące - wino gronowe zawierające naturalny dwutlenek węgla o ciśnieniu w temp 20*C nie mniejszym niż 3 bary, który po otwarciu butelki uchodzi, powodując perlenie się napoju.

Winorośl właściwa - winorośl winna lub latorośl winna - gatunek rośliny z rodziny:

• szczepy o zielonych jagodach

• szczepy o czerwonych jagodach

SIARKOWANIA:

SO₂ (ogółem 200mg/l, wolny 40mg/l)

1. hamuje rozwój enzymów utleniających w moszczu (tyrozynaza, lakaza)

2. hamuje rozwój niepożądanych mikroorganizmów w moszczu i winie (dzikich drożdży, bakterii, pleśni)

3. wiąże aldehyd octowy w winie (powstaje podczas dojrzewania wina w wyniku chemicznego utleniania się alkoholu = zabezpiecza przed pogorszeniem się cech organoleptycznych)

W UE ustalono dopuszczalne całkowite stężenie SO2 oraz nakaz informowania na etykiecie wina o obecności nawet w stosunkowo niewielkim stężeniu 10mg/l.

Otrzymanie białego wina, bez siarki jest możliwe tylko z zielonych winogron.

OTRZYMYWANIE MOSZCZU:

1) zbiór winogron 2) selekcja 3) schłodzeni winogron przed przerobem
4) odszypułkowanie i zgniecenie winogron 5) siarkowanie winogron podczas wstępnego przerobu 6 tłoczenie

Różnica technologiczna w winie białym i czerwonym:

• kolor (pochodzi od skórki winogrona) w zależności od tego jak długo miazga przebywa w procesie fermentacji to taki kolor wypłukuje się do moszczu.

Z czerwonych winogron można otrzymać białe wino !!!!

MOSZCZ - świeżo wyciśnięty sok owocowy jako półprodukt w procesie wyrobu napoju docelowego: soku, napoju, wina, wina owocowego.

PUNKTY KRYTYCZNE PROCESU:

• ryzyko infekcji mikrobiologicznych (bakterie, dzikie drożdże)

• do moszczu mogą przedostać się „gorzkie” taniny i inne substancje, ze skórek, pestek i szypułek

• utrata większości lotnych związków aromatycznych

• sok jasnych winogron utlenia się mniej więcej tysiąckrotnie szybciej niż gotowe wino

OBRÓBKA MOSZCZU ORAZ FERMENTACJA ALKOHOLOWA:

1. sedymentacja i ewentualna korekta moszczu np. zmiana kwasowości

2. fermentacja alkoholowa + dodajemy drożdże

3. zlanie młodego wina znad osadu drożdży

4. leżakowanie

Na obróbkę moszczu przed fermentacją składa się :

• siarkowanie moszczu

• sedymentacja (samoczynne klarowanie moszczu)

• klarowanie (bentonit, żelatyna, zol kwasu krzemowego)

Podstawowym środkiem klarującym stosowanym przy wyrobie wina jest bentonit.

Wzbogacenie:

• zwiększenie cukru w moszczu

• suplementacja w substancje niezbędne dla wzrostu drożdży m.in. związki azotowe, aminokwasy, witaminy (głównie B)

Zawartość cukru w moszczu można zwiększyć poprzez:

• zagęszczając moszcz przez wymrażanie (tzw. krioestracja) lub odwróconą osmozę

• dodając sacharozę np. cukier buraczany lub trzcinowy

• dodając zagęszczony moszcz gronowy lub rektyfikowany zagęszczony moszcz gronowy

Odkwaszanie moszczu:

„Naturalne” sposoby pozbycia się nadmiaru kwasów:

• kupażowanie z moszczem o mniejszej kwasowości

• przeprowadzenie fermentacji jabłkowo - mlekowej

Metody chemiczne:

• odkwaszanie przy pomocy węglanu wapnia (CaCO3)

• odkwaszanie przy pomocy soli podwójnych

Szczepy drożdży winiarskich przeznaczone do produkcji powinny charakteryzować się:

• krótkim okresem adaptacji do środowiska moszczu i szybkim zafermentowaniem

• intensywną fermentacją o prawidłowym przebiegu

• produkcją etanolu do wymaganego poziomu

• wytwarzaniem produktów ubocznych fermentacji decydujących o właściwym smaku i aromacie wina

• małą wrażliwością na niskie pH środowiska fermentacyjnego i wysokie stężenie kwasów organicznych

• zdolnością do fluktuacji i szybkiego osadzania się po zakończeniu fermentacji co umożliwia szybkie klarowanie wina

FAZY FERMENTACJI:

1. Faza adaptacyjna - drożdże przyzwyczajają się do warunków

2. Faza dynamicznego wzrostu drożdży - spadek cukru, dostęp tlenu

3. Faza …. - spadek cukru, ustabilizowany spadek biomasy, nie ma dostępnego tlenu, emisja dwutlenku węgla

4. Faza zaniku fermentacji

Fermentacja jabłkowo - mlekowa (zachodzi pod wpływem tzw. bakterii kwasu mlekowego, dojrzewanie, rozlew:

1. (opcjonalnie) fermentacja jabłkowo - mlekowa

2. dojrzewanie

3. filtracja

4. butelkowanie

Młode wino „ściąga się” ostrożnie tak, aby nie poruszyć osadu:

• przepompowywanie do zbiorników leżakowych

• lewarowanie (zassanie przy różnicy poziomów)

Zabieg siarkowania młodego wina przeprowadza się tydzień lub 2 po fermentacji głównej.

DOJRZEWANIE - zharmonizowanie cech jakościowych:

• redukcja kwasowości

• wytworzenie bukietu wina (składa się z alkoholi, acetali, ketonów, estrów, aldehydów)

• aromat pochodzący z użytych owoców bukiet pierwotny

• bukiet fermentacyjny wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji

• bukiet leżakowy

Przetaczanie wina:

• bez dostępu tlenu - zazwyczaj wina białe

• z natlenianiem - zazwyczaj wina czerwone

W trakcie leżakowania przeprowadza się zabiegi stabilizacyjne, klarujące, utrzymuje się odpowiednią temperaturę, zawartość SO2, koryguje się skład, jeśli potrzeba filtruje i przygotowuje wino do rozlewu; czas leżakowania wynosi od 3 miesięcy aż do 4/5 lat.

Wino przeznaczone do rozlewu podaje się pasteryzacji przepływowej w temp. 90-95stopni oraz końcowej filtracji.

WINA MUSUJĄCE:

Technologia win musujących obejmuje następujące stadia:

• wyrób wina podstawowego (materiału winnego)

• dosłodzenie wina przed wtórną fermentacją i dodanie drożdży

• fermentacja (wtórna) w butelkach lub zbiornikach

• oddzielenie osadu drożdżowego

• doprawianie i ewentualny rozlew

TECHNOLOGIA GORZELNICTWA

Surowcami do produkcji alkoholu etylowego mogą być wszystkie produkty, które zawierają sacharydy. Najczęściej stosuje się te, które zawierają monosacharydy lub skrobię. Należą do nich surowce roślinne, takie jak:

• ziemniaki

• zboża

• buraki cukrowe

• kukurydza

• okopowe rośliny pastewne

• surowce przemysłowe: melasa

• odpady przemysłu celulozowego (ługi pocelulozowe)

• odpady przemysłu owocowo-warzywnego

• odpady przemysłu młynarskiego

Gorzelnie:

• przemysłowe - wykorzystują surowce (odpady) pochodzenia przemysłowego, głównie melasę

• rolnicze - przerabiają głównie surowce pochodzenia rolniczego (ziemniaki, buraki, inne warzywa, zboża, owoce, nasiona itp. )

Przygotowanie surowców:

Do przygotowania surowców zawierających monosacharydy, takich jak: melasa, sok buraka cukrowego lub z trzciny cukrowej, soki owocowe, nie trzeba specjalnych zabiegów.

Do przygotowania surowców, które zawierają polisacharydy (skrobię) jest konieczna hydroliza monosacharydów.

- upłynnienie surowca (w parnikach lub kotłach ciśnieniowych)

- hydroliza upłynnionej skrobi przy użyciu enzymów amylolitycznych (amylaz)

Parowanie:

Skórka lub okrywa owocowo-nasienna zbudowana z celulozy ulega mechanicznemu rozerwaniu w skutek silnego napęcznienia ziarna, a ścianki komórek stają się gąbczaste i przepuszczalne dla kleiku skrobiowego.

Zacieranie:

W zacieraniu skrobi skleikowanej biorą udział 3 enzymy:

• α-amylaza rozkłada skrobię do dekstryn

• β-amylaza rozkłada skrobię do maltozy i glukozy

• amyloglukozydaza rozkłada skrobię do glukozy

Działanie β-amylazy: Ziarna skrobi są zbudowane z amylazy i amylopektyny. Jedna spiralna drobina amylozy zawiera 400-1000 cząsteczek glukozy. Natomiast drobiny amylopektyny są większe i zawierają do 6000cząsteczek glukozy.

DROŻDŻE GORZELNICZE:

Powinny charakteryzować się :

• wysoką aktywnością fermentacyjną umożliwiającą produkcję etanolu z dużą wydajnością

• wydajnością produkcji biomasy, pozwalającą na szybkie namnażanie drożdży w medium fermentacyjnym

• wysoką stabilnością cech morfologicznych i fizjologicznych, niezależnie od zmiennych warunków środowiska związanych z zastosowaniem surowca o różnej jakości

• oporność na temperaturę powyżej 30*C (33-37*C)

• opornością na stężenie etanolu do 10-11%

• zdolnością do fermentowania brzeczek o podwyższonej zawartości cukrów - drożdże osmotolerancyjne oporne na stężenie cukrów do 50%

FERMENTACJA:

Przeciętny czas trwania fermentacji wynosi 48-72h. W czasie fermentacji wyróżniamy 3 fazy procesu:

1. Zafermentowanie (6-18h) zacier zawiera dużo tlenu oraz sacharydów, drożdże zużywają sacharydy na rozmnażanie. Proces izotermiczny - wydziela się ciepło.

2. Fermentacja główna - etap trwa 12-18h, charakteryzuje się gwałtownym „burzeniem się” zacieru na skutek silnego wydzielania dwutlenku węgla.

3. Dofermentowanie - najdłuższy etap procesu fermentacji, który trwa 20-30h, dofermentowanie resztek sacharydów przez drożdże.

Po zakończeniu fermentacji zawartość alkoholu etylowego 10-12,5% (objętościowych), 8-10% (masowych).

ODDZIELANIE ETANOLU:

• Odfermentowany zacier jest kierowany do destylacji w aparatach odpędowych

• Spirytus surowy przekazywany jest do rektyfikacji

• Pozostałość po destylacji tzw. wywar (zawierający glicerynę, kwasy organiczne, wyższe alkohole (fuzje))

DESTYLACJA: polega na oddzieleniu alkoholu etylowego z odfermentowanego zacieru. W tym procesie wykorzystuje się różnice lotności wody i alkoholu etylowego. Destylacją nazywa się odparowanie cieczy i skroplenie wytworzonej pary.

REKTYFIKACJA: proces jednostkowy, w którym mieszanina ciekła jest rozdzielana na frakcje o różnej (zwykle zbliżonej) lotności.

BAKTERIE FERMENTACJI MLEKOWEJ:

Zastosowanie bakterii mlekowych w przemyśle spożywczym :

• Przemysł mleczarski (produkcja napojów mlecznych fermentowanych, ukwaszanie mleka, śmietanki, dojrzewanie sera)

• Przemysł warzywny (kwaszenie ogórków i kapusty)

• Przemysł mięsny (produkcja wędlin surowych np. metka, salami)

• Przemysł piekarski (wchodzą w skład zakwasów chlebowych, używanych przy produkcji pieczywa żytniego)

Bakterie fermentacji mlekowej występują w produktach mleczarskich, w kwaszonkach, produktach zbożowych, sokach owocowych itp.

Charakteryzują się cechami:

- są mezofilami lub termofilami

- są względnymi beztlenowcami

Bakterie właściwej fermentacji mlekowej dzieli się na:

- bakterie homofermentatywne, które fermentują cukry wytwarzają głównie kwas mlekowy oraz ślady produktów ubocznych.

- bakterie heterofermentatywne

TECHNOLOGIA PIEKARSKA

Przedmiotem technologii piekarnictwa jest otrzymywanie z produktów mącznych porowatego pieczywa tj. produktu powstałego z wyrośniętego i wypieczonego ciasta.

- otrzymywanie ciasta

- wyrośnięcie ciasta

- wypiek

Głównym produktem przemysłu piekarniczego jest pieczywo z ciasta otrzymanego przez zarobienie mąki z wodą i niewielkim dodatkiem soli kuchennej oraz czynników spulchniających (drożdże, zakwas).

CHARAKTERTYSKA SUROWCA:

• Wartość wypiekowa mąki - zespół właściwości mąki, które pozwalają otrzymać ciasto zdolne do dobrego wyrośnięcia oraz maksymalną wydajność gotowego pieczywa.

• W mąkach pszennych właściwość ta zależy głównie od jakości i ilości

• Zawartość popiołu (w mg n 100g)

• Kwasowość

• Barwa

• Granulacja

Typ mąki określamy na podstawie zawartości w mące substancji mineralnych związanych z różnymi ilościami rozdrobnionej okrywy owocowo - nasiennej ziarna.

W zależności od mąki pieczywo dzielimy na:

- pieczywo pszenne

- pieczywo mieszane

- pieczywo żytnie

Fermentacja alkoholowa jest dominującym procesem biochemicznym w przypadku przygotowania ciast pszennych. W produkcji ciast żytnich i mieszanych oprócz fermentacji alkoholowej stosuje się fermentacje mlekową.

Parametry decydujące o drobnoustrojach w zakwasie:

• Temperatura - ma wpływ na szybkość procesu ukwaszania ciasta oraz fermentacji mlekowej

• Konsystencja - wynika z wydajności zakwasu, a więc ma wpływ na strukturę ciasta. Konsystencja ma również wpływ na szybkość przebiegu fermentacji mlekowej i alkoholowej. Im luźniejsza tym szybszy przebieg procesów.

PIECZYWO PSZENNE:

Do wytwarzania ciasta pszennego wykorzystuje się dwie metody:

1. Metoda bezpośrednia - polega na wymieszaniu mąki, wody i drożdży i poddaniu otrzymanego ciasta fermentacji alkoholowej.

2. Metoda dwufazowa, nazywana również pośrednią, polega na przygo­towaniu pierwszej fazy, tj. p o d m ł o d y, inaczej rozczynu, i cia­sta właściwego . Jest zalecana w przypadku stosowania dobrej mąki (zawierającej mocny gluten) i w okresie letnim.

PODMŁODĘ przygotowuje się przez wymieszanie mąki, wody i drożdży, czasem z dodatkiem soli mineralnych, cukrów, enzymów itp. Taką mieszankę poddaje się procesowi fermentacji przez kilka godzin w określonej temperaturze.

PIECZYWO ŻYTNIE:

Ciasto żytnie wytwarza się przez ukwaszenie. O stopniu ukwaszenia ciasta żytniego decydują:

• Liczba faz

• Wydajność faz (konsystencja)

• Temperatura

• Receptura ciasta (składniki)

• Mechaniczna obróbka ciasta

• Czas fermentacji

Ciasto żytnie lub żytnio - pszenne prowadzi się metodami :

• 5 fazową - zaczątek przedkwas, półkwas, kwas, ciasto właściwe

• 3 fazową - żurek, kwas, ciasto właściwe

• 2 fazową - kwas, ciasto właściwe

SYMBIOZA BAKTERII ORAZ DROŻDŻY:

• Środowisko zakwasów chlebowych stwarza korzystne warunki do rozwoju zarówno bakterii jak i drożdży, jest to wynikiem gromadzenia się metabolitów stymulujących ich rozwój.

• Substancją decydującą o poprawie wzrostu bakterii fermentacji mlekowej jest ryboflawina, produkowana przez drożdże

• Bakterie fermentacji mlekowej obniżają pH środowiska do poziomu optymalnego do wzrostu drożdży

• Lastobacillus sanfrancisceuris zdolny do fosforolizy maltozy, poprawia warunki rozwoju pozostałych komponentów szczepionki

Celem fermentacji mlekowej jest zakwaszanie ciasta. Do produkcji kwasu mlekowego bakterie zużywają glukozę, sacharozę i maltozę, które znajdują się w cieście. Kwas mlekowy spełnia w cieście podwójną funkcję - rozpuszcza śluzy (wielocukry koloidalne) występujące w mące żytniej oraz nadaje smak pieczywu.

Celem fermentacji alkoholowej jest spulchnianie ciasta przez wytworzony dwutlenek węgla, który po wydzieleniu pozostaje w cieście w postaci pęcherzyków i nadaje im strukturę gąbczastą. Prowadzi to do zwiększenia objętości ciasta.

FERMENTACJA MLEKOWA:

• Wytworzone podczas fermentacji mlekowej kwasy organiczne (głównie mlekowy i octowy) oraz dwutlenek węgla wpływają na powstanie właściwej struktury i cech smakowo - zapachowych ciasta (kwas mlekowy i octowy). Co ułatwia standaryzację produkcji chleba m.in. pod względem smakowym i zapachowym

• Kultury bakterii mlekowych nadają mące odpowiednie cechy wypiekowe oraz zapewniają prawidłowy przebieg i stabilność fermentacji ciasta.

• Kultury bakterii mlekowych zapewniają właściwy kierunek fermentacji i powtarzalną, wysoką jakość i trwałość pieczywa, dzięki ograniczaniu wzrostu i mikroflory.

• Zwiększają biodostępność składników mineralnych

• Wykorzystanie kultur bakterii mlekowych o zdolnościach proteolitycznych ma wpływ na cechy lepko sprężyste ciasta gdyż szczepy proteolityczne powodują wzrost lepkości ciasta oraz zwięzłości miękiszu.

Z punktu widzenia fizjologii komórki, drożdże piekarskie powinny charakteryzować się:

• Wysoką właściwą szybkością wzrostu

• Wysoką aktywnością w procesie glikolizy

• Zdolnością adaptacji do szybko zmieniających się substratów w pożywce hodowlanej

• Wysoką aktywnością inwertazy α-glukozydazy i β-fruktofuranozydazy , umożliwiającą prowadzenie szybkiej fermentacji ciasta.

TECHNOLOGIA PIWOWARSKA:

Przemysłowe wykorzystanie drożdży:

Surowce: słód, woda, drożdże, chmiel

SŁÓD JĘCZMIENNY - wysuszone, podkiełkowane do określonego stadium ziarna jęczmienia, zawiera skrobię, dekstryny, cukry, związki białkowe, tłuszczowe oraz enzymy.

DROŻDŻE PIWOWARSKIE:

Wszystkie drożdże piwowarskie należą do rodzaju Saccharomyces

• Drożdże fermentacji górnej

• Drożdże fermentacji dolnej

CHMIEL - rozdzielnopłciowa pnąca bylina należąca do rodziny Cannabis, której kwiatostany żeńskie zawierają gorzkie żywice i olejki chmielowe

Dzielimy go na:

- chmiel goryczkowy

- chmiel aromatyczny

• Proszki i granulaty chmielowe

• Ekstrakty chmielowe otrzymane przy użyciu alkoholu etylowego lub dwutlenku węgla

SŁODOWANIE: proces przetwarzania ziarna zbóż, głównie jęczmienia w słód.

• Namnażanie ziarna do określonego poziomu wilgotności

• Kiełkowanie w wyniku którego struktura ziarna ulega zmianie, powstaje kompleks enzymów oraz kształtują się odpowiednie cechy aromatyczne.

• Utrwalanie

KIEŁKOWANIE:

• Stopień namoczenia - wilgotność ziarna na stałym poziomie

• Temperatura - niska temperatura procesu kiełkowania tj. 12-14*C sprzyja syntezie enzymów, a szybkość reakcji enzymatycznych jest mała.

• Obecność tlenu - w początkowej fazie kiełkowania konieczne jest natlenianie

Słodowanie - schemat:

(jęczmień) jęczmień czyszczenie i sortowanie moczenie kiełkowanie (słód) suszenie oddzielanie korzonków magazynowanie

RODZAJE SŁODÓW:

1. Słód pizneński - podstawowy zarówno do piw górnej jak i dolnej fermentacji

2. Słód monachijski - odpowiedni do ciemnych piw, zarówno dolnej jak i górnej fermentacji oraz jako dodatek do piw jasnych

3. Słód karmelowy - bardzo aromatyczny polecany do piw czerwonych, bursztynowych oraz ciemnych

4. Słód barwiący - zadaniem tych słodów jest nadanie piwom ciemnego koloru, ponadto wnoszą aromaty karmelowe, kawowe, orzechowe.

Produkcja piwa - schemat:

Słód + woda + chemiel produkcja brzeczki młóto, chmieliny

Brzeczka nastawna

Drożdże fermentacja gęstwa drożdżowa

Piwo młode

Leżakowanie i kondycjonowanie

Piwo

Produkcja brzeczki - schemat:

Słód (mielenie) śruta (zacieranie) zacier (filtracja zacieru) brzeczka słodka (gotowanie brzeczki z chmielem, usuwanie odpadów gorących, chłodzenie) brzeczka chmielowa nastawna

Przemiany procesu zacierania:

Celem procesu zacierania jest wykorzystywanie enzymów rodzinnych słodu do hydrolizy związków o dużych masach cząsteczkowych do form przydatnych w dalszych etapach technologicznych .

W czasie procesu zacierania składniki słodu przechodzą do brzeczki podlegając jednoczesnej konwersji do form przyswajalnych przez drożdże oraz istotnych podczas tworzenia cech fizyko - chemicznych piwa.

Zacieranie:

- metoda infuzyjna (W metodzie infuzyjnej zacier podgrzewa się z określoną szybkością (najczęściej 1°C/min) do temperatury całkowitego scukrzenia tj. 76°C, stosując okresowo przerwy w celu przedłużonego działania enzymów_

- metoda dekokcyjna (w metodach dekokcyjnych osiągamy określone technologią temperatury poprzez zagotowanie części zacieru (waru) i zwrócenie go do pozostałej części zacieru.

Gotowanie brzeczki z chmielem:

• Ekstrakcja i transformacja związków chmielu

• Sterylizacja brzeczki

• Nadanie brzeczce - piwu odpowiedniego smaku i zapachu

• Wytrącenie osadów, głównie kompleksów białka z polifenolami

• Usunięcie niepożądanych składników

• Ustalenie barwy

• Zakwaszenie brzeczki

• Zagęszczenie brzeczki

• Inaktywacja enzymów

Skład brzeczki piwnej:

- zawartość węglowodanów w brzeczce piwnej (dekstryny, maltotriza, maltoza, sacharoza, glukoza, fruktoza)

- związki mineralne (np. cynk, mangan)

- zasady azotowe (purumy, pirymidyny)

DROŻDŻE PIWOWARSKIE:

Z technologicznego punktu widzenia drożdże browarnicze powinny charakteryzować się następującymi cechami:

• Szybkością wzrostu oraz wydajnością produkcji biomasy komórek zapewniającą trzykrotny przyrost biomasy w czasie propagacji.

• Zdolnością do prowadzenia szybkiej fermentacji brzeczki

• Dobrą stabilnością cech morfologicznych

• Uzdolnieniami flokulacyjnymi, właściwą szybkością osadzania się komórek

• Wytwarzaniem związków smakowych i zapachowych, warunkujących odpowiedni bukiet piwa

Fermentacja jest procesem polegającym na konwersji cukrów zawartych w brzeczce do etanolu i dwutlenku węgla przez drożdże:

C6H12O6 (glukoza) 2 C2H5OH (etanol) + 2 CO2 + 230kJ

Fermentacja brzeczki:

W procesie fermentacji głównej rozróżnia się następujące 2 stadia fermentacji:

1. Faza namnażania komórek drożdży

2. Proces fermentacji alkoholowej

- stadium niskich krążków

- stadium wysokich krążków

- opadanie krążków

Leżakowanie:

Piwo młode po procesie fermentacji głównej przetacza się do hermetycznych zbiorników leżakowych, w których prowadzi się proces dojrzewania piwa - fermentacja wtórna.

• Nasycenie piwa dwutlenkiem węgla (do co najmniej 0,4%wagi)

• Sklarowanie piwa

• Uzyskanie właściwego stopnia odfermentowania

• Wytworzenie właściwego bukietu smakowo - zapachowego

STABILIZACJA I ROLEW:

• Stabilizacja fizyko - chemiczna - zmniejszenie ilości polifenoli oraz wysokocząsteczkowych związków azotowych

- preparaty adsorpcyjne (żel krzemionkowy)

- preparaty redukcyjne (kwas askorbinowy)

- preparaty enzymatyczne (enzymy proteolityczne)

• Sterylizacja na zimno - oddzielenie mikroorganizmów

- filtracja membranowa

- filtracja przez kartony wyjaławiające

• Pasteryzacja - zniszczenie organizmów wegetatywnych

- w przepływie

- w butelkach puszkach

Piwo stabilne fizykochemicznie to takie, które przez określony czas (np. 6 miesięcy) pozostaje klarowne.

Skład chemiczny piwa:

• Substancje ekstraktyczne

- węglowodany

- polifenole

- substancje goryczkowe

- kwasy organiczne

- gliceryna

- substancje azotowe

- substancje mineralne

• Substancje lotne

- tlen

- dwutlenek węgla

- alkohol etylowy

- uboczne produkty fermentacji

ŻYWNOŚĆ PROBIOTYCZNA

PROBIOZA - polega na zwiększeniu populacji pożytecznych drobnoustrojów mikroflory przewodu pokarmowego, zwanych probiotykami, wywołujących wielokierunkowy i korzystny efekt w organizmie człowieka

PROBIOTYKI - zwane też czynnościową żywnością - są to podawane doustnie wyselekcjonowane kultury bakteryjne lub drożdży, najczęściej pałeczki kwasu mlekowego, których zadaniem jest korzystne dla zdrowia działanie w przewodzie pokarmowym poprzez immunomodulację oraz zachowywanie prawidłowej flory bakteryjnej.

Czynniki wpływające na układ mikroflory jelitowej:

~~ czynniki endogenne

~~ czynniki egzogenne

Mikroflora może ulec zmianie lub zniszczeniu jako wynik chemioterapii, radioterapii, infekcji wirusowych.

Ponadto zależy od:

- wieku

- rodzaju diety

…

Kryteria selekcji szczepów probiotycznych:

1) cechy technologiczne

• Łatwość produkcji dużej ilości biomasy

• Odporność na procedury uwalniania starterów (zamrażanie, liofilizacja, przechowywanie)

• Żywotność i stabilność cech bakterii w czasie przygotowania i dystrybucji probiotycznych produktów

• Wysoka przeżywalność przechowalnicza

…

W jakich produktach można je znaleźć:

- mleka fermentowane np. Actimel

- jogurty

http://chomikuj.pl/sajdula/STUDIA/DIETETYKA+STUDIA/DIETETYKA/Dietetyka/Czynniki+wp*c5*82ywaj*c4*85ce+na+sk*c5*82ad+mikroflory_jelitowej,1222060958.ppt może się przydać ta prezentacja

WYKORZYSTANIE BAKTERII FERMENTACJI MLEKOWEJ:

• Fermentowane produkty mleczarskie

• Fermentowane produkty owocowo-warzywne

• Fermentacja mięsa i ryb

• Napoje alkoholowe

• Kawa, kakao

• Sosy sojowe

• Fermentowane pieczywo

• Produkcja kwasu mlekowego

• Produkcja dekstranu

• Produkcja nizyny

• Produkty i preparaty probiotyczne

Szczepionki typu N (O) przeznaczone do produkcji sera chedar, feta i innych serów bez oczek, o zwartej strukturze. W składzie tych szczepionek znajdują się szczepy niezdolne do fermentacji cytrynianów.

Szczepionki typu B (L) przeznaczone do produkcji twarogów, serów topionych i innych serów z niewielka liczbą oczek lub bez nich. W składzie tych szczepionek poza bakteriami Lactoocuss lactis znajdują się także aromatyzujące szczepy.

Szczepionki typu D o wysokiej aktywności aromatotwórczej przeznaczone szczególnie do produkcji śmietany. W składzie poza bakteriami kwaszącymi, znajdują się także szczepy odmiany diacetylactis.

Szczepionki typu BD (LD) przeznaczone do różnych mlecznych produktów fermentowanych (masła, sery twarogowe, półtwarde). W składzie tych szczepionek występują zarówno szczepy kwaszące (diacetylactis) .

Szczepionki są przygotowywane:

- do tradycyjnej propagacji zakwasów

- do szczepienia mleka w matecznika

- jako kultury zagęszczone do bezpośredniego szczepienia mleka przerobowego

Głównymi składnikami smakowo - zapachowymi śmietany, masła, fermentowanych produktów mlecznych są niewielkie ilości ….

Proces fermentacji alkoholowej prowadzony jest przez drożdże, które przy dostępie powietrza i w obecności cukru bardzo dobrze rozwijają się.

Fermentacja alkoholowa polega na beztlenowym przekształceniu cukru na alkohol i dwutlenek węgla. Przebiega ona wg schematu:

Glukoza dwutlenek węgla + etanol

Fermentacja propionowa polega na beztlenowym rozszczepieniu kwasu mlekowego przez bakterie na kwas propionowy, kwas octowy, dwutlenek węgla i wodę.

Kwas mlekowy kwas propionowy + kwas octowy + dwutlenek węgla + woda

Podstawowym kryterium klasyfikacji mlecznych napojów fermentowanych jest rodzaj mikroflory technologicznej, odpowiedzialnej za wytworzenie skrzepu o cechach charakterystycznych dla danego napoju. Mikroflora ta musi pozostawać aktywna, żywa, liczna w gotowym produkcie do końca okresu przydatności do spożycia.

KEFIR - pochodzi z Kaukazu, był przechowywany w workach skórzanych i beczkach - doprowadziło to do wytworzenia specyficznego zespołu mikroorganizmów koegzystujących w postaci tzw. ziaren kefirowych.

Zawiera:

- ok. 0,8-0,9% kwasu mlekowego

- 0,08-0,2% dwutlenku węgla

- niewielkie ilości etanolu

- różne aldehydy, ketony i inne kwasy organiczne nadające mu specyficzny smak

Ziarna kefirowe rosną w procesie produkcji kefiru, zwiększając swoją masę i mogą być używane kolejny raz w następnych fermentacjach.

PRODUKCJA KEFIRU - metoda tradycyjna

Mleko pasteryzowane

- zaszczepienie ziarnami kefirowymi w ilości 2-30%

- inkubacja w temp. 20-25*C przez 24h

- filtracja ziarna kefirowe

Zakwas macierzysty

Pasteryzowane mleko przerobowe

- zaszczepienie zakwasem macierzystym w ilości 1-3%

- inkubacja przez 18h w temp. 20-25*C

Kefir

- chłodzenie do temp. 4*C

- rozlew do opakowań jednostkowych, przechowywanie w warunkach

chłodniczych

ŻĘTYCA - bardzo gęsty i orzeźwiający napój produkowany tradycyjnie w Karpatach Wschodnich w mleka owczego, a właściwie z serwatki pozostałej po produkcji bundzu owczego. Mikroflorę odpowiedzialną za proces fermentacji stanowią głównie bakterie mlekowe i drożdże fermentujące laktozę.

KUMYS - należy do najstarszych napojów i tradycyjnie w Mongolii był produkowany z mleka klaczy. Temperatura inkubacji wynosi 20-22*C, w czasie produkcji tradycyjnie w skórzanych workach, kumys musi być mieszany co 1-2h.

JOGURT - wg aktualnej technologii jest definiowany jako produkt końcowy hodowli szczepów jogurtowych rosnących w 40-45*C. Gotowy jogurt zawiera ok. 45-60% kwasu mlekowego co jest zgodnie z wymogami dietetycznymi. Zasadniczym składnikiem aromatu jogurtu jest aldehyd octowy (10-15mg/l). Dodatkowo pożądane jest niewielkie stężenie acetylu (0,5mg/l) , zapewnia to delikatny smak jogurtu.

WĘDLINY FERMENTOWNE

W produkcji wędlin poddawanych dojrzewaniu z reguły wprowadza się tzw.:

• Łatwo fermentowane sacharydy np. sacharozę

• Trudno fermentowane sacharydy np. dekstryny

Zapewnia to obniżenie pH (ok. 4,8-5) na początku fermentacji kiełbas do poziomu hamującego rozwój bakterii proteolitycznych, nie ogranicza jednak wzrostu bakterii mlekowych. Proces fermentacji kiełbas suchych prowadzi się w temp. 15-26*C. Kiełbasy do smarowania (metka) są zazwyczaj fermentowane w 22-26*C a im wyższa temperatura tym bardziej można skrócić czas fermentacji. Powolne tempo fermentacji mlekowej w dalszym okresie dojrzewania jest korzystne szczególnie podczas produkcji bardzo wysokiej jakości suchych wędlin fermentacyjnych. Niższa temperatura jest korzystniejsza dla otrzymania produktów wysokiej jakości, poddawanych dojrzewaniu przez dłuższy czas.

FERMENTOWANE PRODUKTY OWOCOWO - WARZYWNE

Przebieg procesów fermentacyjnych gwarantuje otrzymanie produktów:

• O wysokiej wartości odżywczej (wysokiej zawartości witamin , soli mineralnych)

• O powtarzalnych cechach sensorycznych (nowy rodzaj produktu)

Cel:

• Zahamowanie rozwoju lub zniszczenie drobnoustrojów niepożądanych

• Zahamowanie procesów oddechowych w tkankach

• Zahamowanie tkankowych oksydacyjnych procesów enzymatycznych powodujących np. utlenianie się witaminy C lub brunatnienie powierzchni.

• Zahamowanie hydrolitycznych procesów enzymatycznych, będących powodem nadmiernego mięknienia, rozpadu tkanek i niepożądanych zmian smakowo - zapachowych

KISZONA KAPUSTA

Kapusta

Czyszczenie

Usuwanie głąbów

Krojenie przyprawy

Solenie NaCl

Fermentacja

- przechowywanie w warunkach chłodniczych (silosy, beczki)

- pasteryzacja (74-83*C , 3 min) (metalowe puszki, szklane słoiki, worki plastikowe)

Kiszona kapusta jest produktem otrzymywanym w wyniku spontanicznej fermentacji prowadzonej przez bakterie kwasu mlekowego zasiedlające liście kapusty. Sprzyja temu rozdrobnienie liści (wyciek soku) i odpowiednie zasolenie. Podstawowymi parametrami decydującymi o rozwoju mikroflory spontanicznej zatem i o jakości produktu są:

- temperatura (18*C)

- stężenie NaCl (2,25%)

Znaczenie soli i dodatków przy kiszeniu kapusty:

• Sól - ułatwia wydzielanie soku z poszatkowanej kapusty (na skutek ciśnienia osmotycznego), selekcjonuje obecne mikroorganizmy , ma wpływ na tworzenie smaku i zapachu produktu.

• Dodatki - ułatwiają odpowiednio ukierunkować proces fermentacji, nadają odpowiedni smak i zapach, taniny, fitoncydy z liści dębu, chrzanu, czosnku selekcjonują mikroflorę.

1. Jako pierwsze w soku kapusty rozwijają się bakterie z grupy coli oraz heterofermentatywne bakterie mlekowe

• Okres tzw. burzliwej fermentacji trwa 2-3 dni

• Obniżenie pH oraz silne gazowanie i spienianie zakiszonej masy kapusty

• W wyniku heterofermentacji sacharydów tworzą się kwasy organiczne (mlekowy, octowy, bursztynowy, mrówkowy) oraz duże ilości gazów (dwutlenek węgla, wodór)

• Usunięcie tlenu ze środowiska kiszonki

2. Przy pH ok. 4,0 zostaje całkowicie zahamowany rozwój bakterii gnilnych oraz bakterii z grupy coli

3. do ok. 10 - 16 dnia fermentacji, obserwuje się szybki rozwój bezwzględnie i względnie heterofermentatywnych bakterii Lactobacillus breris i plantarum a także bakterii z rodzaju Pediococcus.

KISZONE OGÓRKI

Ogórki

Sortowanie

Mycie

Zalewanie solanką przyprawy

(silosy, beczki) solanka

Fermentacja

- przechowywanie w warunkach chłodniczych

- impregnacja octem

- pasteryzacja w opakowania handlowe

Ogórki przeznaczone do kiszenia muszą być określonej odmiany o wyrównanym kształcie, zbierane w stadium niepełnej dojrzałości i dostarczone do zakładu bezpośrednio po zbiorze. Mięknięcie i puste przestrzenie w kiszonych ogórkach następuje na skutek rozwoju Bacillus (przetrwalnikujące tlenowe o zdolnościach rozkładania związków pektynowych). Dyfuzja składników komórkowych do solanki jest powolna i fermentacja przebiega z wyraźnym opóźnieniem. Głównymi parametrami sterującymi rozwojem mikroorganizmów jest stężenie soli (4-8%)

• Temperatura (20-26*C)

• Dostępność substratu

• Rodzaj i liczba mikroorganizmów obecnych w ogórkach

1. W początkowym okresie fermentacji rozwijają się różne mikroorganizmy, bakterie jak i drożdże (2-7 dni)

2. Na skutek stopniowego rozwoju bakterii fermentacji mlekowej następuje obniżenie pH, czemu towarzyszy ograniczenie niepożądanej mikroflory.

3. W ostatnim etapie fermentacji dominują bakterie Lactobacillus plantarum i breris i z rodzaju pediococcus. Przy stężeniu NaCl powyżej 8% za proces fermentacji odpowiada głównie Lactobacillus plantarum.

4. Z reguły po ok. 10 - 14 dniach fermentacji pozostają żywe jedynie drożdże i bakterie mlekowe, gdy pH kiszonki obniży się do ok. 3,7 następuje zahamowanie wzrostu bakterii z rodzaju Pediococcus.

5. W pełni zakiszony produkt otrzymuje się po 3-4 tygodniach fermentacji, po tym czasie beczki z ogórkami po szczelnym zamknięciu wymagają przechowywania w temperaturze 0-5*C.

KAWA/KAKAO/SOSY SOJOWE …

Kawa - owoce kawy moczy się w wodzie i przez 12 - 60h poddaje się fermentację co umożliwia oddzielenie warstwy ochronnej otaczającej ziarna kawy. Otoczka śluzowata zostaje uszkodzona w wyniku oddziaływania enzymów rośliny oraz z udziałem egzoenzymów wytwarzanych przez drobnoustroje. Oprócz drożdży rolę odgrywają także bakterie pektynolityczne - np. Bacillus , Erwina.

Kakao - wytwarza się z nasion rośliny kakaowca. Owoc jest torebką zawierającą do 50 nasion zlepionych białym śluzem. W czasie trwającej tydzień fermentacji nasiona pozbawione śluzu ciemnieją, następnie są suszone i „opalane”. Śluz poddawany jest fermentacji z udziałem drożdży wytwarzających etanol.

Miso - pasta sojowa, ryżowa, jęczmienna, fermentacja zachodzi z udziałem osmofilnych drożdży oraz bakterii mlekowych.

Sos sojowy - sos fermentowany, wytwarzany z ziaren soi, prażonego ziarna ryżu lub pszenicy, wody i soli. Ziarno soi jest mielone i gotowane z prażonym ryżem albo pokruszoną pszenicą i następnie mieszane z kōji (grzybem Aspergillus oryzae albo A. sojae) i podobnymi mikroorganizmami. Po dwuletniej fermentacji otrzymuje się ciemną, przezroczystą, aromatyczną ciecz, którą poddaje się filtracji.

BAKTERIOCYNY - mechanizm bójczego działania bakteriocyny to tzw. mechanizm poracji membrany cytoplazmatycznej wrażliwych bakterii. Polega ona na powstawaniu kompleksów bakteriocyn z fosfolipidami lub glikoproteinami membran, w wyniku czego tworzą się kanały porównywalne do beczki bez dnia i wieczka. Przez tak wytworzone kanały zachodzi wyciek elektrolitów.

Np. Nizyna - polipeptyd złożony z 34 aminokwasów. Konserwuje, stabilizuje żywność.

---