1. Metody selekcji szczepów o znaczeniu przemysłowym (zaproponuj metodę i uzasadnij, wyróżniki selekcji)

• Pozyskanie szczepu z warunków naturalnych

• Opis morfologii komórek w preparatach mikroskopowych (pozwala określić czy mamy do czynienia z bakteriami czy z drożdżami)

• Wykonanie posiewów na podłoża wybiórcze lub wybiórczo - różnicujące (pozwala ograniczyć i zróżnicować wzrost mikroflory towarzyszącej. Na podłożach wybiórczych uzyskuje się wzrost konkretnej grupy drobnoustrojów, zawierają dodatek substancji hamujących wzrost mikroflory towarzyszącej. Podłoża różnicujące to podłoża identyfikujące i diagnostyczne pozwalające na rozróżnienie dwóch typów bakterii pod względem określonej cechy. Podłoża wybiórczo - różnicujące łączą w sobie cechy podłoża wybiórczego i różnicującego, tzn. uzyskuje się w nich wzrost konkretnej grupy drobnoustrojów, którą można zróżnicować pod względem jakiejś cechy)

• Podłoże MRS zakwaszone do pH 5,4 (niskie pH ogranicza wzrost niektórych bakterii i zwiększa selektywność podłoża); stosowana dla rodzaju Lactobacillus sp. Kolonie mają barwę białą do kremowej lub szarawą, są okrągłe z równym brzegiem, wypukłe z połyskiem, wielkości od 2 do 5 mm, posiewy należy inkubować w warunkach beztlenowych

• Podłoże Demetera z laktozą i błękitem chińskim stosowane dla Lactococcus, jest przezroczyste i zabarwione na bladobłękitny kolor. Podłoże różnicujące kolonie bakterii laktozo dodatnich, które są granatowe, otoczone granatową Stefą zakwaszenia od kolonii bakterii laktozo ujemnych, które nie są zabarwione, niekiedy otoczone są strefą odbarwionego podłoża wskutek redukcji błękitu chińskiego do formy bezbarwnej. Kolonie paciorkowców są drobne, o średnicy ok.1-2 mm, barwy granatowej ze strefą zakwaszenia, kolonie bakterii laktozo ujemnych nie są zabarwione

• Podłoże agar mleczanowy z kloksacykliną (antybiotykiem)w obecności której zahamowany jest wzrost mikroflory towarzyszącej (np.bakterii f. mlekowej), natomiast dobrze rosną w tych warunkach szczepy bakterii propionowych. Kolonie tych bakterii wyrastają na tym podłożu w postaci wysokich, gładkich i błyszczących kolonii. Większośc kolonii tworzy kolonie beżowe, natomiast niektóre tworzą kolonie o intensywnej barwie rudawej

• Podłoże Slanetz'a i Bartleya to podłoże wybiórczo - różnicujące używane w identyfikacji Eneterococcus. Po wylaniu do płytek podłoże jest klarowne, z lekko różowym odcieniem. Zawiera azydek sodu, który hamuje wzrost bakterii Gramm-ujemnych; kolonie Enterococcus są drobne, o średnicy 1-2mm, wypukłe barwy od różowej do brunatnej, powstającej w wyniku redukcji TTC do formazanu nadającego im charakterystyczne zabarwienie; niektóre szczepy mogą tworzyć kolonie z przezroczystym lub białawym brzegiem i różowym centrum; niekiedy możliwy jest na tym podłożu wzrost innych bakterii opornych na zawarte w nim substancje selektywne. Bakterie te tworzą kolonie białe lub przezroczyste

• Podłoże wybiórcze YGC dla rodzaju Saccharomyces. Wzrost bakterii jest hamowany przez antybiotyk - chloramfenikol. Kolonie drożdży są okrągłe o równym brzegu, wypukłe, lekko połyskujące, barwy białej, beżowej lub różowej. Na tym podłożu rosną tez kolonie pleśni, które są początkowo białe o welurowej powierzchni, po dłuższym czasie inkubacji mogą mieć puszystą, niekiedy bardzo wysoką grzybnię, zabarwioną przez utworzone zarodniki.

• Opis morfologii kolonii (wielkość, kształt, brzeg, profil, barwa, zapach, zawieszalność kolonii)

• Identyfikacja wyizolowanych czystych szczepów w oparciu o właściwości fizjologiczne i biochemiczne oraz na podstawie analizy materiału genetycznego

Kryteria doboru szczepów mające na celu określenie przydatności technologicznej, a mianowicie:

• Cech organoleptycznych hodowli w mleku (smak, zapach, wygląd, konsystencja szczepu)

• Zdolności kwaszących (szybkość i stopień ukwaszenia mleka)

• Zdolność do wytwarzania substancji aromatyzujących (dwuacetylu, aldehydu octowego, ewentualnie kwasów lotnych) i stałości tych cech

• Zdolności proteolitycznych i lipolitycznych (w szczególności w selekcji szczepów do celów serowarskich)

• Wzajemnych oddziaływań (symbiotycznych i antybiotycznych) szczepów w hodowlach mieszanych

• Właściwości antagonistycznych wobec niepożądanych, technicznie szkodliwych drobnoustrojów

• Odporności na NaCl

• Odporności na fagi i ich lizogenność

2. Charakterystyka szczepów przemysłowych + uzasadnienie (stabilność)

Mikroflora kultur starterowych powinna charakteryzować się:

• Stabilnymi cechami technologicznymi (stabilnością genetyczną i enzymatyczną) (aby nie ulegały rekombinacji i zapewniały uzyskanie pożądanego produktu)

• Wykazywać maksymalną liczbę żywych komórek (by przy jak najmniejszej dawce szczepionki mogły jak najefektywniej wpływać na efekt końcowy produktu)

• Właściwą aktywność w warunkach stosowanych podczas produkcji (temperatura, kwasowość, stopień natlenienia, dostępność składników odżywczych) (aby spełniały swoją rolą w produkcji i nadawały produktowi pożądanych cech)

• Łatwość utrzymywania aktywności i czystych kultur przez długi czas (podczas przesiewania można stracić aktywność szczepów)

• Wysoka oporność na bakteriofagi (jest to cecha szczególnie pożądana w przypadku kultur mleczarskich)(ochrona szczepów przez obcymi mikroorganizmami zapobiegająca powielaniu i rozprzestrzenianiu obcych szczepów, które mogą okazać się toksyczne)

• Szczepy powinny produkować użyteczne metabolity (wysoka produkcja kwasów organicznych)

• Powinny mieć zdolność wykorzystywania odpadów różnych gałęzi przemysłu spożywczego

• Kultury mieszane nie powinny wykazywać wzajemnego niekorzystnego oddziaływania (antagonizm)(aby nie wpływać na siebie niekorzystnie lub hamująco)

3. Metody utrwalania szczepów przemysłowych (ale też i ogólnych szczepów)

• Zamrażanie - to najpowszechniejsza i najprostsza metoda utrwalania mikroorganizmów. W celu uzyskania zadowalających wyników do kultury dodaje się składników osłaniających - krioprotektantów - są to różnego rodzaju cukry, np. : laktoza, sacharoza, glicerol, a także dekstryny, żelatyna, pepton, niektóre aminokwasy, odtłuszczone mleko w proszku, kazeiniany, serwatka. Ważne jest, aby temperatura przechowywania była niższa od -20˚C.Biomasę selekcjonujemy w początkowej fazie stacjonarnej lub z końcowego okresu wzrostu logarytmicznego. Wolne tempo zamrażania działa destrukcyjnie na komórkę ze względu na powstawanie dużych kryształów, w związku z czym pożądane są małe rozmiary kryształów. Pożywkę z namnożoną biomasą lub komórki zebrane ze skosów umieszcza się w specjalnych fiolkach i przechowuje w zamrażarce w temp. od -5˚C do -20˚C. W tych warunkach mikroorganizmy zachowują swoją żywotność od 1 do 2 lat. Metoda ta nie nadaje się do utrwalania szczepów przeznaczonych do dłuższego przechowywania.

Do nowszych metod zalicza się zamrażanie w ultraniskich temperaturach -60˚C do - 80˚C lub przy wykorzystaniu ciekłego azotu (-156˚C do - 196˚C). zamrażanie w ciekłym azocie polega na tym, że do znanej objętości pożywki z namnożoną biomasą dodaje się równoważnej objętości 20% v/v glicerolu. W celu ujednolicenia zawartości probówki miesza się, stosując w razie potrzeby pręcik szklany do rozprowadzenia biomasy. 1 cm³ otrzymanej suspensji przenosi się do ampułek o obj.2 cm³. Ampułki umieszcza się w lodówce (5˚C) na 30 min w celu ustalenia równowagi stężeń między komórkami w roztworem współtworzącym suspensję.

• Liofilizacja - jedna z najbardziej efektywnych metod utrwalania szczepów przeznaczonych do długoterminowego przechowywania. Proces polega na usuwaniu wody z zamrożonej suspensji komórek drobnoustrojów. W celu utrwalenia komórek przygotowuje się biomasę, odwirowuje, zawiesza i stosunkowo szybko oziębia, a dopiero potem zamraża. Dodawane są krioprotektanty w celu ochrony zamrażanych komórek. Większość szczepów drobnoustrojów utrwalonych metodą liofilizacji może być przechowywana przez 10 lat bez utraty żywotności. Kultury utrwalone metodą liofilizacji należy przechowywać w pomieszczeniu o temp. Poniżej 5˚C. w długoterminowym przechowywaniu jest wskazane ich przetrzymywanie w zamrażarkach w temp. od - 20˚C do -70˚C.

• Suszenie rozpyłowe to metoda przebiegająca natychmiastowo, jednak liczba żywych bakterii jest znacznie mniejsza, niemniej w czasie długiego przechowywania (do 8 miesięcy) w temp. 8˚C liczba bakterii nie ulega zmianie. Suszenie biomasy wymaga dodania substancji ochronnej. W celu zapewnienia dużej przeżywalności bakterii zaleca się suszenie biomasy w temp. Poniżej 50˚C. Ze względów ekonomicznych i dużej możliwości zakażeń mikrobiologicznych, metoda ta nie jest powszechnie stosowana. Stosowana do suszenia biomasy bakterii używanej jako dodatek do pasz lub w produkcji kiszonek, gdzie nie jest wymagana całkowita aseptyczność biomasy.

• Suszenie fluidyzacyjne polega na oddolnym przepuszczeniu przez warstwę granulowanego produktu ogrzanego powietrza o tak dobranej prędkości, że cała suszona masa zostaje uniesiona zachowując swobodę ruchów i podlega intensywnemu mieszaniu co zapewnia równomierne owiewanie powietrzem suszącym. Występuje ryzyko uszkodzenia komórek w wyniku ich ścierania i sklejania

4. Szczepionki stosowane w przemyśle spożywczym (do czego, w jakim celu, uzasadnij skład szczepionki do produkcji soku z buraków itd., dlaczego ta bakteria)

• Przemysł mleczarski:

• Czyste kultury bakterii fermentacji mlekowej - pałeczek i paciorkowców w produkcji napojów fermentowanych, twarogów, serów dojrzewających i niedojrzewających

• Czyste szczepy bakterii (pałeczek) fermentacji propionowej wykorzystywane do produkcji serów wysokodogrzewanych, szwajcarskich z oczkami

• Pleśnie do produkcji serów miękkich z przerostem pleśniowym

• Drożdże - większość nie wytwarza enzymu β-D-galaktozydazy, a więc nie fermentują laktozy. Wykorzystywane do produkcji kefiru z rodzaju Kluyveromyces (te akurat fermentują laktozę)

• Browarnictwo, gorzelnictwo, winiarstwo

Wykorzystywane są drożdże z rodzaju Saccharomyces, głównie z gatunku S.cerevisiae uczestniczące w fermentacji alkoholowej

• Piekarnictwo i cukiernictwo

Wykorzystywane S.cerevisiae prowadzące fermentację alkoholową. Zależy nam na spulchnianiu ciasta, nadaniu odpowiedniej struktury pieczywa. Drożdże przygotowują mąkę - substrat do działania bakterii f. mlekowej

• Przemysł owocowo-warzywny

Produkcja kiszonek i konfitur; prowadzone są badania nad dostosowaniem szczepionek do fermentacji soków warzywnych i wielowarzywnych. Soki takie są bardziej trwałe, posiadają wyższe wartości odżywcze, bardzo często posiadają lepsze walory smakowe i zapachowe

• Produkty orientalne

Np. sos sojowy, pasty sojowe są produkowane dzięki obecności mikroorganizmów. W zależności od produktu wykorzystywane są selekcjonowane szczepy pleśni, a także wykorzystuje się szczepionki mieszane bakterii fermentacji mlekowej

• Przemysł mięsny

Do produkcji kiełbas fermentowanych. Bakterie i drożdże nadają walory smakowe, a te będące na powierzchni zapobiegają przed wniknięciem innej mikroflory

Dokładny skład szczepionek i znaczenie komponentów jest omówione w dalszych podpunktach, więc nie będę się powtarzać ;)

5. Metody przechowywania szczepionek

Moim zdaniem to samo co w pyt. 3 o utrwalaniu szczepionek

6. Zalety stosowania szczepionek

• Prawidłowe ukierunkowanie procesu fermentacji

• Uzyskanie zakwasów o wysokiej jakości, a to umożliwia standardowe prowadzenie poszczególnych faz fermentacji o stałych parametrach fizykochemicznych

• Pewność i powtarzalność procesu technologicznego

• Możliwość prowadzenie produkcji jednofazowej (produkcja chleba)

• Korzyści ekonomiczne

• Zwiększenie wartości odżywczej żywności

• Poszerzenie asortymentu wyrobów spożywczych

• Polepszenie walorów smakowo - zapachowych kiełbas, serów, piwa, jogurtów itp.

7. Charakterystyka bakterii fermentacji mlekowej (morfologiczne cechy, rodzaje fermentacji, tlenowe czy beztlenowe, bakteriocyny)

• Lactobacillus sp. :

• kolonie mają barwę białą do kremowej lub szarawą, są okrągłe z równym brzegiem, wypukłe z połyskiem, wielkości od 2 do 5mm

• względne beztlenowce lub mikroaerofile zdolne do fermentacji wielu węglowodanów. Dobrze rosną przy pH 5,5-6,2. Spposób metabolizowania cukrów dzieli te bakterie na 3 grupy:

- termofilne, homofermentatywne gatunki, które fermentują heksozy do kwasu mlekowego D(-) lub DL, a nie metabolizują pentoz

- mezofile, względnie heterofermentatywne, które przeprowadzają homofermentację heksoz ale pentozy metabolizują heterofermentatywnie z wytworzeniem kw. mlekowego i kw. Octowego

- mezofile, heterofermentatywne, które metabolizują heksozy i pentozy wytwarzając z nich kwas mlekowy DL, rzadziej L(+), CO₂ i kw. Octowy

• pałeczki o zmiennej długości od długich i cienkich do krótkich i grubych. Występują pojedynczo lub w łańcuszkach; Gram-dodatnie, ale wykazują zjawisko Gram-zmienności(w obrazie mikroskopowym wyglądają jak pałeczki Gram-ujemne)

• Lactococcus sp.:

• posiewane na podłożu z laktozą i błękitem chińskim (wg. Demetera), podłoże jest przezroczyste i zabarwione na bladobłękitny kolor. kolonie drobne, o średnicy 1-2 mm, barwy granatowej ze strefą zakwaszenia, a bakterie laktozoujemne nie są zabarwione

• paciorkowce o kształcie kulistym lub owalnym, występują w dwoinkach lub krótkich łańcuszkach

• mezofile o optymalnej temp. wzrostu ok.30˚C

• homofermentatywne z wytworzeniem kwasu mlekowego L(+)

• pewne szczepy mają zdolność do tworzenia bakteriocyn

• katalazo-ujemne, względnie beztlenowe

• Enterococcus sp. :

• kolonie drobne, o średnicy ok.1-2 mm, wypukłe, barwy różowej do brunatnej na podłożu Slanetz'a

• prowadzą fermentację homofermentatywną z wytworzeniem kwasu mlekowego L(+)

• rosną w temp. 10 i 45˚C, w obecności 6,5% NaCl i przy pH 9,6

• ciepłooporne

• mogą być wskaźnikiem higieny produkcji

• ze względu na zdolność dekarboksylacji aminokwasów i możliwość tworzenia amin biogennych nie są stosowane w serowarskich kulturach przemysłowych

• Leuconostoc sp.:

• Kształt komórek okrągły lub lekko wydłużony o wymiarach 0,5-0,7 x 0,6-1,2μm, najczęściej zgrupowane w dwoinkach lub krótkich łańcuszkach

• Optymalna temp. wzrostu w zakresie 20-30˚C.

• Bakterie heterofermentatywne, w wyniku fermentacji glukozy produkują kwas D(-) mlekowy i etanol lub kwas octowy

• W przemyśle mleczarskim najistotniejszą cechą bakterii Lecunostoc jest tworzenie CO₂, który w serach typu holenderskiego odpowiada za oczkowanie oraz ich zdolność do tworzenia di acetylu

• Bifidobacterium sp.:

• Kształt komórki podobny do litery Y

• Bakterie beztlenowe, o kształcie pałeczek, często zagiętych lub rozgałęzionych, o wymiarach 0,5-1,3 x 1,5-8 μm

• Występują najczęściej w postaci komórek pojedynczych lub dwoinek, czasami w łańcuszkach

• Optymalne temp. wzrostu mieszczą się w zakresie 36-43˚C

• W wyniku metabolizmu glukozy produkowany jest kwas octowy i mlekowy

7. Charakterystyka bakterii fermentacji mlekowej

BFM-terminem tym określa się bakterie należące do kilku róznych rodzajów, kt jedynym sposobem zdobywania energii jest fermentacja mlekowa. Są powszechne w środowisku naturalnym: na roślinach zielonych, w przewodzie pokarmowym, na błonach śluzowych ludzi i zwierząt.

Bakterie te są Gram-dodatnie, nie wytwarzają przetrwalników, nie mają zdolności ruchu, nie wytwarzają toksyn. Do rozwoju wymagają podłoży bogatych w związki odżywcze (źr. węgla i azotu), witaminy i sole mineralne. Mają zdolność wykorzystywania cukrów prostych i dwucukrów, w tym laktozy, jako substratów fermentacji. Niektóre mogą wykorzystywać także sole kw. Organicznych, np. cytryniany. Substraty są przekształcane do kw. Mlekowego. Wszystkie BFM nie korzystają z tlenu. Dostęp tlenu hamuje zwrost większości z nich. Są mezofilami rozwijają się od 10 do ok. 40°C. W trakcie ich rozwoju są wytwarzane znaczne ilości kw.mlekowego, wskutek czego następuje zakwaszenie środowiska rozwojowego do pH 4-4,5.

Wyróżnia się komórki cylindryczne i kuliste:

-pałeczki- należą do rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium, mają różną długośc, od krótkich form cylindrycznych do długich nitkowatych, w zależności od gatunku i środowiska rozwoju

-komórki kuliste- występują w dwoinkach i krótkich lub długich łańcuszkach -paciorkowce z rodz. Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Enterococcus i czwórniaki Pediococcus.

BFM w zasadzie uważane są za bakt saprofityczne, pozbawione wyznaczników chorobotwórczości. W ostatnich latach wzrosła liczba doniesień o ich zdolnościach wywoływania infekcji. Opisano przypadki endocarditis wywołane przez szczep Lb.sp. potencjalnie największą inwazyjnością charakteryzują się gł. Enterococcus faecalis i faecium. Do chorób najczęściej przez nie wywoływanych należą bakteriemia oraz zapalenie wsierdzia. Bakt. Te bywają przyczyną infekcji dróg moczowych, zapalenia otrzewnej i ropni wewnątrz jamy brzusznej. W ostatnich latach Enterococci stały się jedną z ważniejszych bakt wywołujących zakażenia wewnątrz szpitali.

8. metabolity BFM i ich znaczenie

Produkty metabolizmu o aktywności antagonistycznej:

produkt	Spektrum aktywności
Niespecyficzne Kw.organiczne (mlekowy, octowy, 2-pirolidono-5-karboksylowy)	Większość drobnoustrojów (szczególnie bakterie gnilne, G-)
Kompetycja (współzawodnictwo) o substraty pokarmowe	Wszystkie
Bakteriocyny	Rózne, zależnie od rodzaju
Inne Kw.tłuszczowe, reuteryna (aldehyd β-hydroksypropionowy) H2O2	Różne gatunki i szczepy, zależnie od wrażliwości

10. produkcja i znaczenie kwasu mlekowego (jakie urowce, jakie szczepy, jakie metody znaczenie kwasu)

Surowce: wytłoki z trzciny cukrowej

Ilośc wytwarzanego kw.zależy od:

-wilgotności początkowej podłoża

-początkowej zawartości cukru

-od pH

W optymalnych arunkach: 70% wilgotności początkowej, 14% cukru, pH6,7-7,0

Po 6 dniach fermentacji otrzymano 6,07% kw,mlekowego przy wydajności 43,3%

Surowce: melasa sojowa- produkt uboczny po produkcji białka sojowego

2%melasa sojowa, pH 5,6

Po 36 godz.fermentacji- 4,2 g kw.mlekowego /l przy wydajności procesu 85%. Dodatek 0,5% ekstraktu drożdżowego- skrócenie czasu do 10 godz. i zwiększenie ilości kw.mlekowego do 5,5 g/l, wydajnoćsi 86%

Surowce: ksyloza i ksyloza zmieszana z glukozą

Hodowla wgłębna Lc. Lactis IO-I

W podłożu zawierającym 51,2g ksylozy/l, 1g ksylozy otrzymano 0,47g kw

Przy zawartości glukozy w podłożu 1:1 wydajność procesu wynosiła 0,67g kw.mlekowego /g cukru

Surowce: sklei kowana skrobia

Szczep Lb. Amylophilus

Parametry procesu: temp.35°C, pH 6, czas 400godzin (16 dni i 16 godz.)

Z podłoża zawierającego 100g skrobi/l otrzymano 53,4g kw.mlekowego

Surowce: niesterylna skrobia z kassawy

Szczep: Lb.plantarum A6

Po 36 godz. fermentacji otrzymano 41g kw.mlekowego z 45g skrobi (91% wydajności procesu)

Surowce: natywna skrobia ziemniaczana

Szczep: Lb.amylovorus

71godz. fermentacji- 27g kw.mlekowego, przy nie regulowanym pH

Produkcja kw.mlekowego-szczepy

Stosowane do produkcji kw.mlekowego szczepy Lactobacillus delbruecki wytwarzają formę D(-), ponieważ nie zawierają dehydrogenazy L(+) mleczanowej

Lb.delbruecki CECT286 wytwarzał 90% kw. L(+) mlekowego podczas hodowli na podłożu melasowym.

Patent: sposób produkcji kw.L(+) mlekowego z serwatki- szczep Lb.delbrueckii ssp.bulgarikus ATTC55163 wzbogacone ekstraktem drożdżowym, KH₂PO₄ i MnSO₄

Etapy produkcji:

1. Fermentacja w kolbie- 12 godz, warunki beztlenowe

2. Fermentacja w fermentatorze 10l- 8 godz

3. Fermentacja w fermentatorze 200l- 20 godz.

4. Fermentacja w fermentatorze 6000l- 8 godz.

5. Fermentacja w fermentatorze 80 000l- 20 godz.

Zawartość kw.mlekowego w ostatnim fermentatorze 50g/l przy pełnym zużyciu laktozy.

Bakterie propionowe dobrze rosną na podłożu serwatkowym z dodatkiem ekstraktu drożdżowego.

Wytwarzanie kw.L(+) mlekowego przez Lb.delbruecki ssp.bulgaricus jest wynikiem zmiany metabolizmu spowodowanej przez niski współczynnik szybkości właściwej wzrostu.

Szczep Lb.casei

Stwierdzono, że początkowa zawartość glukozy w środowisku wpływa na wydajność i produktywność objętościową kw.L(+), np. 4% glukozy- wydajnośc 84,8%, stężenie kw.mlekowego- 32,76 g/l.

Szczep Rhizopus oryzae (pleśnie z klasy Zygomycetes)

Hodowla wgłębna z glukozą oraz z dodatkiem węglanu wapnia

Produkcja 65 g/l

Procesy technologiczne

Kwas mlekowy jest produkowany z wydajnością ok.100%

Proces elektrodializy lub procesu ekstrakcji do usuwania kw.mlekowego ze środowiska hodowlanego.

Zastosowania elektrodializy podczas produkcji kw.mlekowego przez Lb.casei- produktywnośc rzdu 25g/l w czasie 1 godz.

Powstające podczas elektrodializy na powierzchni mambrany osad bakterii przed procesem elektrolizy astosowano mikrofiltrację.

Wzrost wydajności do 35 g/l w czasie 1 godz.

Zastosowanie elektrodializy pozwala na zwiekszenie wydajności procesu oraz na skrócenie czasu fermentacji.

Zastosowanie ekstrakcji do wydzielenia kw.mlekowego z brzeczki fermentacyjnej.

Zalety kwasu mlekowego:

1. związek wysokoenergetyczny (1g-3600 kalorii; 1g glukozy- 3764 kalorii)

2. przyspiesza proces wchłaniania żelaza- zwłaszcza jeżeli warzywo kwaszone zawiera Wit.C

3. charakteryzuje się słabym działaniem drażniącym błony śluzowe przewodu pokarmowego

4. działa częściowo bakteriobójczo na drobnoustroje patogenne

Pod wpływem kwasu mlekowego powstaje acetylocholina- działa ona antagonistycznie w stosunku do adrenaliny, obniża ciśnienie kwri od 5 000- 10 000 razy silniej niż cholina

11. bakteriocyny- charakterystyka, znaczenie

Bakteriocyny- są białkowymi substancjami produkowanymi przez niektóre szczepy bakterii, które niszczą Bilsko spokrewnione bakterie, często należące do tego samego gatunku. Są one syntetyzowane rybosomalnie na matrycy mRNA. Cecha produkcji jest cechą szczepową a nie gatunkową. I w obrębie tego samego gatunku występują szczpy bakteriocynogenne jak i bakteriocynowrażliwe.

Ze względu na ich strukturę chemiczną oraz sposób działania bakteriocyny zostały podzielone na klasy:

1. Lantybiotyki- małe, membranowo aktywne peptydy o masie cząsteczkowej mniejszej niż 55 Da, zawierają nietypowe aminokwasy tj.lantioniny, β-metylolantioninę i odwodnione reszty aminokw. treoniny i seryny.

Do antybiotyków należą:

• Nizyna A i Z

• Laktacyjna 481

• Karnocyna UJ-49

• Epidermina

• Subtilina

• Laktocyna S

2. Małe, termo stabilne, membranowo aktywne peptydy nie zawierające lantioniny o wielkości poniżej 10 kDa. Ich wspólną cachą jest sekwencja Gly-Gly-1*+1xaa w prekursorze bakteriocyny, rozpoznawana przez miejscowo specyficzną proteazę odcinającą peptyd sygnałowy od aktywnej bakteriocyny.

Bakteriocyny tego typu są termo stabilne i wytrzymują ogrzewanie w temp. Do 121°C

• Pediocyna PA-1

• Laktlokolcyna A, B, M

• Leukocyna A

• Saka cyna A

• Kurwacyna A

• Saka cyna P

• Laktokolcyna F

Tą grupę bakteriocyn można podzielić na 3 podgrupy:

• Peptydy aktywne przeciwko Listeria, pediocyna PA-1, sakocyna Ai P, leukocyna, kurwacyna A

• Kompleksy porcyjne składające się z 2 polipeptydów niezbędnych dla aktywności bakteriobójczej: laktokacyna G, laktokokacyna M, laktocuna F

• Peptydy aktywne z gr.tiulowymi wymagające zredukowanych reszt cysteinowych dla aktywności bakteriobójczej: laktokokcyna B

3. Duże termo wrażliwe białko o wielkości powyżej 30 kDa

• Helwety cyna I

• Helwety cyna V-1829

• Acidofilina A

• Laktacyjna A i B

4. Bakteriocyny złożone z części białkowej i części lipidowej lub węglowodanowej niezbędnej do aktywności biologicznej

• Plantarycyna S

• Leukonocyna S

• Laktocyna 27

• Pediocyna SI-1

Z puktu widzenia przemysłu mleczarskiego najistotniejszymi bakteriocynami są te, które wytwarzają szczepy BFM z rodzaju Lc. Lb. Należą do nich nizyna A i Z, laktokokcyna, acidofilina A, helwety cyna

Mechanizm działania

Podstawlowym mechanizmem działania niskocząsteczkowych hydrofobowych polipeptydów, takich jak nizyna i laktokokcyna jest mechanizm poracji membrany cytoplazmatycznej wrażliwych bakteri. Polipeptydy te powodują powstawanie kompleksów porcyjnych w mambranie cytoplazmatycznej o strukturze podobnej do drewnianej beczki bez dna i pokrywy, gdzie rolę klepek spełniają bakterio cynowe peptydy. Przez wytworzony w ten sposób kanał w membranie cytoplazmatycznej wypływają z komórek elektrolity oraz niskocząsteczkowe metabolity powodujące śmierć komórki.

12. BFM homofermentatywnej

Bakterie te wytwarzają kw.mlekowy jako jedyny produkt fermentacji. Należą tu bakterie takie jak: niektóre gatunki pałeczek Lb. Np.,:delbruecki ssp.bulgarikus, L.acidophilus, L.plantarum, L.casei, paciorkowce, np. Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis ssp.lactis oraz paciorkowce kałowe z rodzaju Enterococcus.

13. BFM heterofermentatywnej

Heterofermentatywne gatunki pałeczek również silnie zakwaszają środowisko, lecz oprócz kw.mlekowego tworzą również inne produkty, np.L.fermentum, L.brevis- kwas ostowy i CO₂ , gatunki z rodzaju Bifidobacterium- kwas octowy. Bardzo niewiele kw.mlekowego tworzą heterofermentatywne paciorkowce z rodzaju Leukonstoc, natomiast wydzielają CO_2, diacetyl

14.pałeczki fermentacji mlekowej- występowanie, przykłady, zastosowanie

Lactobacillus- do tego rodzaju należy niejednorodna grupa pałeczek mlekowych. Są to względne beztlenowce lub mikroaerofile, zdolne do fermentacji wielu węglowodanów. Dobrze rosną przy pH5,5-6,2. Sposób metabolizowania cukrów dzieli te bakterie na 3 grupy:

• Termofilne, homofermentatywne gatunki, które fermentują heksozy do kw.mlekowego D(-) lub DL, a nie metabolizują pentoz (Lb.acidophilus, Lb.helveticus, Lb.delbruecki ssp.bulgaricus)

• Mezofile, względnie heterofermentatywne, które przeprowadzają homofermentację heksoz ale pentozy metabolizują heterofermentatywnie z wytworzeniem kw.mlekowego i kw.octowego (Lb.case, Lb.curvatus, Lb.plantarum, Lb.rhamnosus)

• Mezofile, heterofermentatywne, które metabolizują heksozy i pentozy wytwarzając z nich kw.mlekowy DL, rzadziej L(+), CO₂ i kw.octowy (Lb.brevis, Lb.fermentum, Lb.kefir)

Pałeczki o zmiennej długości od długich i cienkich do krótkich i grubych. Występują pojedynczo lub w łańcuszkach. Gram (+), stare hodowle o dużej kwasowości mogą w obrazie mikroskopowym wyglądać jak pałeczki Gram (-). Zjawisko to nosi nazwę Gram-zmienności. Niektóre szczepy zawierają ziarnistości wewnątrzkomórkowe widoczne w preparatach barwionych metodą Grama lub błękitem metylenowym.

15. Paciorkowce fermentacji mlekowej - występowanie, przykłady, zastosowanie

• Lactococcus - paciorkowce homofermentatywne (Lactococcus lactis paciorkowiec mlekowy, Lactococcus cremoris - paciorkowiec śmietanowy)

• Leuconostoc - paciorkowce heterofermentatywne (Leuconostoc citrovorum - bywa używany jako dodatek do zakwasów przy wyrobie masła)

Lactococcus lactis - gram-dodatnie bakterie mlekowe, efektywne mikroorganizmy powodujące fermentację mlekową, w wyniku której produkowany jest kwas mlekowy. Rozkładają cukry proste na kwas mlekowy. Ich naturalnym środowiskiem jest układ trawienny człowieka (przełyk). Znajdują się w różnych produktach spożywczych, np. kwasie chlebowym, serach i jogurtach.

Leuconostoc citrovorum wchodzi w skład zakwasów czystych kultur mleczarskich, powoduja śluzowacenie drożdży, cukru, paciorkowce aromatotwórcze (do produkcji masła i śmietany),

Więcej niestety nie znalazłam:/

16. Bakterie fermentacji mlekowej do produkcji fermentowanych wędlin:

• Bakterie fermentacji mlekowej: Lactobacillus curvatus, Lb. Sakei, Lb. Plantarum, Pedicoccus pentosaceus, Pedicoccus acidilaciti

• Zakwaszanie środowiska

• Hamowanie rozwoju niepożądanej mikroflory (kwas mlekowy, nadtlenek wodoru, bakteriocyny

• Regulowanie procesu dojrzewania (kiełbasy typu salami) - prawidłowe osuszanie, ubytek wody, lepsza trwałość

• Lepsze wiązanie NO z mioglobiną (barwa, brak nitrozoamin)

• Konkurencyjność w wykorzystaniu substratów i dominacja w środowisku

• Tworzenie pseudokatalazy (brak zielenienia, hamowanie procesów oksydacyjnych)

17. Szczepionki stosowane do produkcji mlecznych napojów fermentowanych: kefir, jogurt, zsiadłe mleko

Kultury stosowane do zaszczepienia mleka na kefir zawierają L. lactis subsp. Lactis, Leuc. Mesenteroides, Lb. Casei, Lb. Brevis, Lb. Kefir, Lb. Acidophilus oraz drożdże Kluyveromyces marxianus var. Lactis, Candida Kefyr, Saccharomyces globosus, Zygosaccharomyces florentinus, wytwarzające enzym β-galaktozydazę w wyniku fermentacji alkoholowej powstaje powstaje alkohol i CO₂, bakterie octowe: Acetobacter aceti, Acetobacter rancens. W gotowym kefirze, w dużej przewadze nad innymi drobnoustrojami występują paciorkowce, w tym Lactococcus.

Jogurt: termofilne pałeczki fermentacji mlekowej - Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, termofilne paciorkowce fermentacji mlekowej - Streptococcus thermophilus (zakwaszaja i nadają aldehydowy posmak, czynią jogurt lekko ciągliwy)

Biojogurt: termofilne bakt. Jogurtowe + Lactobacillus acidophilus (własciwości prozdrowotne), Bifidobacterium sp

Dodatek pałeczki grozi przekwaszeniem

Mleko acidofilne: mezofilne paciorkowce fermentacji mlekowej + Lactobacillus acidophilus

18. Skład szczepionek i znaczenie ich metabolitów do produkcji wędlin fermentowanych:

Podstawowymi funkcjami kultur startowych wykorzystywanych w przetwórstwie mięsnym są: wytwarzanie kwasu mlekowego przez metabolizm cukrów, redukcja azotanu do azotynu na skutek działania reduktazy azotanowej, hydroliza białek i lipidów przez proteazy, peptydazy i lipazy, redukcja nadtlenków przez katalazę nadtlenkową, współzawodniczenie z mikroflorą zanieczyszczającą i patogenną oraz ochrona powierzchni produktu fermentowanego przed mikroflorą niepożądaną. Kultury starterowe stosowane w przemyśle mięsnym:

• Bakterie fermentacji mlekowej: Lactobacillus curvatus, Lb. Sakei, Lb. Plantarum, Pedicoccus pentosaceus, Pedicoccus acidilaciti

• Zakwaszanie środowiska

• Hamowanie rozwoju niepożądanej mikroflory (kwas mlekowy, nadtlenek wodoru, bakteriocyny

• Regulowanie procesu dojrzewania (kiełbasy typu salami) - prawidłowe osuszanie, ubytek wody, lepsza trwałość

• Lepsze wiązanie NO z mioglobiną (barwa, brak nitrozoamin)

• Konkurencyjność w wykorzystaniu substratów i dominacja w środowisku

• Tworzenie pseudokatalazy (brak zielenienia, hamowanie procesów oksydacyjnych)

• Bakterie redukujące: ziarniaki Micrococcus sp. Lub saprofityczne gronkowce Staphylococcus cornosus, Staphulococcus xylosus

• Redukcja azotanów, nitrozo mioglobina - typowa barwa

• Tworzenie katalazy, rozkład nadtlenku wodoru - stabilna barwa, brak procesów oksydacyjnych

• Grzyby: Debaryomyces Hansenii, Candida famata

• Asymilacja kwasu mlekowego

• Neutralizacja kwasowości - lepszy smak

• Kształtowanie smaku i aromatu, działanie enzymów proteolitycznych i lipolitycznych

• Pleśnie: Penicillium nalgiovensis, Penicillium candidum

• Tworzenie zwartej grzybni na powierzchni batonu

• Hamowanie niepożądanej mikroflory - zabezpieczenie przed reinfekcją

• Regulacja wilgotności - regulacja przemian w czasie dojrzewanie i przechowywanie kiełbas

• Atrakcyjny wygląd

• Kształtowanie smaku i aromatu, działanie enzymów proteolitycznych i lipolitycznych

19. PROBIOTYKI - znaczenie

• Probiotykiem są żywe mikroorganizmy, które podawane są w odpowiedniej liczebności oddziałują korzystnie na zdrowie gospodarza.

• Probiotyki mogą być przyjmowane przez osoby ogólnie zdrowe w celu zapobiegania pewnym chorobom i wspomagania układu immunologicznego

• Eliminacja pewnych bakterii z przewodu pokarmowego, głównie z rodziny Enterobacteriaceae (Salmonella), redukcja liczebności Pseudomonas, Clostridium

• Ochrona żołądka przed zasiedlaniem przez Helicobacter Pylori, która może powodować owrzodzenie (działanie antagonistyczne)

• Zasiedlanie przewodu pokarmowego przez probiotyczny szczep poprawia kondycje organizmu

• Aktywują system immunologiczny

• Poprawiają zdolność trawienia laktozy (szczepy pro biotyczne nie wytwarzają gazów)

• Maja właściwości antynowotworowe

• Zapobieganie lub zwalczanie już istniejących biegunek, występujących po kuracjach antybiotykowych

• Zmniejszają atopowego zapalenia skóry u niemowląt i małych dzieci

20. Szczepy probiotyczne charakterystyka

Cechy stawiane szczepom pro biotycznym:

• Dobry wzrost na tanich syntetycznych pożywkach hodowlanych

• Stabilność i żywotność podczas przechowywania

• Bezpieczeństwo stosowania - nie mogą wytwarzać toksyn, substancji mutagennych i kancerogennych

• Żaden z wytwarzanych przez nie metabolitów (ani sam mikroorganizm) nie może reagować ze związkami występującymi naturalnie w przewodzie pokarmowym dając związki toksyczne

• Nie mogą powodować reakcji alergicznej (także po lizie komórki - żadna z ich substancji wewnątrzkomórkowych nie może być alergenem)

• Stabilność genetyczna - całość informacji genetycznej musi być zawarta w chromosomach, gdyz cechy kodowane przez plazmidowy DNA łatwo utracic; brak zdolności przenoszenia plazmidów

• Zdolność do adhezji do powierzchni nabłonka jelit - bariera dla bakterii chorobotwórczych i innych antygenów pochodzących z diety

• Przeżywalność i zachowanie zdolności do rozwoju w środowisku przewodu pokarmowego

• pH soku żołądkowego - 1,5-3,0

• wysokie stężenie soli żółciowych 2-4% w dwunastnicy, w dalszych odcinkach jelita nieco niższe

• Zdolność prowadzenia niezmienionego metabolizmu w warunkach układu pokarmowego, w wyniku którego powstają różne metabolity w pożądanych ilościach

• Aktywne wydzielanie metabolitów: kwas mlekowy, kwas octowy, aldehyd octowy, nadtlenek wodoru, bakteriocyny

Z gatunków, do których należy większość szczepów probiotycznych bakterii wymienić warto

• Rodzaj Lactobacillus, gatunki casei, Johnsonie, brevis, plantarum, Helvetius; wszystkie z nich są tolerującymi tlen fermentatorami, czyli bakteriami oddychającymi bez jego udziału. Z rozkładu cukrów czerpią energię do życia, a końcowymi produktami ich metabolizmu są głównie kwas mlekowy i dwutlenek węgla.

• Rodzaj Bifidobacterium: brevis, bifidum. Mają podobną charakterystykę metaboliczną i wchodzą w skład mikroflory jelita niemowląt

• Rodzaj Streptococcus - termophilus: Bakteria jest doskonale przystosowana do rozwoju w produktach mlecznych - świadczy o tym dobrze rozwinięty metabolizm azotu, oszczędne gospodarowanie cukrami (których jest mało w tym środowisku) i wykorzystywanie laktozy jako źródła węgla

• Rodzaj Enterobacteriaceae: fermentacja glukozy, tworząc kwas

21. Prebiotyki - znaczenie w żywności

Skład mikroflory jelitowej można kontrolować poprzez stymulację wzrostu pożądanych szczepów, dzięki obecności w diecie substratów fermentowanych selektywnie przez te bakterie, i w ten sposób pośrednie modulowanie równowagi mikroflory jelitowej. Szczególne znaczenie w żywieniu odgrywaja niestrawione oligosacharydy - głównie pochodne fruktozy (inulina, oligofruktoza, fruktooligosacharydy) i galaktozy (galaktooligosacharydy), które jako substraty do fermentacji wybranych szczepów bifidobakterii mają zdolność selektywnego pobudzaniaich wzrostu w takim stopniu, ze po krótkim czasie podawania w diecie, bifidobakterie stają się szczepem dominującym. Dieta bogata w niestrawione oligosacharydy reguluje tez motorykę przewodu pokarmowego. Prebiotyki stanowią substraty do hydrolizy i fermentacji dla mikroflory jelitowej, gł. Dla bifidobakterii, które wykorzystują też produkty przemiany białkowej zwiększając masę stolca. Produkty fermentacji - krótkołańcuchowe kw. Tłuszczowe i inne kw. Organiczne poprez obniżenie pH treści jelitowej sprzyjają utrzymaniu równowagi mikroflory jelita grubego, a kwas masłowy stanowi podstawowe źródło energii dla kolonocytów. Wysoki udział kwasu masłowego jest wynikiem fermentacji skrobi i otrąb pszennych, a pektyny są dobrym źródłem kwasu octowego.

Znaczenie w organizmie człowieka:

• Selektywnie pobudzają wzrost lub aktywność wybranych szczepów bakterii jelitowych

• są bezpośrednim producentem witamin z grupy B, dlatego ich niedobór można niwelować odżywiając i dbając o dobrą florę bakteryjną,

• obniżają poziom złego cholesterolu frakcji LDL we krwi,

• wpływają na utrzymanie odpowiedniej kwasowości jelita, co hamuje rozwój niekorzystnej mikroflory oraz następuje lepsze wchłanianie wapnia, żelaza i cynku,

• poprawiają ruchy robaczkowe jelit, a w konsekwencji polepszają przemianę materii. Ich regularne spożywanie zapobiega tzw. biegunkom podróżnych;

• pomagają w zwalczaniu wrzodów żołądka;

• uśmierzają ból podczas ataku grzybicy pochwowej, spowodowanej stosowaniem serii antybiotyków,

• stymulują układ immunologiczny poprzez zdolność adhezji (przylegania) do śluzówki jelita, co zmniejsza zdolność oddziaływania na śluzówkę patogenów,

• łagodzą objawy nietolerancji laktozy, która występuje na skutek braku rozkładającego laktozę enzymu ß-galaktozydazy - niektóre probiotyki produkują ten enzym, dlatego dodaje się je do jogurtów dla osób ze słabą tolerancją,

• zapobiegają powstawaniu nowotworów. Bakterie gnilne i fekalne znajdujące się w jelicie grubym wytwarzają substancje toksyczne, w tym kancerogenne. Badania wykazały, że podczas regularnego stosowania prebiotyków,  rakotwórcze działanie tych złych bakterii w jelicie grubym zostaje zahamowane.

22. Znaczenie symbiotyków w żywności

Żywność symbiotyczna - naturalne, nieprzetworzone wytwory przyrody (rośliny, grzyby, bakterie) wchodzące we współzależność z organizmem wyższym, przy czym obie strony na tym zyskują. Dla człowieka żywnością symbiotyczną są głównie świeże owoce (np. winogrona, truskawki, oliwki, pomidory), także mikroorganizmy fermentacji mlekowej. Dla konia, krowy żywnością symbiotyczną są wszelkie trawy (i podobnie mikroorganizmy fermentacji mlekowej). Zjadając owoce (wprawdzie) niszczymy sporą część nasion, ale część nieuszkodzona przechodzi przez przewód pokarmowy, gdzie ziarna zostają najlepiej przygotowane do siewu. Oddając stolec w odległym miejscu natury — siejemy, rozmnażamy roślinę.

Analogicznie mikroorganizmy fermentacji mlekowej rozmnażają się w jelitach i zostają przeniesione do nowego środowiska.

Bywa jednak, że ktoś ugotuje kompot, konfitury. W wysokiej temperaturze nasiona zostają zniszczone i nie zasieją się w nowym środowisku. Straci także człowiek zjadający żywność przetworzoną: w miąższu owocu nie będzie już życiodajnych enzymów i szkodliwy kwas cytrynowy nie wejdzie w reakcje do niewchłanialnego cytrynianu potasowego.

23. Wymień i scharakteryzuj drobnoustroje wchodzące w skład szczepionek stosowanych w piekarnictwie

- do produkcji pieczywa białego stosuje się drożdże Saccharomyces cerevisiae

-do produkcji ciemnego i z mąk mieszanych stosuje się zakwas chlebowy, który zawieraz drożdże Saccharomyces cerevisiae oraz pałeczki fermentacji mlekowej z rodzaju Lactobacillus: L.brevis, L.plantarum, L.fermentum, L.sanfranciscensis.

-stosuje się także drożdze z rodzaju Saccharomyces minor, Candida crusei

Saccharomyces cerevisiae- gatunek drożdży należący do grzybów, do klasy Ascomycetes. Posiadają zdolność rozmnażania wegetatywnego (pączkowanie) oraz generatywnego (askospory). Mają kształt komórki okrągły albo owalny. Mogą rozwijać się w szerokim zakresie pH. Są to głównie tlenowce, ale mogą rosnąć w warunkach beztlenowych, prowadząc fermentacje cukrów z wytworzeniem alkoholu etylowego i CO₂.

Charakterystyk drożdży piekarskich:

- wysoka wydajność do produkcji pożądanych metabolitów

- właściwa szybkość wzrostu

- zdolność do adaptacji do środowiska fermentacyjnego

- duża oporność na zwiększone ciśnienie osmotyczne

- odpowiednia aktywność lipaz i proteaz(enzymy warunkujące rozkład lipidów i białek), których produkty korzystnie wpływają na właściwości organoleptyczne produktów.)

- wysoka zawartość trehalozy (zwiększa ona trwałość drożdży, podnosi odporność na stresogenne warunki środowiska)

- odpowiednia zawartość białka

Natomiast do rodzaju Labtobacillus należy liczna i niejednorodna grupa pałeczek mlekowych. Są to względne beztlenowce lub mikroaerofile, zdolne do fermentacji wielu węglowodanów. Dobrze rosną przy pH 5,5- 6,2.

Sposób metabolizowania cukrów dzieli te bakterie na 3 grupy:

-termofilne, homofermenatywne gatunki, które fermentują heksozy do kwasu mlekowego D(-) lub DL, a nie metabolizują pentoz

-mezofile, względnie heterofermentatywne, które przeprowadzają homofermentację heksoz ale pentozy metabolizują heterofermentatywnie z wytworzeniem kw. mlekowego i kw.octowego.

-mezofile, heterofermentatywne, które metabolizują heksozy i pentozy wytwarzając z nich kwas mlekowy DL, rzadziej L(+), CO i kw. octowy

Są to pałeczki o zmiennej długości od długich i cienkich do krótkich i grubych. Występują pojedynczo lub w łańcuszkach. Gram-dodatnie, stare hodowle o dużej kwasowości mogą w obrazie mikroskopowym wyglądać jak pałeczki Gram- ujemne, zjawisko to nosi nazwę Gram-zmienności. Niektóre szczepy zawierają ziarnistości wewnątrzkomórkowe widoczne w preparatach barwionych metodą Grama lub błękitem metylenowym.

24. Znaczenie metabolitów drobnoustrojów wchodzących w skład szczepionek stosowanych w piekarnictwie (jakie metabolity są wprowadzane do środowiska dzięki odpowiednim szczepom w kompozycjach szczepionek)

Drobnoustroje wprowadzane do środowiska wytwarzają wiele metabolitów:

- w wyniku fermentacji alkoholowej następuje spulchnienie ciasta przez wytworzony di tlenek węgla, który po wydzieleniu pozostaje w cieście w postaci pęcherzyków i nadaje mu strukturę gąbczastą. Prowadzi to do zwiększenia objętości ciasta.

- metabolity wytworzone podczas fermentacji mlekowej - zakwaszają ciasto

-spulchnienie ciasta także przez wytworzony CO₂, nagromadzony gaz rozciąga elastyczne włókna siatki glutenowej

-tworzenie właściwych cech smakowo- zapachowych chleba - metabolity alkohol etylowy i inne powstające w procesie hydrolizy białek

-częściowe wykorzystanie kwasu mlekowego- brak przekwaszania ciasta- wydłużona żywotność pałeczek

- drożdże dostarczają witaminy i aminokwasy (produkty autolizy0 niezbędne do rozwoju bakterii

-tworzą się metabolity o charakterze antybakteryjnym

- tworzą się kwasu organiczne zakwaszające ciasto

- tworzą się metabolity, które hamują wzrost

25. Szczepionki stosowane w przemyśle mleczarskim

KEFIR

-bakterie fermentacji mlekowej- Lactococcus lactis ssp. lactis , Lactococcus lactis ssp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus acidophilus , brevis, casei, fermentum, kefir, plantarum

- drożdże : Kluyveromyces marxiamus var lactis, Kluyveromyces marxianus var. lactis (K. fragilis), Candida kefyr, Saccharomyces globosus, Zygosaccharomyces florentinus

-bakterie octowe: Acetobacter aceti I Acetobacter rancens

JOGURT

-termofilne pałeczki fermentacji mlekowej -Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus

-termofilne paciorkowce fermentacji mlekowej- Streptococcus thermophilus

BIOJOGURT

-termofilne bakterie jogurtowe+ lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium sp.

BIOGARDE

-Strptococcus thermophilus + Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium sp.

MLEKO ACIDOFILNE

-mezofilne paciorkowce fermentacji mlekowej +Lactobacillus acidophilus

MASŁO

-zakwas maślarski (DL lub BD)- Lactococcus lactis ssp. lactis, LActococcus lactis ssp. cremoris, Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetylactis I Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris

TWAROGI

-zakwas mezofilny paciorkowcowy- Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, lactococcus lactis sp. biovar diacetylactis I Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris

SERY FERMENTUJĄCE

*SERY NIEDOGRZEWANE I NISKODOGRZEWANE

-Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris (sery bez oczek- brak paciorkowców hetrofermentatywnych)

*SERY WYSOKODOGRZEWANE

-termofilne szczepy: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus Helvetius, Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis

-bakterie fermentacji propionowej: Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanie

-pleśnie: Penicillum camembert ii, Penicillum roqueforti

-proteolityczne pałeczki tlenowe

26. Szczepionki stosowane w przemyśle warzywniczym

• Jak określić liczebność pałeczek FM w fermentowanym soku?

• Na co zwrócić uwagę przy komponowaniu szczepionki stosowanej do produkcji wielowarzywnych soków, zawsze zaczynamy od kompozycji surowego soku, potem dopiero zastosowaniem szczepionki, jaki %-owy dodatek, jaki czas, temperatura, czy produkt ekonomiczny)

W produkcji kiszonek warzywnych nie stosuje się zwykle kultur przemysłowych, lecz wykorzystuje aktywność bakterii fermentacji mlekowej obecnych w surowcach. Kultury przemysłowe próbuje się wykorzystywać w produkcji fermentowanych soków warzywnych.

W skład takich kultur wchodzą homo- i heterofermentatywne bakterie fermentacji mlekowej, jak np. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Leuconostoc sp. , Lactococcus lactis ssp. lactis. Bardzo często, aby uzyskać orzeźwiający smak produktu stosuje się niewielki dodatek drożdży z rodzaju Saccharomyces serevisiae.

Kiszona Kapusta

-fazowość procesu: Leuconostoc mesenteroides i pałeczki grupy coli- hetrofermentatywne pałeczki (Lactobacillus fermentum) -homofermentatywne paleczki (Lactobacillus plantarum)

Ogórki kiszone

-Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Pediococcus sp.

Pitny sok z kapusty produkowany jest w dwóch odmianach z kapusty kiszonej i ze świeżej. Sok z kapusty kiszonej powinien wykazywać kwasowość 1.4 - 1.5% (jako kwas mlekowy). Przy wyższej kwasowości stosuje się rozcieńczanie soku. Po rozlaniu i zamknięciu soku stosuje się pasteryzację w temperaturze 85 - 90 C przez 15 min..
Sok pitny z marchwi klarowny lub mętny wytwarza się z marchwi obranej i blanszowanej, którą poddaje się wyciskaniu na prasach hydraulicznych. Uzyskany sok o zawartości 8% ekstraktu odpowietrza się rozlewa do puszek i sterylizuje w temperaturze 116 C przez 22 minuty, poczym chłodzi.
Proces produkcji soku mętnego z selera przewiduje mycie surowca rozdrabnianie, tłoczenie i wirowanie. Otrzymany sok bardzo często dokwasza się sokiem z białej porzeczki i utrwala poprzez pasteryzację. Głównymi trudnościami jakie napotyka się podczas przerobu selera jest zachowanie jasnej barwy. Dlatego niektóre technologie zalecają blanszowanie surowca w parze przed rozdrabnianiem.
Przy produkcji soku z buraków proces technologiczny składa się z obróbki wstępnej uzupełnionej o zabieg blanszowania a następnie rozdrobnione buraki poddaje się tłoczeniu miazgi. Po przefiltrowaniu, doprawieniu i rozlaniu do opakowań sok jest utrwalany poprzez sterylizację. Na szczególną uwagę zasługuje sok fermentowany z czerwonych buraków. Zawiera on wszystkie składniki świeżego soku oraz dużą ilość bakterii kwasu mlekowego i produktów ich działania. Poza sokami otrzymanymi z jednego gatunku owoców produkuje się soki warzywne mieszane dwu i wielowarzywne oraz soki z warzyw kwaszonych. Na bazie fermentacji mlekowej można produkować poza sokiem z kapusty soki z ogórków, buraków i innych warzyw.
Produkowane są także soki mieszane warzywno - owocowe. Dzięki dodatkowi owoców uzyskuje się poprawę cech smakowych soków warzywnych, podwyższenie kwasowości i złagodzenie warunków
wyjaławiania, zamiast sterylizacji można stosować pasteryzację.
Inkubacja
Inkubacja ma na celu ustalenie występowania wad ukrytych, które mogą ujawniać się w trakcie przechowywania i magazynowania soków. Zabieg ten polega na składowaniu napełnionych butelek w pomieszczeniach o stałej temperaturze 18 - 22 C. Minimalny czas inkubacji wynosi ok.14 dni. Równolegle prowadzi się termostatowanie soków w dwóch zakresach temperatur 37 i 1 C, które pozwala na przyspieszone wykrycie wad. W zakresie soków warzywnych zdecydowanie dominuje kierunek wytwarzania soków typu przecierowego bezpośrednio z warzyw np. pomidorów. Przyjęcie tego kierunku technologii umożliwia fakt, że większość warzyw z których produkowane są soki nadaje się do dłuższego przechowywania ( marchew, seler buraki).

27. Biologiczne metody utrwalania żywności (wszystko, co wiąże się z kwasem mlekowym i propionowym)

• warzywa

• mleko

Udział bakterii fermentacji mlekowej w procesie kiszenia warzyw:

Proces kiszenia kapusty, ogórków czy innych warzyw przebiega przy udziale różnych bakterii fermentacji mlekowej w warunkach beztlenowych. Jest to skuteczna metoda przechowywania i zabezpieczania warzyw przed działalnością drobnoustrojów szkodliwych, a jednocześnie daje produkty o wysokiej wartości odżywczej i dodatnich cechach organoleptycznych.

Podłożem do rozwoju bakterii mlekowych jest sok warzyw wydzielony pod wpływem dodatku soli, zawierający wyekstrahowane i surowe cukry oraz inne związki organiczne i mineralne. W początkowej fazie fermentacji dominującą mikroflorą są ziarniaki Leuconostoc mesenteroides. Bakterie te wytwarzają kwas mlekowy, a także kwas octowy, alkohol etylowy i dwutlenek węgla. W miarę rozwoju kwasowości środowiska rozwój tych bakterii ulega zahamowaniu i działalność rozpoczynają nie wytwarzające gazu bakterie z rodzaju Lactobacillus , głównie L.plantarum. Pod wpływem ich działalności wzrasta stężenie kwasu mlekowego, a gdy osiągnie stężenie około 2%, procesy tych bakterii ulegają zahamowaniu. Fermentacja jest wtedy kontynuowana przez laseczki wytwarzające gaz, przede wszystkim przez Lactobacillus brevis.

Przez pojęcie utrwalanie żywności rozumiemy: wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych (np. ciemnienia enzymatycznego), niedopuszczenie do rozwoju i działalności drobnoustrojów (przez ich zniszczenie lub usunięcie z zabezpieczeniem przed ponowną infekcją), wstrzymanie zmian chemicznych - nieenzymatycznych (np. utleniania witamin), wstrzymanie zmian fizycznych (np. zmian konsystencji i struktury), zabezpieczenie przed inwazją i rozwojem szkodników, zabezpieczenie przed zakażeniem (przed zakurzeniem, zanieczyszczeniami chemicznym i fizycznymi), zabezpieczenie przed zakażeniem drobnoustrojami chorobotwórczymi. Rozróżniamy następujące metody utrwalania żywności:
Kiszenie, kwaszenie:
Jest to utrwalanie surowców roślinnych przeznaczonych do spożycia (np. kapusty, ogórków, grzybów) oraz na paszę (kiszonki), poprzez wytwarzający się kwas mlekowy (1% - 1,5%) w wyniku fermentacji mlekowej. Bakterie zamieniają cukier zawarty w warzywach na kwas mlekowy, przez co zabezpieczają kwaszonki przed gniciem. Kwaszonki muszą być zawsze pokryte sokiem lub zalewą, ażeby nie dostawało się do nich powietrze, które powoduje rozwój pleśni. Pleśń rozkłada kwasy co umożliwia rozwój bakterii gnilnych. Rozdrobnione warzywa miesza się z solą i ubija (kapusta),nie rozdrobnione zaś zalewa się słoną zalewą (ogórki). Sól ułatwia wydzielanie soku, w którym mogą działać bakterie kwasu mlekowego. W początkowej fazie kwaszenia przetwór powinien stać w pomieszczeniu o temperaturze 18-25°C, po 7-10 dniach trzeba go przenieść do chłodniejszego pomieszczenia. Kwaszenie jest jedną z metod utrwalania warzyw i owoców.
Pasteryzacja:
Sposób zapobiegania szybkiemu psuciu sie produktów żywnościowych, głównie płynów, na skutek działania znajdujących się w nich drobnoustrojów. Proces pasteryzacji polega na ogrzewaniu produktu do temperatury, w której giną już drobnoustroje, lecz nie powoduje jeszcze zmian samego produktu. Pasteryzacja pozwala wiec zachować własności smakowe i odżywcze produktu i nie wywołuje rozpad zawartych w nim witamin. Przeprowadza się ją zwykle w temperaturze od 60 do 100°C..
Apertyzacja:
Jest to metoda konserwowania żywności w hermetycznych naczyniach przez długotrwałe ogrzewanie w wodzie wrzącej. Niewielki dodatek związków chemicznych o działaniu bakteriobójczym (najczęściej to kwas benzoesowy i sorbowy, związki siarki oraz antybiotyki) zapobiegają rozwojowi szkodliwych mikrobów. Czyni to żywność absolutnie bezpieczną, nie zmieniając jej smaku i wyglądu. Metoda konserwowania mięsa pozwala nam w sposób trwały zabezpieczyć je przed zepsuciem. Konserwy mięsne są to przetwory w puszkach hermetycznie zamkniętych, które zostały poddane pasteryzacji lub sterylizacji.
Sterylizacja:
Jest to proces prowadzący do usunięcia lub zabicia wszystkich mikroorganizmów z danego środowiska, również przetrwalników. Sterylizacja polega na ogrzewaniu produktu temperaturą powyżej 100°C. Sterylizację termiczną przeprowadza się albo stosując suche, gorące powietrze (160-180°C, przez 1-1,5 godz.), albo gorącą parą wodną w procesie tyndalizacji w 100°C, w autoklawie w temp. 121-123°C, przez 15-30 minut, w nasyconej parze wodnej pod nadciśnieniem 1 atmosfery.
Suszenie:
Jest to zespół operacji technologicznych, mających na celu zredukowanie zawartości wody w produkcie przez jej wyparowanie i zmniejszenie przez to aktywności wody do wartości uniemożliwiającej rozwój drobnoustrojów, jak również ograniczenie do minimum przemian enzymatycznych i nieenzymatycznych. O ile zabezpieczenie przed rozwojem drobnoustrojów i pleśni uzyskuje się już zwykle przy zmniejszeniu zawartości wody w produkcie do ok. 15%, o tyle zahamowanie przemian typu enzymatycznego (niebakteryjnego) a zwłaszcza nieenzymatycznego wymaga na ogół zmniejszenia wartości wody poniżej 5% niekiedy nawet do 1-2%.
Solenie:
Jest jedną z najstarszych metod utrwalania artykułów żywnościowych. Przesycenie tkanek roztworem soli odpowiednie stężonym uniemożliwia (hamuje) rozwój drobnoustrojów, sól bowiem ma właściwości odciągania wody z tkanek produktu i komórek drobnoustrojów. Przy stężeniu soli 15%-25% większość drobnoustrojów zostaje unieszkodliwiona przez zahamowanie rozwoju. Ten sposób utrwalania stosuje się zarówno w skali przemysłowej, jak i domowej, do utrwalania szeregu produktów zwierzęcych (mięso, ryby, słonina, ser biały) oraz roślinnych (warzywa korzeniowe, szczaw, koper fasola strączkowa, grzyby).

28. Warunki otrzymywania prawidłowej kiszonki

Etap powstawania kiszonek warzywnych można podzielić na trzy następujące fazy:

-FAZA I: burzliwa fermentacja- rozwój bakterii tlenowych i względnie beztlenowych (pałeczki grupy coli, proteolityczne laseczki Bacilus sp.)- należy stworzyć odpowiednie warunki. Obniżenie pH i wyczerpanie tlenu powodują intensywne namnażanie bakterii fermentacji mlekowej (2-3 dni)

-FAZA II: właściwa fermentacja mlekowa- początkowo Leuconostoc sp. następnie Lactobacillus (plantarum, fermentum)- faza ta trwa do kilkunastu dni i pH wynosi 3,8 - 3,5

-FAZA III: dojrzewanie kiszonki- reakcje chemiczne między metabolitami drobnoustrojów (estry). Następuje tworzenie właściwych cech smakowo- zapachowych.

Wady kiszonej kapusty:

-ciemnienie - intensywny rozwój mikroflory niepożądanej w fazie I

-mięknienie- zbyt wysoka temperatura przetrzymywania

-nietypowy smak i zapach- niewłaściwa kolejność rozwoju laseczek beztlenowych, zbyt długa faza I

-plamistość- różowa (Rhodotorula), czerwona (Lactobacillus brevis)

-wady gnilne- rozwój grzybów i bakterii gnilnych

Wady kiszonych ogórków:

-mięknienie- grzyby kożuchujące (laseczki Bacillus sp. rozkładające pektyny)

-tzw. puste ogórki- pałeczki z rodzaju Enterobacter

- śluzowacenie zalewy- Leuconostoc mesenteroides ssp mesenteroides (dekstrany)

-nieprzyjemny ostry smak i zapach- laseczki fermentacji masłowej i zbyt długa faza I

36. Charakterystyka drożdży piekarskich

- wysoka wydajność do produkcji pożądanych metabolitów

- właściwa szybkość wzrostu

- zdolność do adaptacji do środowiska fermentacyjnego

- duża oporność na zwiększone ciśnienie osmotyczne

- odpowiednią aktywność lipaz i proteaz(enzymy warunkujące rozkład lipidów i białek, których produkty korzystnie wpływają na właściwości organoleptyczne produktów)

- wysoka zawartość trehalozy(zwiększa on trwałość drożdży, podnosi oporność na stresogenne warunki środowiska)

- odpowiednia zawartość białka

37. Produkcja drożdży piekarskich

Surowcem do produkcji drożdży piekarskich jest melasa, największa jakość melasy, stabilny skład chemiczny, bez zanieczyszczeń. Głównym cukrem jest sacharoza, która jest przyswajana przez drożdże. Przygotowanie podłoża do hodowli: rozcieńczenie i sterylizacja. Rozcieńczenie gorącą H2O 1:1,zakwasza się kwasem siarkowym do pH 5-6. Za pomocą pary ogrzewa się brzeczkę do 100 st.C i utrzymuje przez 1 h. Można poddać podłoże obróbce kwaśno-termicznej na ciągłej linii sterylizacji, gdzie proces przebiega w temp.130-140 st.C przez 1-2min.

Gwarancją czystej rasy drożdży jest otrzymanie czystego szczepu. Drożdże namnaża się w warunkach laboratoryjnych, w kolbach w temp. 28-29st.C, jako stymulatory wzrostu dodaje się kwas pantotenowy, biotynę, po 15h namnażania, hodowlę przenosi się do większych kolb, inkubuje 24h.,przenosi się dalej do kolejnej objętości podłoża. W 1,2,3 generacji drożdży do kadzi dodaje się hodowlę stopniowo monitorując stężenie etanolu, w ten sposób otrzymaną biomasę w określonych proporcjach stosuje się do prowadzenia hodowli drożdży do celów handlowych.

Po zakończeniu namnażania komórek drożdży hodowlę odwirowuje się, przemywa biomasę i zagęszcza na filtrach próżniowych. Optymalną biomasę drożdży formuje się w kostki(drożdże prasowane),pakuje i przekazuje do handlu.

38. Źródła zanieczyszczeń mikrobiologicznych drożdży piekarskich

Jakość mikrobiologiczna drożdży piekarskich zależy nie tylko od procesu ich propagacji ale również od jakości mikrobiologicznej melasy.

39.Przykłady i charakterystyka drobnoustrojów zanieczyszczających drożdże piekarskie

• Bakterie proteolityczne

Bacillus sp.-Bacillus w środowisku fermentacyjnym redukuja azotany(V) do azotanów (III).Obecność azotanów(III) 0,004% obniża szybkość wzrostu drożdży, 0,02% hamuje rozwój drożdży.

Pseudomonas sp. W trakcie przechowywania drożdży powodują procesy proteolizy prowadząc do obniżenia ich trwałości.

Proteus vulgaris- pałeczka odmieńca pospolitego, należy do rodziny Enterobakteriaceae, o wysokiej aktywności proteolitycznej

• Bakterie fermentacji mlekowej

Lactobacillus sp.

Lactococcus sp.

Leuconostoc sp.-powodują śluzowacenie drożdży,cukru,paciorkowce aromatotwórcze. Bakterie grupy coli tez mogą zostawać w melasie,która jest źle przygotowana

Escherichia coli,Enterobacter sp., Citrobacter sp., Klebsiella

• Drożdże fermentujące i niefermentujące

Candida sp.,Pichia sp.,Cryptococcus sp. Zanieczyszczenie drożdżami dzikimi niebezpieczne w procesie namnażania drożdży i suszenia.

Obecność drożdży dzikich w drożdżach prasowanych lub suszonych powoduje obniżenie siły pędnej drożdży piekarskich. Wymagania pokarmowe drożdży dzikich są znacznie mniejsze niż drożdży szlachetnych, dlatego szybko opanowują środowisko hodowlane.

Kilerowe drożdże-bardzo niebezpieczne w środowiskach produkcyjnych,produkujące toksyny białkowe lub glikoproteinowe,które zabijaja wrażliwe komórki tego samego lub innego gatunku. Stanowią one wieksze zagrozenie niż typowe drożdże dzikie, ponieważ nie tylko konkurują o substrat-o pożywienie również zabijają wrażliwe szczepy produkcyjne.

Debaromyces sp. , Rhodotorula sp. , Zygosaccharomyces sp., Hansenula sp.

• Pleśnie

Aspergillus sp. , Penicillium sp, Geotrichum sp., Mucor sp.

Ich obecność stwierdzono dopiero w czasie przechowywania,powodują obniżenie trwałości i aktywności fermentacyjnej.

40.Charakterystyka drożdży browarniczych

Drożdże browarnicze stosowane do produkcji piwa to głównie 2 gat.drożdży:

1. saccharomyces cerevisiae-drożdże fermentacji górnej-klasa Ascomycetes

2. S.pasterianus(kiedyś carsbergensis)-drożdże ferm. Dolnej

Drożdże fermentacji górnej(zbierają się w dużej ilości w pianie) i dolnej(szybko osiadające na dnie tanku podczas fermentacji głównej) różnią się cechami morfologicznymi,wyglądem komórek. Drożdże fermentacji dolnej są to szczepy starannie wyselekcjonowane-poliploidalne,nie wytwarzają zarodników i nie wykazują procesu płciowego.Ze względu na długość przebywania w brzeczce fermentacyjnej następuje ich adaptacja do warunków środowiska w którym się znalazly-efektem jest zdolność fermentacji sacharydów nawet w obecności sacharydów.

Drożdże fermentacji górnej z rodzaju S.cerevisiae mają silniej rozwinięty system oddechowy i w ich metabolizmie udział oddychania tlenowego jest większy.

Drożdże fermentacji dolnej ze względu na wytwarzanie B-galaktozydazy są zdolne do całkowitego metabolizmu rafinozy(tri sacharyd).Inną cecha różniącą drożdże fermentacji dolnej od górnej jest to, że drożdże fermentacji dolnej charakteryzują się niższą temp. optymalną wzrostu i mogą prowadzić fermentacje w temp. 5-12 st.C .Wyselekcjonowane drożdże fermentacji dolnej charakteryzują się również dobrą aktywnością fermentacyjną nawet w temp.0st.C.W porównaniu optymalna temp.wzrostu dla drożdży f. górnej zależy od rasy i waha się 14-23 st.C.Drugą cechą różniącą drożdże fermentacji górnej i dolnej jest zdolność do flokulacji i sedymentacji.

41.Źródła zanieczyszczeń mikrobiologicznych w browarnictwie

• Przy wszystkich dbn trzeba znać metody hodowli, izolacji. Jakie podłoża, dlaczego, warunki inkubacji, podłoże przemysłowe do namnażania?

G+: Bacillus coagulas (laseczka tleowa,przetrwalnikujaca,agar odżywczy metodą powierzchniową, 0,1 ml wcieramy bagietką,to co wyrosnie ta sa bakterie przetrwalnikujace po wcześniejszym pasteryzowaniu)

Bacillus redukuja azotany (V) do azotanów (III),sprawdzamy to odczynnikiem Grisa (zabarwienie na kolor różowy aż do brunatnego); oraz utleniają glukozę, do podłoża zawierającego glukozę posiewamy ; dodajemy wskaźnik zmian pH-purpura bromokrezolowa-jeśli utlenienie purpura zrobi się żółta

Gatunkiem chorobotwórczym jest Bacillus cereus-produkuje 2 toksyny.Po posiewie na agar odżywczy nie odróżniamy chorobotwórczych d B.coagulas.Barwa koloni B.cereus jest ekri.Robi się posiew w kierunku B.cereus na podłoże z emulsją żółtka jaja kurzego.Kolonie B.cereus są otoczone strefą zmętnienia powstałą w wyniku rozkładu lecytyny,mają lecytynazę. Przesiewamy na podłoże wybiorcze, na podłoże z antybiotykiem.

Geobacillus starothermophilus9przetrwalniki tej laseczki są oporne na ogrzewanie,przezywaja temp.160st.C, optimum wzrostu 45-55st.C,naturalnym środowiskiem jest gleba.

Gram +: paleczki lactobacillus brevis(najczęściej),charakteryzują się silnymi wlaściwościami amylolitycznymi, bardzo rzadko w piwie Lb.casei,plantarum,delbruecki.pałeczki fermentacji mlekowej sa niebezpieczne w czasie rozlewania i leżakowania piwa,powodują jego zmętnienie.Powstaje wtedy kwas mlekowy i di acetyl-wady organoleptyczne. Leuconostoc dextranicus produkuje duże ilości polisacharydów.Aby sprawdzić czy jest leuconostoc należy zakrecić butelkę, jeśli jest osad,sznureczek do góry,są to komórki zlepione a jeśli równomiernie to inne bakterie.Klebsiella posmak fenolowy piwa,należy do grupy coli,zły stan higieniczno-sanitarny. Pediococcus-ziarniaki połączone w tetrady,odpowiedzialne za kwaśny smak piwa w wyniku powstałego kwasu mlekowego;tzw.posmak maślany.Gronkowce z rodzaju Staphylococcus epidermidis,ureus stanowią wtórne zanieczyszczenia wniesione przez personel.zrost gronkowców ograniczony jest przez niskie pH i bakteriostatyczne związki chmielu.

Gram - : bakterie octowe,Acetobacter,Gluconobacter;Enterobacter

Drożdze dzikie: Hansenula,Pichia,Candida sa przyczyną zmętnienia piwa,drożdżowy smak

Pleśnie wyrastające na piwie:wprowadzane z ziarnami jęczmienia.zarodniki pleśni sa bardzo oporne,Alternaria-duzo zarodników,Cladosporium,Aspergillus,Penicillium.plesnie mogą być wprowadzone z chmielem a także powietrze.

42.Wpływ mikroflory surowców na jakość mikrobiologiczną piwa

Mętnienie piwa wywołują drozdże Saccharomyces cerevisiae i S.pasteurianus nadając mu jednocześnie nieprzyjemny zapach i smak.Zmetnienie piwa wraz ze zmiana smaku i zapachu wywołują również bakterie Sarcina i Ediococcus.Rozwój bakterii mlekowych i octowych prowadzi do zakwaszenia piwa, a przez to do zachowania równowagi koloidalnej i mętnienie piwa.Przy niedostatecznym wysyceniu di tlenkiem węgla lub przy nieszczelnym zamknieciu mogą na powierzchni piwa rozwijać się drożdże z rodzaju Mycoderma i bakterie octowe.

43. Charakterystyka dbn i wady przez nie wywoływane w piwie (wady piwa pochodzenia mikrobiologicznego)

• Gram (+)

-Bacillus - redukują azotany (V) do azotanów (III) (sprawdzamy to odczynnikiem Grisa - zabarwienie na kolor różowy aż do brunatnego) oraz utleniają glukozę (do podłoża zawierającego glukozę posiewamy i dodajemy wskaźnik zmian pH-purpurę bromokrezolową, jeśli utlenienie nastąpi purpura zrobi się żółta)

- Bacillus coagulas - laseczka tlenowa przetrwalnikująca (pasteryzacja 80^oC przez 10 minut+5minut na ogrzanie próby jest metodą oznaczania liczby przetrwalników), wysiewamy na agarze odżywczym metodą powierzchniową - 0,1 ml wcieramy bagietką, to co wyrośnie to bakterie przetrwalnikujące po uprzednim pasteryzowaniu

- Bacillus cereus- chorobotwórcze, produkuje dwie toksyny, po posiewie na agar odżywczy nie odróżnimy ich od B. coagulas, barwa kolonii B.cereus -kremowa, posiew (w kierunku B.cereus) na podłoże z emulsją żółtka jaja kurzego, kolonie B.cereus są otoczone strefą zmętnienia powstałą na skutek rozkładu lecytyny-mają lecytynazę, następnie przesiewamy na podłoże wybiórcze zawierające antybiotyk z polimyksyną.

- Geobacillus starothermophilus - przetrwalniki tej laseczki są odporne na ogrzewanie, przeżywaja temp.160^oC, optimum wzrostu 45-55^oC, naturalnym środowiskiem jest gleba

-Pałeczki fermentacji mlekowej - Lactobacillus brevis - charakteryzują się silnymi właściwościami amylolitycznymi, bardzo rzadko występują w piwie - Lb. Casei, plantarum, delbrueckii ssp. delbrueckii. Pałeczki te są bardzo niebezpieczne w czasie rozlewania i leżakowania piwa, powoduja zmętnienie piwa. Powstaje wtedy kwas mlekowy i diacetyl - wady organoleptyczne. Leuconostoc dextranicus produkuje duze ilości egzopolisacharydów. Aby sprawdzić czy jest Leuconostoc należy zakręcić butelkę, jeżeli jest osad, sznureczek do góry to są to komórki zlepione, zaś jeżeli równomiernie to są to inne bakterie.

- Pediococcus- ziarniaki połączone w tetrady, odpowiedzialne są za kwaśny smak piwa w wyniku powstałego kwasu mlekowego i tzw. Posmak maślany.

- Gronkowce z rodzaju Staphylococcus epidermidis, aureus (koagulazo+), stanowią wtórne zanieczyszczenia wniesione przez personel, wzrost gronkowców ograniczony jest przez niskie pH i bakteriostatyczne związki chmielu.

• Gram (-)

- bakterie octowe Acetobacter, Gluconobacter, Enterobacteriaceae.

- bakterie psychrotrofowe występujące w wodzie jak Flavobacterium lub Alcaligenes rzadko występuja w piwie

-bakterie grupy coli : Klebsiella, E. coli, Citrobacter, Enterobacter - powodują fermentacje laktozy, Citrobacter możemy spotkać w chmielu

• Drożdże dzikie - Hansenuta, Pichia, Candida, są przyczyną zmętnienia piwa, nadają drożdżowy posmak

• Pleśnie wyrastające na piwie - wprowadzane z ziarnami jęczmienia. Zarodniki pleśni są bardzo oporne, Alternaria-duzo zarodników, Cladosporium, Fusarium, Aspergillus, Penicillium, pleśnie mogą być wprowadzone z chmielem, a także powietrzem (w powietrzu dbn się nie namnażają).

44. Charakterystyka drożdży winiarskich (podłoża, warunki optymalne hodowli)

DROŻDŻE WINIARSKIE - izoluje się je z owoców (naturalna mikroflora owoców). Szczepy drożdży winiarskich tego samego gatunku powstały w wyniku zmian genetycznych, dotyczących zmian genotypowych i fenotypowych. Zmiany metaboliczne i genetyczne są spowodowane czynnikami środowiska i adaptacją drożdży do specyficznych warunków. Najsilniej na komórkę działa obniżona aktywność wody, wynika ona z wysokiej zawartości cukru w moszczu, ok. 260g/l. Tak duże stężenie cukru wynika ze stosowania niektórych odmian winogron. Istotną cechą zróżnicowania komórek drożdży pod względem metabolizmu i fizjologii jest hybrydyzacja wsobna szczepów w obrębie gatunku Saccharomyces. Drożdże winiarskie to drobnoustroje mezofile, optymalna temperatura wzrostu - 28-30^oC, w produkcji win pożądane są rasy drożdży kriofilnych, zdolnych do prowadzenia zimnej fermentacji w 4^oC. zastosowanie ich powoduje wydłużenie procesu fermentacji, ale doprowadza do otrzymania wina bardziej nasyconego CO₂, ponadto zwiększa się zawartość etanolu, zmniejsza się zawartośc kwasów lotnych i wzrastaja cechy organoleptyczne. Obniżenie temperatury fermentacji umożliwia prowadzenie tego procesu w temperaturze otoczenia oraz utrwalanie moszczów przez ich wstępne zafermentowanieza pomoca BFM z rodzaju Lactobacillus. Specyficzne cechy drożdży winiarskich pozwalają na otrzymanie win o unikatowym bukiecie zapachowo-smakowym.

45. Źródła zanieczyszczeń mikrobiologicznych w winiarstwie

46. Przykłady i charakterystyka drobnoustrojów oraz wady win (charakterystyka wad, źródła zanieczyszczeń)

47. Pleśnie - fizjologia i metabolizm

Grzyby strzępkowe - pleśnie - są to grzyby wielokomórkowe, chemoorganotrofy (saprofity, pasożyty), posiadaja metabolizm tlenowy, zazwyczaj są mezofile, choc występuja też plesnie psychrofilne, psychrotrofowe i termofilne.

Strzępki grzybni mogą posiadać lub nie posiadać ścian poprzecznych (komórczak-jest wielojądrzasty, strzępki podzielone septami mogą być 1, 2 lub wielojądrzaste, septy mogą być pełne lub perforowane). Ściana komórkowa zbudowana jest z chityny, glukanu, lipidów i białek. Wzrost na długość - za pomocą części szczytowych strzępek.

Rozmnażanie:

1)bezpłciowe - za pośrednictwem zarodników tworzonych na grzybni powietrznej (na konidioforach); za pomocą zarodników tworzonych w zarodniach na strzępkach powietrznych (w sporangioforach)

2)płciowe - za pomoca gamet

Grzyby strzępkowe zanieczyszczają źle produkowane i przechowywane produkty spożywcze, są czynnikami wywołującymi alergie, a produkowane przez nie mikotoksyny zostały zakwalifikowane do grupy najgroźniejszych związków rakotwórczych. Niektóre szczepy grzybów pleśniowych w zależności od składu podłoża wzrostowego i innych warunków środowiskowych mogą syntetyzować jedna lub kilka różnych mykotoksyn.

48. Warunki rozwoju pleśni

Optymalna temperatura - 20-35^oC zakres -10- 55^oC

Optymalne pH- 3,0-5,5 zakres 1,5-10

Minimalna zawartość wody w pożywce 11-14%

Grzyby pleśniowe dysponują szerokim zestawem enzymów, co umożliwia im wzrost w każdym środowisku, np. na wszystkich surowcach i produktach spożywczych oraz na drewnie, betonie, papierze, skórach, tkaninach, a także niekiedy na tworzywach sztucznych.

Pleśnie dobrze tolerują suche środowiska, wiele szczepów rośnie już przy 13% wilgotności względnej, choć mimo tej tolerancji lepiej rozwijają się w środowisku wilgotnym.

Na produktach przechowywanych w niewłaściwych temperaturach możliwe jest widoczne gołym okiem przyspieszenie rozwoju kolonii pleśni.

Niektóre szczepy przystosowane są do wzrostu w temp. 0^oC lecz rozwój ich następuje bardzo powoli i dopiero po kilku tygodniach widoczne są kolonie.

Skład chemiczny fermentowanych produktów mleczarskich umożliwia rozwój wielu gatunków grzybów pleśniowych.

49. Podłoża stosowane do hodowli grzybów (pleśni i drożdży)

- Podłoże YGC - zawiera antybiotyk chloramfenikol, który powoduje zahamowanie wzrostu bakterii, co przyczynia się do tego, że na tym podłożu rosną tylko grzyby

- brzeczka

Zakwaszone do pH 3,5 kwasem winowym

50. MYKOTOKSYNY

Wtórne metabolity pleśni wydzielane do środowiska. Głównym składnikiem zapobiegawczym zatruciom mykotoksynami jest dobra praktyka w pozyskiwaniu, przetwarzaniu i przechowywaniu surowców oraz dystrybucji gotowych produktów spożywczych zapobiegająca ich zanieczyszczaniu i rozwojowi pleśni. Producent żywności musi dysponować dokładnymi danymi dotyczącymi zawartości mykotoksyn w surowcach i dodatkach stosowanych w produkcji wyrobu finalnego. Surowce przemysłu spożywczego zanieczyszczona grzybami pleśniowymi stwarzają zagrożenie nie tylko podczas ich przerobu lecz także przyczyniają się do rozprzestrzeniania szczepów pleśni pochodzących niekiedy z innych części świata. Jeden szczep grzybów pleśniowych może wytwarzać kilka związków o różnym stopniu toksyczności dla ludzi oraz poszczególnych gatunków zwierząt, a zwłaszcza drobiu. Wytwarzanie mykotoksyn jest cecha ujawniającą się w szczególnych warunkach wzrostu grzybów pleśniowych, najczęściej odbiegających od optymalnych dla danego rodzaju lub gatunku. Oddziaływanie mykotoksyn zależy od masy ciała. Mykotoksyny zostają w organizmie zwierząt gdy je karmimy zapleśniałym pożywieniem. Temperatura 100°C nie niszczy mykotoksyn.

Alfatoksyny są związkami niskocząsteczkowymi rozpuszczalnymi w wodzie i łatwo dyfundującymi do podłoża, na którym rosną syntetyzujące je grzyby pleśniowe. Alfa toksyny są wchłaniane w jelitach i kumulowane głównie w wątrobie i nerkach doprowadzając do zaburzeń czynnościowych tych narządów oraz przy dłuższym podawaniu do zmian nowotworowych. Zatrucie alfatoksynami nie musi zachodzić drogą pokarmową, lecz również przez skórę podczas bezpośredniego kontaktu z zawierającym je środowiskiem. Niektóre szczepy grzybów pleśniowych- w zależności od składu podłoża wzrostowego i innych warunków środowiskowych mogą syntetyzować jedną lub kilka różnych mykotoksyn.

Warunki sprzyjające tworzeniu mykotoksyn są bardzo zróżnicowane dla poszczególnych rodzajów, gatunków a nawet szczepów grzybów pleśniowych. Zdolność do syntezy mykotoksyny jest cechą szczepu co uniemożliwia jednoznaczne stwierdzenie ich obecności w produkcie na podstawie obecności w nim pleśni. Obecność w produkcie nie uprawnia do posądzenia go o zawartość mykotoksyn, ponieważ nie każdy szczep tego samego gatunku jest zdolny do ich syntezy. Orzeczenie o zawartości mykotoksyny w surowcu lub produkcie może być wydane jedynie po wykryciu ich obecności odpowiednio czułymi metodami. Widoczny wzrost pleśni na surowcu lub w produkcie dyskwalifikuje go ze względów wizualnych zmian i cech organoleptycznych spowodowanych rozwojem pleśni lecz nie jest dowodem na obecność mykotoksyn.

Normy określające wymagania jakości mikrobiologicznej niektórych produktów dopuszczają obecność w nich pewnej liczby grzybów pleśniowych np. w twarogach, serach i maśle, wyrażonej jako jednostki tworzące kolonie w 1g (jtk/g). Obecność w produkcie grzybów pleśniowych w liczebności dopuszczalnych według obowiązującej normy nie stanowi zagrożenia dla jego jakości( i wytwarzania mykotoksyn) gdy są ściśle przestrzegane warunki przechowywania zapobiegające namnożeniu grzybów pleśniowych.

Zdolność do syntezy mykotoksyn uwarunkowana jest także rodzajem podłoża na którym rozwijają się określone szczepy pleśni np. szczepy Aspergillus flavus wytwarzają więcej alfatoksyn rosnąc na ziarnach zbóż i znacznie mniej gdy podłożem są suszone owoce.

Temperatura otoczenia ma istotny wpływ na wytwarzanie mykotoksyn np. Aspergillus flavus syntetyzuje największe ilości alfatoksyn w temperaturze 20°C, w 13°C synteza ich jest zahamowana natomiast do optymalnego wzrostu pleśni ta wymaga temperatury 41°C. Pleśnie dobrze tolerują suche środowiska , wiele szczepów rośnie już przy 13% wilgotności względnej lecz tworzeniu mykotoksyn sprzyjają przeważnie znacznie większe zawartości wody.

Procesy termiczne stosowane w utrwalaniu żywności- w tym mleka- nie gwarantują usunięcia z produktu mykotoksyn jeśli były one obecne w surowcu. Nadal poszukiwane są skuteczne metody usuwania mykotoksyn z surowców i półproduktów , ponieważ dotychczas znane metody fizyczne, chemiczne i biologiczne mają ograniczone zastosowanie w żywności lub nie mogą być w niej stosowane.

Alfatoksyny sa substancjami ciepło trwałymi i nie ulegają rozkładowi w temperaturze 100°C zas temperatury wyższe działające przez długi czas tylko nieznacznie obniżają ich zawartość. Większość mykotoksyn nie ulega rozkładowi lub czyni to w małym stopniu pod wpływem czynników fizycznych i chemicznych np. promieni UV, utleniaczy( chlor, ozon) oraz rozpuszczalników organicznych i związków nieorganicznych.

Problem mykotoksyn mleku i jego przetworach powinien być brany pod uwagę już na etapie przygotowania karmy dla zwierząt . Wolne od mykotoksyn pasze są pierwszym ogniwem gwarantującym dobrą jakość podstawowych surowców- mleka, mięsa. Zawierające mykotoksyn mieszanki paszowe podawane zwierzętom są bezpośrednią przyczyną obecności tych związków w mięsie surowym i mleku.

51. MYKOTOKSYKOZY PIERWOTNE I WTÓRNE nigdzie tego nie mogłam znaleźć sory

52. CHARAKKTERYSTYKA PLEŚNI STOSOWANYCH W SZCZEPIONKACH DO PRODUKCJI SERÓW DOJRZEWAJĄCYCH(TYLKO PENICILLUM)

Pleśnie obecne w zakwasie do produkcji serów dojrzewających to: Penicillum camemberti, Penicillum requeforti. Są one stosowane głównie w procesie dojrzewania serów, bowiem dzieki wysokiej aktywności proteolitycznej i lipolitycznej nadają produktom charakterystyczny smak , aromatt i konsystencję. Grzyby pleśniowe wykazują znaczna oporność i liczne przystosowania do życia w ekstremalnych warunkach środowiska np. duże stężenie soli, cukrów, niskie pH, mała wilgotność, niskie temperatury. Zarodniki wielu rodzajów grzybów pleśniowych wykazują znaczną oporność na działanie promieniowania UV, na niektóre środki stosowane do dezynfekcji. Grzyby pleśniowe zaliczane są do organizmów termo wrażliwych ich zarodniki oraz elementy grzybni giną w temperaturach pasteryzacji stosowanych podczas utrwalania żywności. Grzyby pleśniowe dysponuje szerokim zestawem enzymów co umożliwia im wzrost w każdym środowisku np. na wszystkich surowcach i produktach spożywczych oraz na drewnie, betonie, papierze, skórach, tkaninach, a także niekiedy na tworzywach sztucznych. Rozprzestrzenianie się grzybów pleśniowych odbywa się przede wszystkim za pośrednictwem zarodników lub fragmentów grzybni przenoszonych z ruchem powietrza.

53. CHARAKTERYSTYKA PLEŚNI STOSOWANYCH W SZCZEPIONKACH DO PRODUKCJI FERMENTOWANYCH WĘDLIN

Produkcja wędlin fermentowanych- kiełbasa salami i metka. Kiełbasy salami są to kiełbasy fermentowane dojrzewające , kiełbasy typu metka o krótszym okresie przydatności do spożycia. Wyroby te uzyskujemy dzięki działaniu bakterii fermentacji mlekowej, gatunki pałeczek (Lactobacillus curwatus, Lactobacillus alimentarius, oraz ziarniki z rodzaju Pediococcus głównie Pediococcus acidilactici, Pediococcus treptocaceu stosuje się także drożdże Candida sabatami najbardziej szlachetnych, najlepszych kiełbasach salami na powierzchni zarodniki czystych szczepów pleśni Penicillum claudomerii pleśń nie tylko nadaje odpowiedni wygląd, smak zapach ale przede wszystkim stanowi naturalną barierę przed wysychaniem wędlin oraz ochrona przed wniknięciem do wnętrza wyrobu mikroflory technologicznie szkodliwej). Pleśnie stosowane w przemyśle mięsnym to Penicillum nalgiovensis, Penicillum candidum. Pleśnie tworzą zwartą grzybnię na powierzchni batonu, hamują wzrost niepożądanej mikroflory- zabezpieczenie przed reinfekcją, regulują wilgotność- regulują przemiany w czasie dojrzewania i przechowywania kiełbas, nadają atrakcyjny wygląd, kształtują smak, aromat- działanie enzymów proteolitycznych i lipolitycznych.

Grzyby pleśniowe wykazują znaczna oporność i liczne przystosowania do życia w ekstremalnych warunkach środowiska np. duże stężenie soli, cukrów, niskie pH, mała wilgotność, niskie temperatury. Zarodniki wielu rodzajów grzybów pleśniowych wykazują znaczną oporność na działanie promieniowania UV, na niektóre środki stosowane do dezynfekcji. Grzyby pleśniowe zaliczane są do organizmów termo wrażliwych ich zarodniki oraz elementy grzybni giną w temperaturach pasteryzacji stosowanych podczas utrwalania żywności. Grzyby pleśniowe dysponuje szerokim zestawem enzymów co umożliwia im wzrost w każdym środowisku np. na wszystkich surowcach i produktach spożywczych oraz na drewnie, betonie, papierze, skórach, tkaninach, a także niekiedy na tworzywach sztucznych. Rozprzestrzenianie się grzybów pleśniowych odbywa się przede wszystkim za pośrednictwem zarodników lub fragmentów grzybni przenoszonych z ruchem powietrza. Dodatek kultur pleśni przyczynia się do wzbogacenia smaku produktu, głównie dzięki przemianom lipolitycznym. Ze względu na konieczność dostępu tlenu pleśnie stosowane są jako kultury powierzchniowe wędlin surowych dojrzewających, a więc są nanoszone na powierzchnię produktu izolując wnętrze od tlenu i tym samym zapobiegając nierównomiernemu wysuszeniu.

54. ZNACZENIE METABOLITÓW GRZYBÓW( PLEŚNI DROŻDZY) STOSOWANYCH W PRODUKCJI ŻYWNOŚCI

55. WADY MIKROBIOLOGICZNE ŻYWNOŚCI POWSTAJĄCE W WYNIKU DZIAŁANIA GRZYBÓW

Pleśnie:Aspergillus sp., Penicillum sp., Geotrichum sp., Mucor sp. Ich obecność stwierdzamy dopiero w czasie przechowywania, powodują obniżenie trwałości i aktywności fermentacyjnej, mogą być przyczyną śluzowacenia win , są źródłem mykotoksyn .

57. Warunki produkcji kwasu cytrynowego

Do produkcji kwasu cytrynowego stosuje się melasę oraz szczepy charakteryzujące się nadprodukcją tzn. Aspergillus niger, A. venti, Candida lipolitica (klasa Deuteromycetes), Jarovia lipolitica. Kwas cytrynowy otrzymuję się metodą powierzchniową i wgłębną. W tej pierwszej (trwającej 9-11 dni) temperatura fermentacji wynosi ok. 30°C, a w metodzie wgłębnej 28-30°C.

W celu wyizolowania A. niger używa się podłoża YGC z ekstraktem drożdżowym, chloramfenikolem (czynnik wybiórczy) i glukozą. Można zastosować także podłoża z obniżonym pH do 3,5, które jest czynnikiem wybiórczym. Są to: słód jęczmienny, brzeczka płynna lub zestalona, zakwaszone kwasem winowym. Inkubacja odbywa się w warunkach tlenowych, w temperaturze 20-25°C.

Produkcja kwasu cytrynowego przez A. niger jest w bardzo dużym stopniu uzależniona od składu pożywki. Na biosyntezę tego kwasu korzystnie wpływa niska wartość pH (ok.2,4-2,6), zawartość związków węgla (sacharoza) oraz obecność mikroelementów: Fe, Mn, Zn (stęż. Powyżej 0,1 mg/100 cm³. Aby podczas hodowli nie doszło do nadmiernego rozwoju grzybni, w podłożu powinna znajdować się ograniczona ilość związków azotu i fosforu. W przypadku hodowli wgłębnej istotnym warunkiem jest odpowiednie natlenienie środowiska.

58. Produkcja kwasu cytrynowego metodą powierzchniową (parametry, przygotowanie podłóż, jakie podłoża)

Surowcem jest melasa buraczana (stężenie sacharozy - 16%) i cukrowa. Skład chemiczny melasy zmienia się wraz ze zmianą warunków uprawy, warunków klimatycznych i gleby, jednak skład ten musi być znany za każdym razem. Pożywkę uzupełnia się solami mineralnymi, związkami potasu, P, Zn, Fe. Jej pH wynosi 6,4-6,8. Sterylną pożywkę o objętości 500-600 l rozlewa się do tac o wymiarach: dł.- 2 m, szer.- 2,5 m, głębokość- 0,16 m, które wykonane są ze stali nierdzewnej i zamontowane są na stelażach. Tace z pożywką umieszcza się w komorach posiadających termometry i napowietrzanie. Po schłodzeniu podłoża do 40°C dodaje się konidia zawieszone na węglu aktywnym. Inkubuje się je w temp. 30°C przez 24 h. W efekcie pojawia się cienka grzybnia rosnąca 72 h. Potem rozpoczyna się faza produkcji kw. cytrynowego. Rozwój grzybni i produkcja kw. cytrynowego trwa 168-216 h (wydajność procesu - 70%). W metodzie powierzchniowej, za syntezę kw. cytrynowego odpowiada grzybnia substratowa. Zadanie warstwy powierzchniowej grzybni polega na utlenianiu dostarczonych substratów do CO₂ i H₂O. Ze względów technologicznych wymagana jest cienka, pofałdowana grzybnia, która posiada dużą powierzchnię. Zbyt gruba grzybnia (2-3 cm) utrudnia dostęp tlenu do grzybni substratowej a także utrudnia usuwanie dwutlenku węgla i produkcję kw. cytrynowego. Do produkcji tego kwasu eliminuje się szczepy A. niger, które posiadają zdolność do wytwarzania zarodników w krótkim czasie oraz szczepy tworzące mykotoksyny. Wydziela się kwas cytrynowy metodą cytrynianową lub bezcytrynianową, spuszcza płyn pohodowlany i poddaje się go obróbce. Grzybnię suszy się, potem mieli i dodaje do pasz jako doskonałe źródło białka.

59. Produkcja kwasu cytrynowego metodą wgłębną

W tej metodzie stosuje się dokładnie wyselekcjonowane szczepy A. niger i w jej wyniku uzyskuje się 80% światowej produkcji tego kwasu. Surowcem jest sacharoza a także melasa buraczana i trzcinowa, mączka cukrowa, soki cukrownicze i hydrolizaty skrobiowe. Do pożywki dodaje się sole mineralne i mikroelementy a jej pH wynosi 2-3. Jeżeli pH wzrasta powyżej 3 to powstaje kw. szczawiowy. W celu zabezpieczenia przed bakteriami przetrwalnikującymi podłoże sterylizuje się w temp. wyższej niż 121°C. Hodowle grzybni A. niger prowadzi się w bioreaktorach zbiornikowych o całkowitej pojemności 100-500 m³, wyposażonych w mieszadła mechaniczne (czasami pneumatyczne) i oprzyrządowania pomiarowe. Wykonane ze stali kwasoodpornej bioreaktory posiadają także elektrodę tlenową, redox, termometr połączony z regulatorem temperatury, regulator obrotów mieszania i odpieniacz mechaniczny. Pianę likwiduje się dodatkiem środków przeciwpianowych. Do bioreaktorów dodaje się zawiesinę konidiów (zarodników), 10⁵/cm³, pasażując wcześniej 3 razy a w przypadku wyższej zawartości konidiów dokonuje się rozcieńczenia. W hodowli wgłębnej grzybnia rośnie w postaci kłębków o średnicy 0,3-0,5 mm a ich strefą zewnętrzną są rozgałęzione strzępki. Morfologia grzybni zależy od składu pożywki, obecności mikroelementów i szczepu. Czas trwania procesu biosyntezy do momentu wyczerpania źródeł węgla wynosi 120-180 h, temp. 30-32°C, cały czas kontrolujemy napowietrzanie. Po zakończeniu procesu grzybnię oddziela się poprzez filtrację, otrzymuje się płyn pohodowlany i z niego wyodrębnia się kwas cytrynowy. Wydajność kwasu w stosunku do początkowej ilości substratu - sacharozy wynosi 70-90%.

Wadą metody wgłębnej jest charakter wzrostu kłębków (grzybni). Natomiast w porównaniu z metodą powierzchniową, omawiana metoda charakteryzuje się zaletami, tzn. krótszym czasem trwania procesu, wyższą wydajnością oraz mniejsze zagrożenie rozwoju mikroflory obcej (dzięki niskiemu pH i zamknięciu bioreaktora).

60. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne surowców stosowanych do produkcji kwasu cytrynowego.

Źródłami zanieczyszczeń mikrobiologicznych to: nie do końca wysterylizowana pożywka w metodzie powierzchniowej, powietrze wprowadzane do komór hodowlanych oraz zły stan higieniczny aparatury. Są one skutkiem nie przestrzegania dobrej praktyki produkcyjnej. Surowce do produkcji kw. cytrynowego są zanieczyszczone drobnoustrojami takimi jak: Bacillus, Pseudomonas (woda), E. coli (zły stan personelu) a także inne rodzaje z rodziny Enterobacteriaceae czy z rodziny coli (Enterobacter, Yersinia, Klebsiella, Citrobacter). Drobnoustroje te są niebezpieczne, gdyż mogą doprowadzić do przerwania procesu. Np. Enterobacteriaceae rozkładają azotany (V) do azotynów (III), a te ostatnie powodują zahamowanie wzrostu grzybni - hamowanie produkcji. Kolejny przykład niekorzystnego wpływu na proces produkcji to BFM: Lactobacillus i Leuconostoc, które powodują zubożenie podłoża, tworzenie się dekstranu a co za tym idzie dochodzi do zmiany lepkości pożywki i do zatrzymania procesu. Warto wspomnieć także o Penicillium rubrum charakteryzujących się silnymi enzymami hydrolitycznymi. Drobnoustroje te rozwijają się na powierzchni grzybni i rozkładają ją. Sposobem zapobiegania zanieczyszczeniom mikrobiologicznym surowców do produkcji kw. cytrynowego jest sterylne podłoże a także aktywna szczepionka (szczepy Aspergillus lub mieszana), która prowadzi do obniżenia pH, w którym bakterie nie będą mogły się rozwijać.

61. Surowce stosowane do produkcji kwasu cytrynowego

Podstawowymi substratami do biosyntezy kwasu cytrynowego są: melasa buraczana i trzcinowa, hydrolizaty skrobi ziemniaczanej i kukurydzianej, glikoza techniczna i czysta, cukier biały i surowy, koncentraty soków z buraków i trzciny cukrowej. Skład pożywki jest uzupełniany organicznymi źródłami azotu i nieorganicznymi źródłami fosforu oraz mikroelementami (magnez, siarka, cynk, żelazo, miedź, mangan).

62. Zastosowanie pleśni do produkcji enzymów

Produkcja enzymów przy użyciu wyselekcjonowanych drobnoustrojów nabiera coraz większego znaczenia. Bardzo popularne jest stosowanie w tym celu pleśni.

- Aspergillus oryzae - α-amylaza

- Aspergillus niger, A. awamori, A. foetidus - amyloglukozydaza; Do hodowli drobnoustrojow używa się pożywki zawierającej 5-20% mielonej kukurydzy, hydrolizowanej wcześniej bakteryjną α-amylazą, namok kukurydziany oraz nieorganiczne sole. pH wynosi 5,5. Napowietrzana hodowla trwa ok. 4-5 dni, a po zakończeniu płyn hodowlany, który zagęszcza się po usunięciu grzybni, otrzymując płynny preparat zawierający ok. 5% aktywnego enzymu i pewną ilość innych towarzyszących amylaz i proteaz.

- rodzaje: Trichoderma, Fusarium, Aspergillus - celulazy

Najlepsi producenci enzymów celulolitycznych to mutanty Trichoderma reesei. Ich hodowlę prowadzi się metodą wgłębną, dodając do pożywki jako induktora syntezy enzymów: celulozę, celobiozę, laktozę. T. reesei najaktywniej syntetyzuje egzo-β-(1,4)-glukozydazę.

- Aspergillus niger - handlowe preparaty lipaz, preparaty pektolityczne

- Aspergillus ochraceus - synteza enzymów pektolitycznych; hodowla wgłębna na pożywce zawierającej otręby pszenne, sole mineralne, ekstrakt drożdżowy i pektyny.

- Aspergillus - enzymy proteolityczne

- Aspergillus niger, Penicillium purpurogenum - produkcja handlowych preparatów oksydazy glikozowej; na pożywce o pH 5,6 zawierającej sacharozę, namok kukurydziany i sole mineralne, po 24-godzinnej napowietrzanej hodowli w temp. 28°C otrzymuje się biomasę o maksymalnej zawartości oksydazy glukozowej. Biomasa P. purpurogenum uzyskana na pożywce o pH 6, w której jest melasa i sole mineralne, po 3-dniowej hodowli w temp. 30°C zawiera znacznie więcej oksydazy glukozowej niż biomasa A. niger.

63. Warunki produkcji antybiotyków przez drobnoustroje

Otrzymywanie antybiotyków składa się z następujących etapów produkcyjnych:

- wstępna hodowla wyselekcjonowanych drobnoustrojów w odpowiednich pożywkach,

- biosynteza w bioreaktorach przemysłowych,

- izolowanie i oczyszczanie za pomocą procesów fizykochemicznych a także nadanie produktowi wymaganej postaci farmaceutycznej.

Największe znaczenie praktyczne w produkcji antybiotyków mają promieniowce, gł. z rodzaju Streptomyces i grzyby z rodzajów Penicillium, Aspergillus, Cephalosporium, Fusarium.

Wiele antybiotyków produkuje się metodami biotechnologicznymi w bioreaktorach o pojemności ok. 50 do 300 m³. Przeprowadza się reakcje biosyntezy antybiotyków naturalnych przez odpowiednie drobnoustroje oraz reakcje biotransformacji. Produkt jaki możemy otrzymać z danego substratu zależy od wielu czynników takich jak: rasa drobnoustroju, pH, stężenie substratu, użyte do hodowli składniki odżywcze i inne warunki hodowli, użyte dodatkowe substancje, np. inhibitory enzymów.

Np. synteza pimarycyny przy zastosowaniu szczepu S. natalensis NRRL 2651. Na pożywce o składzie: 5% mąka sojowa, 0,5% olej sojowy, 0,2% zagęszczony namok kukurydziany, 1% glukoza, 1% CaCO₃, 0,5% (NH₄)₂SO₄ i 0,02% KH₂PO₄, w temp. 20°C prowadzi się hodowlę S. natalensis. Po 7 dniach hodowli zawartość pimarycyny w pożywce wynosi 690 µg/cm³.

64. Warunki rozwoju bakterii kwasu octowego

• Optymalne temperatury wzrostu 25-30 °C

• Zakres temperatur -4-43°C

• Optymalny zakres pH 5,4-6,2

Są to bakterie o wysokich wymaganiach odżywczych, wymagają bogatych pożywek hodowlanych wzbogaconych w związki organiczne i mineralne. Źródłem węgla może być etanol, glicerol, D,L- mleczan sodu a także sacharoza i polisacharydy. Źródłem azotu może być siarczan amonu, fosforan amonu. Do wzrostu wymagają Mg, K, P, niewielkie ilości Fe, Ca, S i śladowe ilości Cu, Mn, Mo. W zależności od źródła węgla bakterie octowe wymagają do wzrostu kwasu pantotenowego, glicyny, tiaminy. Do wzrostu potrzebują tlenu.

65. i 66. Morfologia, fizjologia i metabolizm pałeczek Acetobacter i Glukonobacter

Są to pałeczki Gram-ujemne, charakteryzują się nieregularnym układem, rzadko występują w parach. Są to bakterie urzęsione peritrichalnie, są zdolne do ruchu. Nie tworzą form przetrwalnikowych. Maja cienka warstwę mureny, są wrażliwe na działanie czynników zewnętrznych. Niektóre charakteryzują się zmiennością fizjologiczną i morfologiczną, które czasami są przyczyna ich nie rozpoznania (pleomorfizm). Pod wpływem antybiotyków często tworzą formy inwolucyjne w postaci rozdętych pałeczek. W momencie przeniesienia hodowli z formami inwolucyjnymi do warunków korzystnych część tych form zamiera, natomiast pozostała część ulega podziałowi. Wszystkie szczepy charakteryzują się zdolnością do pozakomórkowego wydzielania śluzu, bez względu na rodzaj podłoża.

U wielu bakterii należących do Acetobacter i Glukonobacter funkcjonuje szlak Endnera-Doudorffa degradacji glukozy. Szlak ten dostarcza komórce pośredników do niektórych biosyntez( m.in. do biosyntezy nukleotydów), natomiast zysk energetyczny tej przemiany jest niewielki. Powstaje 1 mol NADPH i 1 mol NADH.

Bakterie octowe( Acetobacter i Glukonobacter)prowadza proces niepełnego utleniania sacharydów. Mogą być też stosowane w syntezie kwasu askorbinowego z D-glukozy. Synteza kwasu askorbinowego jest procesem wieloetapowym, w którym wyróżniamy etap transformacji chemicznej i etap biotransformacji przy udziale bakterii octowych. Niektóre gatunki Acetobacter są wykorzystywane do syntezy celulozy. Wykorzystują przy tym monosacharydy, glukozę i fruktozę, mannitol, sacharozę, a także polisacharydy np. skrobię lub hydrolizaty skrobiowe.

Cechą wspólną Acetobacter i Glukonobacter jest synteza kwasu octowego. Bakterie te nie redukują azotanów, lakmusu, nie tworzą indolu, siarkowodoru, nie rozpuszczają żelatyny.

Nie są to drobnoustroje chorobotwórcze w stosunku do ludzi i zwierząt.

67. Naturalne środowisko występowania pałeczek kwasu mlekowego

BRAK DANYCH

68. Bakterie kwasu mlekowego jako zanieczyszczenia w przemyśle owocowo-warzywnym

Bakterie tej grupy są przyczyną psucia się owoców, warzyw. Prowadza do powstania kożuszków na ich powierzchni(grubszych, cieńszych, śluzowatych). Powodują zmętnienie napojów owocowych i warzywnych. Przyczyniają się do powstania osadu, do zmian smaku, zapachu.

69. Bakterie kwasu mlekowego jako zanieczyszczenia w przemyśle fermentacyjnym.

Bakterie z tej grupy są przyczyną wad produktów pochodzenia mikrobiologicznego - piwa, wina. Prowadzą do powstania osadu, do zmiany smaku, zapachu.

70. Charakterystyka surowców stosowanych do produkcji kwasu octowego.

Surowcem do syntezy kwasu octowego(kwasu etanowego) są:

• substraty zawierające etanol (spirytusy: ziemniaczany, zbożowy, melasowy i owocowy, przefermentowany sok owocowy, wino, piwo), które mogą być bezpośrednio poddane fermentacji octowej

• substraty zawierające sacharydy(słód, zboża, ziemniaki, trzcina i buraki cukrowe, melasa, owoce, miód, syropy, serwatka)wymagające przefermentowania do etanolu(bezpośrednio lub po hydrolizie).

WINO

Wino owocowe-napoje o rzeczywistym stężeniu alkoholu 9-18% otrzymane w wyniku fermentacji alkoholowej owoców innych niż winogrona lub ich soków, również zagęszczonych z dodatkiem do nastawu wody i substancji słodzących, z ewentualnym dodatkiem etanolu.

Wino owocowe- aromatyzowane- napoje o rzeczywistym stężeniu alkoholu 9-18%, zawierające co najmniej 75% wina owocowego, poddane aromatyzacji naturalnymi lub identycznymi z naturalnymi substancjami aromatycznymi.

Wino gronowe-napoje o rzeczywistym stężeniu alkoholu 8,5-18%, otrzymane w wyniku fermentacji alkoholowej winogron lub ich moszczu, należących do gatunku winorośli właściwe lub krzyżówek winorośli właściwej z innymi gatunkami, zaliczanymi do rodzaju winorośl.

SŁÓD

Ziarno jęczmienia wykiełkowane do określonego stadium i wysuszone(słód suszony) lub nie wysuszone(słód zielony). Słód jęczmienny zawiera podobne składnika jak ziarno jęczmienia, wykazuje ponadto aktywność enzymatyczną

MELASA Z TRZCINY CUKROWEJ

Nie jest to produkt odpadowy, powstaje w procesie krystalizacji cukru. Jest to ciemnobrunatna ciecz o dużej lepkości, zależnie od zawartości ekstraktu i cztstości. Odczyn jest zazwyczaj zasadowy, a jej pH 7-7,5. ma wysokie zdolności buforujące. Zawiera wysoką ilość cukru inwertowanego i biotyny, kwasy lotne, azotany, tlenek siarki, koloidy. Zawiera także niski poziom wapnia, węglowodanów.

SERWATKA

Jest to półprodukt otrzymany przy przerobie mleka na sery podpuszczkowe, twarogi oraz kazeinę. Na skład chemiczny serwatki wpływają właściwość mleka, obróbka skrzepu, obróbka serwatki, przemiany biochemiczne zachodzące w serwatce. Serwatka zawiera wysoką zawartość laktozy, soli mineralnych, białek, a także rozpuszczalne w wodzie witaminy z grupy B i C

71. Parametry produkcji kwasu octowego

Metoda powierzchniowa (orleańska) - do produkcji stosuje się zbiorniki, beczki o obj. 230 l. Warunki tlenowe, temperatura procesu 25-28°C, jeśli dochodzi do obniżenia temp następuje zwolnienie procesu a jeśli poniżej 15°C następuje zahamowanie. Otrzymuje się stęż. Kwasu octowego max 8%.

Metoda ociekowa - w podmetodzie generatorowej są następujące temperatury: w górnej warstwie wypełniającej generator - 28-30°C, w środkowej 32-34°C, w dolnej 34-36°C. Jeśli obniżenie temp nastąpi zwolnienie procesu. Wydajność tej podmetody wynosi 90% w porównaniu do wydajności teoretycznej. Skład zacieru: 10%:1%, etanol : kwas octowy. Uzyskujemy ocet o stęż. 9-15,5 %.

Metoda wgłębna - wydajność wynosi 90-98% wydajności teoretycznej, stęż octu 10-15%. Jeden cykl produkcyjny trwa od 40 do 48 h. Skład zacieru: 10%:1%, etanol : kwas octowy. Temperatura procesu 28-29°C

72. Produkcja kwasu octowego - metodą ociekową, powierzchniową, wgłębną (jakie wypełnienie, jaki stosunek w zacierze, ile alkoholu etylowego, ile kwasu octowego, czym wzbogacamy i dlaczego, jakie temperatury, jakie pH z uzasadnieniem)

Metoda powierzchniowa (orleańska)- najstarsza metoda, stosowana we Francji, tam została opracowana. Polega na samorzutnym zafermentowaniu wina. Wino umieszczone w otwartych zbiornikach o dużej powierzchni kontaktu między fazami gaz-ciecz. Na powierzchni wina rozwijają się bakterie Acetobacter aceti i tworzą cienką warstwę, kożuszek. Ta cienka warstwa umożliwia wymianę gazową. Efektywność zależy od wielkości swobodnej cieczy, która warunkuje natlenianie środowiska. Stosuje się beczki, które zaopatrzone są w otwory wentylacyjne zapewniające prawidłowe napowietrzanie środowiska. Beczki wypełnia się ok. 1/3 ich objętości zaoctowanym winem, następnie dodaje się hodowlę bakterii Acetobacter aceti. Najczęściej stosujemy 4-krotne odciąganie surowego produktu i dolewanie świeżej porcji wina. To odciąganie i uzupełnianie odbywa się co tydzień, dodajemy ok. 15l wina. Nie ma bakterii w surowym produkcie lub niewielkie ilości.

Metoda ociekowa - duże zbiorniki wypełnione różnymi wypełniaczami, często stosowana w octowniach. Polega na unieruchomieniu Acetobacter na porowatym materiale wypełniającym kolumny lub zbiornik roboczy. Wypełnienie może stanowic materiał charakteryzujący się duża powierzchnią, musi być lekki, i musi mieć zdolność pochłaniania cieczy, są to np.: koks, pumeks, kolby kukurydziane, węgiel drzewny i wióry bukowe(najczęściej). Zacier składa się z etanolu i niewielkich ilości kwasu octowego, jest podawany na górną warstwę wypełnienia, zacier spływa powoli po wypełnieniu, jest utleniany przez Acetobacter do kwasu octowego. Wśród metody ociekowej wyróżnia się dwie podmetody:

1. Stojakowa - metoda przestarzała, mało ekonomiczna, wydajność produkcyjna 60 -80%

2. Generatorowa - polega na porcjowaniu zacieru, wprowadzane do aparatu, objętość zacieru może być 50% lub 25% przygotowywana do ogólnej obj zacieru która może znajdować się w aparacie. Szarża - czas trwania przerobu w aparacie wprowadzonej partii zacieru, trwa od kilku do kilkunastu dni, dochodzi do utlenienia i powstaje kwas octowy. Pod zbiornikiem znajduje się drewniany ruszt i przestrzeń pod rusztem służy do odbioru i gromadzenia surowego produktu. Wypełnienie: wióry bukowe, węgiel drzewny, pumeks.

Nie ma bakterii w surowym produkcie lub niewielkie ilości.

Metoda wgłębna - zaletą jej jest znacznie krótszy okres cyklu produkcyjnego oraz wysoka efektywność procesu. Wadą jest duża liczebność komórek, w surowym produkcie jest dużo biomasy, która musi być usunięta prze filtrowanie. Proces prowadzony tą metodą jest procesem okresowym, jeden cykl produkcyjny trwa 40-48h. Skład zacieru: 10%:1%, etanol : kwas octowy. Zacier jest wzbogacany stymulatorami wzrostu. Wzbogacamy glukozą, siarczanem potasowym, sole fosforu, siarczan magnezu i uzupełniamy ekstraktem drożdżowym który jest źródłem azotu. Do zacieru dodaje się hodowlę bakterii octowych, które są zmodyfikowane, które dobrze się namnażają i rozwijają w hodowli wgłębnej (bakterie octowe są wybitnymi tlenowcami). Do prawidłowego przebiegu procesu jest niezbędne napowietrzanie zacieru, ilość powietrza ustalana doświadczalnie. Po zaprzestaniu napowietrzania po 2min cześć bakterii ginie. Napowietrzanie nie może być zbyt gwałtowne bo zaburza metabolizm bakterii. Powstały kwas octowy poddaje się zatężaniu w celu konserwacji gotowego produktu oraz w celu obniżenia kosztów przewozu. Metodami biologicznymi otrzymujemy spożywczy kwas octowy. Do celów technicznych wytwarza się metodami chemicznymi, substratem tu jest aldehyd octowy który otrzymujemy z acetylenu lub alkoholu etylowego .

Bakterie octowe: temp optymalna 25-30°C, zakres temp -4-43°C. Optymalny zakres pH 5,4 - 6,2 (zbliżone do pH drożdży).

73. Wpływ jakości surowców na jakość mikrobiologiczną produktów (to przy każdym produkcie - produkcja kefiru, jogurtu, jakość mleko czy sera, przemysł owocowo-warzywny, fermentacyjny, mleczarski, mięsny produkcja kwasu octowego, cytrynowego, enzymów, dekstranów)

Jakość mikrobiologiczna drożdży piekarskich zależy nie tylko od procesu ich propagacji, lecz również od jakości mikrobiologicznej melasy.

• Bakterie proteolityczne

• Bacillus sp. - Bacillus w środowisku fermentacyjnym redukują azotany (V) do azotanów (III).Obecność azotanów (III) 0,004% obniża szybkość wzrostu drożdży, 0,02% hamuje rozwój drożdży

• Pseudomonas sp. w trakcie przechowywania drożdży powodują procesy proteolizy prowadząc do obniżenia ich trwałości

• Proteus vulgaris

• Bakterie fermentacji mlekowej

• Lactobacillus sp.

• Lactococcus sp.

• Leuconostoc sp. - powodują śluzowacenie drożdży

• Bakterie grupy coli

• Escherichia coli, Enterobacter sp.

• Citrobacter sp. Klebsiella

• Drożdże -

• Fermentujące i niefermentujące: Candida sp., Pichia sp., Cryptococcus sp zanieczyszczenie drożdżami dzikimi niebezpieczne
  w procesie namnażania drożdży i suszenia.

Obecność drożdży dzikich w drożdżach prasowanych lub suszonych powoduje obniżenie siły pędnej drożdży piekarskich. Wymaganie pokarmowe drożdży dzikich są znacznie mniejsze niż drożdży szlachetnych, dlatego szybko opanowują środowisko hodowlane

• Kilerowe - bardzo niebezpieczne w środowiskach produkcyjnych, produkujące toksyny białkowe lub glikoproteinowe, które zabijają wrażliwe komórki tego samego lub innego gatunku. Stanowią one większe zagrożenie niż typowe drożdże dzikie, ponieważ nie tylko konkurują o substrat - o pożywienie również zabijają wrażliwe szczepy produkcyjne

• Debaromyces sp.,

• Rhodotorula sp., Zygosaccharomyces sp., Hansenula sp.,

• Pleśnie:

• Aspergillus sp., Penicillium sp., Geotrichum sp., Mucor sp.,

ich obecność stwierdzamy dopiero w czasie przechowywania, powodują obniżenie trwałości i aktywności fermentacyjnej.

Gorzelnictwo

• Bakterie proteolityczne - Bacillus s., Pseudomonas sp - zdolne do procesów denitryfikacji.

• Bakterie fermentacji mlekowej heterofermentatywne- przetwarzające sacharydy, przeznaczone do produkcji etanolu, na kwasy, które z kolei inaktywują enzymy katalizujące hydrolizę polisacharydów. Rozwój bakterii znacznie obniża wydajność wytworzonego etanolu. Gdy zakażenie bakteryjne osiągnie poziom 106 jtk/cm3, możliwe jest obniżenie współczynnika wydajności etanolu o 1%, powyżej 108 obniżenie o ponad 5%.

Winiarstwo

W warunkach przemysłowych rozwój drobnoustrojów zanieczyszczających drożdże szlachetne wpływa na skład chemiczny i cechy organoleptyczne produktu.

Jakość wina zależy nie tylko od rodzaju surowca i warunków technologicznych, lecz także od ilości i jakości obcej mikroflory.

Rozwój niepożądanej mikroflory może być wynikiem użycia moszczu o nieodpowiedniej jakości mikrobiologicznej, niewłaściwego procesu technologicznego : temperatury, kwasowość, moc nastawów, zbyt późny obciąg młodego wina, zanieczyszczenia wina w okresie dojrzewania, w czasie rozlewu i w gotowym produkcie.

W świeżym moszczu mogą występować drobnoustroje typowe dla stosowanego surowca roślinnego użytego do produkcji.

• Bakterie:
  octowe z gat. Acetobacter aceti, Gluconobacter oxydans subsp. oxydans Gluconobacter xylinus (rozwijają się w winach o małej zawartości etanolu i dostępie tlenu). W wyniku przemian etanolu do kwasu octowego - zjawisko zaoctowania wina. Smak wina ostry, kwaśny, na powierzchni pojawia się błonka.
  Jeśli występują bakterie Gluconobacter xylinus widoczny jest galaretowaty, śluzowaty kożuch celulozowy.

Śluz tworzony na moszczach i winach słodkich o niskiej kwasowości i późnym obciąganiu, sprzyja rozwojowi LEUCONOSTOC syntetyzującym dekstran

Zmiany kwasowości moszczu i młodego wina powoduje rozwój bakterii fermentacji jabłczanowo-mleczanowej
Lactobacillus plantarum, Oenococcus oeni, zanieczyszczenie surowców winiarskich. Fermentuja kwas jabłkowy , przekształcając go do kwasu mlekowego i CO₂.

Zbyt wysoka temperatura fermentacji, niska kwasowość, późne obciąganie wina powoduje rozwój bakterii fermentacji mannitowo-mleczanowej: Lactobacillus fructivorans, Lactobacillus buchnerii, Lactobacillus fermentum. Bakterie te prowadzą fermentację cukrów z wytworzeniem kwasu mlekowego, octowego i mannitu- związków nadających winom ostry zapach i drapiący smak.

• Candida sp., Pichia, - rozwijają się przy dostępie tlenu - tworzą kożuch na powierzchni moszczu lub wina. Drożdże te przekształcają etanol do kwasu octowego, a następnie do estru etylooctowego, nadając winom zjełczały zapach.

• Razem z pleśniami mogą być przyczyną śluzowacenia win i ich drożdżowego posmaku.

• Pichia sp. i Kloeckera sp. biorą udział w przemianach związków siarki w winach, co w obecności etanolu sprzyja tworzeniu merkaptanów, nadającym winom ostry, nieprzyjemny zapach. Aspergillus -źródłem mykotoksyn

Browarnictwo

• Bakterie Gramdodatnie:

• Bacillus coagulans
  Geobacillus stearothermophilus występują w słodkich brzeczkach przetrzymywanych w temp. 55-70^oC przez ok. 2 godz.

• Bacillus coagulans - zdolność tworzenia nitrozoamin
  w obecności azotanów (V). Powodują zmętnienie, śluzowatość, wady organoleptyczne

• Lactobacillus: brevis, casei, delbrueckii, fermentum,plantarum

• Lactococcus lactis sp, lactis -diacetyl

• Leuconostoc mesenteroides,

• Pediococcus pentosaceus, -maślany posmak

• Tetragenococcus halophilus

• Gramujemne:

• Acetobacter, Gluconobacter, Citrobacter, Enterobacter, Alcaligenes, Acinetobacter, Flavobacterium, Pseudomonas. Ostry, kwaśny smak i zapach

• Klebsiella - posmak fenolowy piwa.

• Drożdże dzikie;

• Pichia, Hansenula, Candida - zmętnienie , drożdżowy posmak

• Pleśnie:

• Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Aspergillus, Penicillium

Ścinanie mleka - zmiany smaku i zapachu następuje w wyniku rozwoju bakterii wytwarzających kwas (bez gazu), przy czym ulega wytraceniu białko - najczęściej wada spowodowana jest przez Micrococcus -bakterie te mogą też wytwarzać enzymy proteolityczne lub przez Bacillus - rozkład białek jest często powiązany
z powstawaniem goryczki ( gorzkie peptydy). Guzy występujące w masie mleka lub na wewnętrznych ściankach opakowań (puszek) są tworzone przez pleśnie rozmnażające się w jednym miejscu Aspergillus, Penicillium, Cladosporium nitkowata grzybnia przerasta mleko w postaci zwartej masy, a wskutek zakwaszenia mleka tworzy się w tym miejscu skrzep. Reszta mleka zachowuje normalną konsystencję.
Ciepłooporne lipazy i proteazy.

Jogurt - wady produktu

Wady smaku, zapachu, konsystencji powstają w wyniku:

• Użycia surowca nieodpowiedniej jakości,

• Użycia szczepionki słabo aktywnej lub o nieprawidłowych proporcjach Lactobacillus delbrueckii sp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus - wady organoleptyczne

• Niewłaściwie prowadzonego procesu technologicznego, wady organoleptyczne

• Niskiej higieny produkcji - bakterie grupy coli, pleśnie, drożdże.

Wady ujawniające się podczas przechowywania
nieczysty sfermentowany smak i zapach, śluzowata konsystencja, nalot na powierzchni, gazowanie, goryczka. Obecność niepożądanych drobnoustrojów.

Kefir

Wady - nietypowy smak i zapach, gazowanie oraz oddzielenie serwatki.

Drobnoustroje - bakterie grupy coli, Geotrichum candidum, drożdże

Sery dojrzewające

Wczesne wzdęcia - pierwsze dni po produkcji

Reinfekcja- bakterie grupy coli

Sporadycznie drożdże fermentujące laktozę - Kluyveromyces, Candida

Laseczki przetrwalnikujące z rodzaju Clostridium (Clostridium perfringens)

Duże ilości gazu ( CO₂ i H₂) tworzą Enterobacter, Klebsiella , Escherichia coli (mniej)

Wzdęcia późne - po 2-3 tygodniach dojrzewania

Są rezultatem fermentacji masłowej oraz wytwarzania CO₂ i H₂ przez mleczany Clostridium tyrobutyricum

Powstają duże oczka o nieregularnych kształtach, pęknięcia, a nawet może dojść do rozerwania bloku sera.

Powstają też wady cech smakowo-zapachowych, przede wszystkim zapach kwasu masłowego i gorzki piekący smak. Wady serów występują w okresie karmienia kiszonkami

Wady serów twarogowych

Przyczyny:

• niskiej jakości surowiec- postają wady smaku i zapachu

• osłabiona aktywność szczepionek j.w.

• nieprawidłowości w procesie technologicznym j.w

• niska higiena produkcji : intensywny rozwój bakterii grupy coli - nieczysty, kwaśny smak,
  sfermentowany zapach i smak - rozwój drożdży, pleśnienie na powierzchni - rozwój Geotrichum candidum , smak gorzki - bakterie proteolityczne

Masło

Wady pochodzenia mikrobiologicznego powstające
w czasie przechowywania masła są wynikiem rozwoju drobnoustrojów i wytwarzania różnych metabolitów.

Pseudomonas, bakterie grupy coli. drożdże- rozkładają dwuacetyl - pusty smak masła

Zmiany smaku i zapachu, oraz wyglądu - rozwijające się pleśnie,

Zielenienie masła - Pseudomonas

Mięso

Źródła zanieczyszczenia :

nieprawidłowo przeprowadzony ubój. pracownicy rzeźni, nosiciele - nosicielami są także owady
i gryzonie występujące w zakładzie. Na powierzchni mięsa występują najczęściej bakterie
z rodzajów : Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Alcaligenes, Proteus, pleśnie: Mucor i Rhizopus

W czasie przechowywania mięsa w warunkach chłodniczych przeważają bakterie psychrofilne
i psychrotrofowe: Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter. Bakterie te tworzą na powierzchni śluz pojawiający się po kilku dniach przechowywania.

Wyczuwalne zmiany zapachowe liczba komórek wynosi 2x106 jtk./cm². Powyżej 107jtk/cm²- zapach odrażający.

Za typowy zapach gnilny są odpowiedzialne związki lotne: amoniak, siarkowodór, merkapten - tworzą się w wyniku rozkładu białek.

Bakterie patogenne: Salmonella, Yersinia enterocolitica,

Clostridium botulinum typu A i B - BARDZO RZADKO

Częściej Clostridium perfringens - liczba przetrwalników nie przekracza 100 na cm²

Enterokrwotoczne szczepy E.coli O157:H7

Listeria monocytogenes

Wyroby mięsne

Psucie się kiełbas zależy od rozwoju Clostridium , Bacillus, pałeczek Gram-ujemnych. Zmiany organoleptyczne- wzrost zawartości amoniaku.

Bacillus subtilis - śluzowacenie i ciągliwość farszu kiełbasy dodatkowo zapach amoniakalno-stęchły. Po przełamaniu takiej kiełbasy stwierdza się ciągnące nitki śluzu.

Rozwój ( nawet bardzo duży) ziarniaków w kiełbasach nie wywołuje zazwyczaj wyraźnych zmian organoleptycznych i zwiększenia ilości amoniaku.

Psucie - bakterie przetrwalnikujące lub procesy chemiczne
( jełczenie tłuszczu). Na powłoce kiełbas, przechowywanych w pomieszczeniach wilgotnych, występuje szary nalot powstały z ziarniaków i drożdży.

Śluzowacenie- ziarniaki lub pałeczki Pseudomonas ,

Pleśnienie -Aspergillus, Mucor.

Kiełbasy surowe dojrzewające- salami

Wady:

Zielenienie - Lactobacillus viridescens

Nalot na powierzchni gotowych kiełbas - drożdże,

Pleśnienie - wskazuje na zbyt dużą wilgotność.

Kiełbasy surowe wędzone krótkodojrzewające ; metka, kiełbasa polska- E.coli, Staphylococcus aureus koag(+)

Drobnoustroje saprofityczne powodujące psucie się jaj: pleśnie; Penicillium glaucum, Cladosporium herbarum

Bakterie: Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, pałeczki grypy coli

Chorobotwórcze: Salmonella, Shigiella, Campylobacter, Yersinia, Staphylococcus.

Związki powstające w wyniku rozkładu białek i lipidów nadają starzejącemu się jaju bardzo charakterystyczny, nieprzyjemny „przechowalniczy” smak i zapach, z czasem jest to zapach zepsutych jaj.

74. Metody produkcji dekstranu leczniczego

Dekstran - substancja która może zastępować osocze krwi, podajemy jako związek leczniczy. Jest polisacharydem. Dekstran leczniczy produkowany przez bakterie fermentacji mlekowej, charakteryzuje się tym że ma różną wielkość cząsteczki, różna masa cząsteczkowa. W Polsce dekstran produkowany o śr. Masie cząsteczkowej 30-40 tys Da. Roztwór 6%-owego dekstranu ma taką samą lepkość jak plazma krwi i stwarza takie same ciśnienie osmotyczne. Jest roztworem trwałym, nie ulegającym degradacji w organizmie, nie toksycznym, nie ma działania alergicznego. Z krwiobiegu wydalany powoli. Produkowany przez Leconostoc mesenteroides i dextranicum.

Biosynteza mikrobiologiczna dekstranu: klasyczną metodą uzyskiwania dekstranu jest hodowla wyselekcjonowanych szczepów, inkubuje się na podłożu zawierającym 12-15% stężenie sacharozy. Sacharoza pełni podwójną rolę:

1. Jest substratem w procesie syntezy dekstranu

2. Stanowi źródło węgla i energii dla wzrostu bakterii dlatego że komórki Leuconostoc mesenteroides wykorzystują fruktozę do wzrostu powstająco z sacharozy.

Pożywka musi być uzupełniona witaminami i aminokwasami, umożliwiają namnożenie Leuconostoc, ich źródłem (wit. i aminokw.) są autolizaty i ekstrakty drożdżowe, ekstrakty zarodków zbożowych, hydrolizat kazeiny, dodatek ten wynosi 0,1-0,5%.

Jeśli stosujemy podłoże na bazie sacharozy z dodatkiem ekstraktu drożdżowego to proces trwa 24-48h, temp. 23-25°C. początkowo pH podłoża 6,5-7,5. Jeżeli pH obniży się do 4,5 należy przerwać proces. W celu przedłużenia procesu można pH regulować poprzez dodanie CaCO₃. Po 2-4 dobach prowadzonego procesu otrzymuje się dekstran rodzimy, który ma masę kilka-kilkaset mln Da. Wydajność procesu wynosi 80-95%.

Metodę te można modyfikować, gdyż można wyróżnić w niej dwie fazy:

1. Namnażanie komórek i równoczesna synteza dekstranosacharazy (potrzebne do rozłożenia sacharozy)

2. Produkcja dekstranu

W pierwszej fazie stosuje się temp. Hodowli: 20-25°C, pH 6,5-7,5 utrzymywane przez dodatek KOH lub NaOH. Czas namnażania hodowli 24h.

W drugiej fazie uzyskaną hodowlę dodaje się w ilości 10% do roztworu sacharozy o stęż. 10-20%. Wysokie stężenie sacharozy sprzyja wydajnej biosyntezie dekstranu. pH jest niższe i wynosi 5-5,5, temp. 25-30°C. proces ten jest najwydajniejszy. Dekstran uzyskiwany zmodyfikowaną metodą klasyczną jest mniej zanieczyszczony, jest łatwiejszy w dalszej obróbce.

Synteza enzymatyczna dekstranu- prowadzi się ją przy pomocy wyizolowanego enzymu. Otrzymuje się preparat enzymatyczny za pomocą prowadzenia hodowli metoda klasyczna w pierwszej fazie, otrzymuje się biomasę a z niej wydziela się roztwór enzymu. Biosyntezę prowadzi się w roztworze sacharozy o stęż. początkowym sacharozy 10%, a następnie stężenie zwiększa się do 30%, pH 5,5 (regulacja pH za pomocą KOH), temp. 25°C. w celu otrzymania dekstranu o niskiej lub średniej masie cząsteczkowej dodaje się 1-2% dekstranu o masie 5-15tys Da. W tej metodzie po 40h biosyntezy otrzymuje się dekstran o średniej masie do kilkunastu tys. Da.

75. Charakterystyka surowców stosowanych do produkcji dekstranu leczniczego

W pierwszej fazie zastosowano podłoże zawierające 2% sacharozy(niezbędna do produkcji dekstranosacharazy). Źródłem węgla i energii mogą być inne cukry, mogą być dodawane alkohole, kwasy organiczne, aminokwasy. W tej fazie stosuje się większe stężenia źródeł azotu, zwiększając do 2%, może to być: hydrolizat skrobi, autolizat drożdży. Zwiększa się też źródło fosforu do 0,2% (fosforan sodowy i potasowy). Zwiększamy bo chcemy uzyskać biomasę komórek które będą prowadzić syntezę dekstranu.

W drugiej fazie stosuje się podłoże z sacharozą o stęż. 10-20%. Uzupełniane jest dekstranem niskocząsteczkowym, dodatek wynosi 0,2-1%.

76. Warunki produkcji etanolu.

Fermentacja alkoholowa jest beztlenowym procesem prowadzonym głownie przez drożdże Saccharomyces cerevisiae, w wyniku którego następuje przemiana węglowodanów do etanolu. Surowcami do produkcji etanolu są:

- surowce zawierające skrobię, tj. kukurydza, żyto, jęczmień, ziemniaki, owies, sorgo, ryż;

- surowce zawierające mulinę, tj. topinambur;

- surowce zawierające cukry proste i wielocukry, tj. melasa, sacharoza, serwatka, buraki paszowe, owoce, soki owocowe;

- surowce zawierające celulozę, tj. drewno i jego odpady, torf, ługi posiarczynowe, trawa, słoma.

Jednak do najważniejszych surowców gorzelniczych należy zaliczyć ziemniaki, melasę, żyto i kukurydzę.

Drożdże łatwo rozkładają maltozę do glukozy, którą w procesie fermentacji przemieniają w alkohol. Ze 100 gramów glukozy teoretycznie powinniśmy otrzymać 51,5 g etanolu. W praktyce wydajność fermentacji alkoholowej jest niższa i wynosi 45-48 gram, tj. 87-94% w stosunku do wydajności teoretycznej. Do produkcji słodu gorzelniczego stosuje się najczęściej odmiany jęczmienia wielorzędowego. Proces słodowania jęczmienia prowadzi się ok. 14-16 dni w temp. 8-10°C, przy zawartości wody w jęczmieniu 40-45% do otrzymania kiełków. Słodem nazywamy skiełkowane ziarna zbożowe, niezbędne przy produkcji alkoholu z surowców skrobiowych. Po zakończeniu słodowania słód rozdrabnia się, a zawarte w nim enzymy ługuje wodą . otrzymuje się w ten sposób mleczko słodowe. Mleczko słodowe dodaje się do sklei kowanej skrobi. Przemiana sklei kowanej skrobi na cukry w temp. 55°C nosi nazwę zacierania. Proces zacierania zachodzi najintensywniej gdy zachowane jest odpowiednie pH i optymalna temperatura. Czas zacierania trwa ok.2h. w tym czasie ulega scukrowaniu ok.70% skrobi. Coraz częściej stosuje się przemysłowe preparaty enzymatyczne pochodzenia mikrobiologicznego które scukrzają skrobię. Przygotowanie drożdży don przeprowadzania fermentacji i otrzymania etanolu polega na ich wstępnym namnożeniu przez ok.20h, na podłożu zwanym przycierkiem drożdżowym- zacier wzbogacony w substancje odżywcze. W czasie fermentacji alkoholowej w kadzi fermentacyjnej obserwuje się trzy okresy.

I okres, zwany zafermentowaniem, charakteryzuje się początkowo intensywnym namnażaniem drożdży, a następnie jego zahamowaniem ze względu na zużycie tlenu rozpuszczonego w zacierze i wzrastające stężenie alkoholu. W trakcie fermentacji wzrasta szybkość przemiany cukrów na alkohol i CO₂. Okres ten trwa 18-20h, przy powolnym wzroście temp. do 20°C.

II okres to fermentacja główna, charakteryzująca się intensywnym przetwarzaniem cukrów na alkohol i dwutlenek węgla powodujący falowanie i kipienie zacieru.. czas trwania fermentacji głównej wynosi 20-22h. należy uważać aby temp fermentacji nie przekroczyła 30°C.

III okres to dofermentowanie, polega na hydrolizie dekstryn i fermentacji powstałych z nich cukrów. Dofermentowanie w temp. 25-26°C trwa 20-30h. w wyniku procesu fermentacji prowadzonego w ciągu dwóch-trzech dób otrzymuje się zacier dojrzały zawierający 8-12% alkoholu. W wyniku fermentacji alkoholowej oprócz etanolu powstają w mniejszych ilościach produkty uboczne, takie jak: kwas octowy, bursztynowy, aldehyd octowy, estry oraz wyższe alkohole tworzące tzw. fuzle

Gorzelnie przemysłowe produkują etanol z melasy buraczanej. Melasę rozcieńczoną 20-30-krotnie wodą nazywa się brzeczką. W celu usunięcia niepożądanej mikroflory obecnej w melasie stosuje się sterylizacje brzeczki. Fermentację alkoholową melasy prowadzi się za pomocą drożdży rozmnożonych na brzeczce wzbogaconej w substancje odżywcze i zakwaszonej do pH ok. 5, fermentację okresową, półciągłą lub ciągłą - w kadziach fermentacyjnych o dużej pojemności.

---