scan0117

172

12.3.1. Produkcja kwasu mlekowego

Kwas mlekowy zaczął być produkowany metodami mikrobiologicznymi pod koniec XIX wieku. Pierwsza instalacja została zbudowana w 1881 r. w USA. W 1895 r. uruchomiona została instalacja w Niemczech. Był t₀ pierwszy proces, w którym wstępnie ogrzewano medium hodowlane w celu eliminowania niepożądanych mikroorganizmów.

Stosuje się różne szczepy bakterii kwasu mlekowego, najczęściej szczepy należące do rodzaju Lactobacillus. Proces przebiega w warunkach beztlenowych, w temperaturze 45-50°C. Wysoka temperatura hodowli ułatwia utrzymanie warunków jałowych. Wydzielany kwas mlekowy działa hamująco na wzrost bakterii kwasu mlekowego i z tego względu do podłoża dodaje się składnik buforujący w celu utrzymania aktywności drobnoustrojów.

Hodowlę prowadzi się stosując pożywki syntetyczne zawierające sacharozę oraz pożywkę organiezną (np. zarodki zbożowe). W większości technologii kwas mlekowy jest otrzymywany w postaci soli wapniowej. Podczas hodowli dodaje się do fermentorów zmieloną kredę (węglan wapnia). Przed filtracją biomasy, brzeczka jest podgrzewana, aby zwiększyć rozpuszczalność mleczanu wapnia. Kwas mlekowy wydzielany jest w wyniku działania kwasem siarkowym. Wytrącony gips oddziela się przez filtrację.

Dalsze oczyszczanie kwasu mlekowego zależy od przeznaczenia. Stosuje się sorpcję na węglu aktywnym (odbarwianie), ekstrakcję, elektrodializę, oczyszczanie na kolumnach jonowymiennych. Produkt handlowy zawiera zwykle 60-50% kwasu mlekowego. Stosuje się także oczyszczanie kwasu mlekowego przez ekstrakcję. Inna technika polega na estryfikacji kwasu mlekowego (etanolem lub metanolem), oczyszczeniu estru przez rektyfikację i hydrolizie estru.

12.3.2. Konserwowanie w wyniku fermentacji mlekowej

Kwas mlekowy używany jest jako środek konserwujący. Niektóre produkty można konserwować bezpośrednio wykorzystując natywne kultury bakterii kwasu mlekowego. Należą do nich: kapusta kiszona, ogórki kiszone oraz kiszonki paszowe.

Kapusta kiszona

Kapusta kiszona jest produktem spożywczym uzyskiwanym w wyniku fermentacji mlekowej białej kapusty.

Do poszatkowanej kapusty dodaje się sól kuchenną w ilości 2-2,5%. Proces prowadzony jest w warunkach beztlenowych. Fermentacja trwa co naj-rruiiej 4 tygodnie w temperaturze 13-20°C. Końcowe stężenie kwasu mlekowego osiąga 1,5%.

Fermentacja kapusty jest procesem wieloetapowym, w którym bierze udział kilka rodzajów mikroorganizmów. Sok. wydzielany z kapusty w wyniku zasolenia, jest dobrą pożywką dla mikroorganizmów wprowadzonych z surowcem (bakterie, drożdże, grzyby). Po początkowym wzroście tlenowym, środowisko jest opanowywane przez bakterie kwasu mlekowego. Warto zauważyć, iż bakterie te stanowią niewielką część mikroorganizmów wprowadzanych początkowo do środowiska.

Fermentacja mlekowa jest inicjowana przez Leuconostoc mesenteroides. Są to bakterie hetcrofermentacji wytwarzające kwas mlekowy, kwas octowy, alkohole i dwutlenek węgla. W miarę zakwaszania środowiska hamowany jest wzrost Leuconostoc. Dalsza fermentacja jest prowadzona przez bakterie Lac-tobacilliis brevis i Pediococcus cerevisiae, a w końcu przez Lactobacillus plantarum. Przy stężeniach kwasu mlekowego 1,5-2% hamowany jest nawet wzrost bakterii kwasoodpomych.

Często kapustę kierowaną do sprzedaży poddaje się pasteryzacji.

Ogórki kiszone

Zielone ogórki konserwowane są w wyniku spontanicznej fermentacji mlekowej. Oczyszczone ogórki zalewa się 4-8% roztworem soli. Dodaje zioła (koper) i przyprawy korzenne. W zależności od temperatury fermentacja trwa 3-6 tygodni. Końcowe stężenie kwasu mlekowego wynosi ok. 0,7-1%, a pH ok. 3,5.

Fermentacja ogórków jest, podobnie jak kiszenie kapusty, procesem wieloetapowym. Biorą w nim udział podobne grupy mikroorganizmów.

Poza ogórkami można kisić: oliwki, paprykę, zielone pomidory, kalafiory, zielony groszek, rzodkiewkę także owoce, np. jabłka. Techniki stosowane w tych technologiach są zbliżone, taki sam też jest mechanizm kiszenia.

Kiszonki

Kiszonki to roślinne pasze konserwowane w wyniku naturalnej fermentacji mlekowej. Tworzony w wyniku fermentacji węglowodanów kwas mlekowy działa konserwująco na materiał pasz. Straty składników odżywczych są mniejsze niż przy suszeniu na siano.

Surowiec roślinny (głównie trawy, liście itp.) są rozdrabniane i ciasno pakowane do silosu. W początkowym okresie zachodzi tlenowy wzrost różnych mikroorganizmów. W miarę wyczerpywania tlenu i zakwaszania środowiska zostaje ono opanowane przez bakterie kwasu mlekowego. W przypadkach gdy zostają wytworzone niedostateczne ilości kwasu mlekowego, może nastąpić zakażenie bakteriami kwasu masłowego (Clostridium butyricum, Clostridium tyrobutyricum) - co prowadzi do przekształcenia kwasu mlekowego w kwas masłowy. Podwyższa to pH i prowadzi do zepsucia kiszonki.