Mjölksyrafermentering av glukos. Mjölksyrajäsning och familjen Lactobacillaceae

Mjölksyrajäsning. Den enklaste typen av jäsning bör betraktas som mjölksyra. Det finns två typer av mjölksyrajäsning: typisk mjölksyrafermentering(homofermentativ) och atypisk (heterofermentativ). I det första fallet utförs processen av homogena enzymer (endast enzymer involverade i reduktionen av pyrodruvsyra till mjölksyra). I det andra fallet orsakar heterogena enzymer, förutom mjölksyra, även alkohol med bildning av ättiksyra som biprodukter och etanol.[ ...]

Jäsning har varit känt för människor sedan urminnes tider. I tusentals år har människor använt alkoholhaltig jäsning vid tillverkning av vin. Ännu tidigare var det känt om mjölksyrajäsning. Folk åt mejeriprodukter, kokta ostar. De misstänkte dock inte att dessa processer sker med hjälp av mikroorganismer. Termen "jäsning" introducerades av den holländska alkemisten Van Helmont på 1600-talet. för processer som fortskrider med utsläpp av gaser, egte ao - kokning). Sedan på 1800-talet Louis Pasteur, grundaren av modern mikrobiologi, visade att jäsning är resultatet av mikrobers vitala aktivitet, och fann att olika jäsningar orsakas av olika mikroorganismer.[ ...]

Mjölksyrafermentering bör utföras under anaeroba förhållanden, eftersom mjölksyrabakterier tillhör gruppen fakultativa anaerober som inte kräver luftsyre för sin vitala aktivitet. Majoriteten skadliga mikroorganismerär strikta aeroba och utvecklas inte i frånvaro av luft. Mjölksyrabakterier bildar två molekyler mjölksyra från varje sockermolekyl. Eftersom källan till ackumulering av mjölksyra är sockret från råvaror, bör sorter av grönsaker och frukter med hög sockerhalt väljas.[ ...]

Mjölksyrabakterier används i brödbakning, vilket orsakar den sura smaken av bröd, samt i industriell produktion av mjölksyra. I detta fall utsätts en sockerlösning på 15-18 °/o för mjölksyrajäsning och den resulterande mjölksyran binds med krita.[ ...]

Mjölksyrajäsning. Under mjölksyrajäsning slutproduktär mjölksyra.[ ...]

Mjölksyrajäsning används i stor utsträckning vid tillverkning av mejeriprodukter: curdled mjölk, acidophilus, keso, gräddfil. Vid framställning av kefir, koumiss, tillsammans med mjölksyrajäsning orsakad av bakterier, förekommer även alkoholjäsning orsakad av jäst. Mjölksyrajäsning sker i det första steget av osttillverkning, sedan ersätts mjölksyrabakterier med propionsyra.[ ...]

Mjölksyrabakterier hittade bred tillämpning vid konservering av frukt och grönsaker, vid ensilering av foder. Ren mjölksyrajäsning används för att producera mjölksyra i industriell skala.[ ...]

Mjölksyrajäsning. Detta är processen att omvandla socker till mjölksyra med hjälp av mikroorganismer. Mjölksyrajäsning är typisk och atypisk. I ett typiskt socker bryts bara ner till 2 molekyler mjölksyra enligt ekvationen.[ ...]

Typisk mjölksyrajäsning används i stor utsträckning för tillverkning av mjölksyraprodukter i mejerier. Stor betydelse mjölksyrabakterier finns i konserveringen av färskt foder genom ensilering.Konservering av saftig fodermassa bygger på jäsning av sockerarter som finns i grönsaksjuice med bildning av mjölksyra. På grund av mediets sura reaktion förhindras utvecklingen av förruttnelseprocesser i den ensilerade massan. I senaste åren ensilagestarter från mjölksyrabakterier har utvecklats. Användningen av dessa startkulturer gör det möjligt att påskynda och förbättra processen för mognad av ensilage, för att undvika bildning av smörsyra.[ ...]

Normal mjölksyrajäsning sker när saften helt täcker kålen.[ ...]

Atypisk mjölksyrajäsning är en där, tillsammans med mjölksyra, andra produkter bildas, såsom etylalkohol, ättiksyra och bärnstenssyra, koldioxid och väte.[ ...]

Som kan ses är ASP-mjölksyrafermentering att föredra när det gäller att maximera näringsvärdet av ensilage utan DM-förlust och liten energiförlust. Tillväxt av heterofermentativ Lactobacillus spp. i ensilage leder till bildning av etanol och koldioxid med efterföljande förlust av DM och energi. Som ett resultat av dessa faktorer mest av biologiska ensilagetillsatser innehåller de typer av mjölksyrabakterier som bidrar till mjölksyrajäsningen i ensilaget.[ ...]

Istället för alkoholhaltig jäsning du kan välja mjölksyrafermentering, som utförs av bakterien Lactobacillus pento-sus. Utbytet av produkter per 1 ton producerad massa är 125 kg 95 % ren mjölksyra och 30 kg ättiksyra.[ ...]

Homofermentativ mjölksyrafermentering orsakas av bakterier av släktet Lactobacillus och streptokocker. De kan jäsa olika sockerarter med 6 (hexoser) eller 5 (pentoser) kolatomer, vissa syror. Utbudet av produkter som fermenteras av dem är dock begränsat.[ ...]

Heterofermentativ mjölksyrajäsning är en mer komplex process än homofermentativ jäsning: jäsning av kolhydrater leder till bildning av ett antal föreningar som ackumuleras beroende på jäsningsprocessens förhållanden. Vissa bakterier bildar, förutom mjölksyra, etylalkohol och koldioxid, andra - ättiksyra; vissa heterofermentativa mjölksyrabakterier kan bilda olika alkoholer, glycerol, mannitol.[ ...]

Heterofermentativ mjölksyrajäsning orsakas av bakterier av släktet Lactobacterium och släktet Streptococcus. Kemin i dessa jäsningar har inte studerats lika bra som alkoholisk eller homofermentativ mjölksyrajäsning.[ ...]

De orsakande medlen för typisk mjölksyrafermentering är följande mikroorganismer: 1) Bact. Denna bakterie ackumuleras det största antalet mjölksyra, lika med 3,2 %. Mjölksyrabakterier kan fermentera olika sockerarter beroende på förekomsten av vissa enzymer i dem.[ ...]

Beredningen av ensilage baseras på mjölksyrajäsning. Bra ensilerat foder ackumulerar mjölksyra, som i hög grad dominerar över andra organiska syror som bildas vid felaktig ensilering. Bestämning av den totala surheten i ensilage, såväl som mjölksyra (icke-flyktiga) och andra (flyktiga) syror, gör det möjligt att objektivt karakterisera kvaliteten på det ensilerade fodret.[ ...]

Heterofermentativ (atypisk) mjölksyrajäsning orsakas av E. coli Bact. coli, samt den närbesläktade bakterien Bact.Jactis aerogenes. I den sanitära bedömningen av vatten och jord är det en indikator på fekal förorening.[ ...]

Det finns också så kallade falska bakterier av mjölksyrajäsning, de förökar sig vid en temperatur på 25-35° och bildar andra syror tillsammans med mjölksyra.[ ...]

E. coli tillhör en grupp bakterier som orsakar atypisk mjölksyrajäsning. Under jäsningen av sockerarter bildar dessa bakterier, tillsammans med mjölksyra, ett antal andra produkter: bärnstenssyra och ättiksyra, etylalkohol, koldioxid och väte.[ ...]

Processen för bildning av mjölksyra är extremt nära processen för alkoholjäsning. Men då sker inte dess dekarboxylering (klyvning av CO2), som vid alkoholjäsning, eftersom mjölksyrabakterier är berövade på motsvarande enzymer. De har aktiva dehydrogenaser (NAD). Därför tar pyrodruvsyra själv (och inte acetaldehyd, som vid alkoholjäsning) väte från den reducerade formen av NAD och förvandlas till mjölksyra. I processen för mjölksyrajäsning får bakterier den energi de behöver för att utvecklas under anaeroba förhållanden, där användningen av andra energikällor är svår.[ ...]

En viktig skillnad för att få fram rågdeg är att mjölksyrajäsning främst sker i den, medan för deg fr.o.m. vetemjöl typiskt alkoholist. Mjölksyrajäsning leder till snabb ökning degens surhet, och rågglutenproteiner, som har en relativt liten molekylvikt, löser sig lätt i utspädda lösningar av mjölksyra, ättiksyra och andra organiska syror. Således bidrar degvetenskapen också till proteiners dispergerbarhet och leder slutligen till att de inte bildar ett sammanhängande glutenkomplex. Därför är rågdeg mer klibbig än vetedeg, har inte elasticitet och behåller inte formen bra.[ ...]

Arbetare i ostfabriker har länge märkt att i vissa fall minskar aktiviteten av mjölksyramikrober i starteren kraftigt, vilket leder till dålig jäsning av mjölk. Detta fenomen kan orsakas olika anledningar. Men oftast orsakas det av fager som helt eller delvis lyserar startkulturer. Som ett resultat avbryts processen med mjölksyrajäsning helt eller minskar dess intensitet kraftigt.[ ...]

Vidare, i frånvaro av syre i miljön, bearbetas PVC antingen till etylalkohol - alkoholjäsning (i jäst- och växtceller med brist på syre), eller till mjölksyra - mjölksyrajäsning (i djurceller med brist på syre). syre).[ ...]

I ostfabriker används som regel startkulturer som inte består av en kultur utan av en blandning olika kulturer mjölksyrastreptokocker Det finns många streptokocker i naturen, så kulturer som skiljer sig i sin känslighet för fager kan väljas ut för produktion. När en blandad starter används lyseras en eller två kulturer under påverkan av fagen, medan andra fortsätter processen med mjölksyrafermentering.[ ...]

Till skillnad från betning införs således inte konserveringsprincipen i livsmedelsprodukten från utsidan, utan skapas i själva råvaran som ett resultat av mjölksyrajäsning.[ ...]

Typen av mikrobiologiska förändringar som sker i växtmaterial under jäsning, saltning och urinering beror på de förhållanden under vilka dessa processer sker. Det är viktigt att skapa gynnsamma förhållanden för mjölksyrabakterier och ogynnsamt för skadliga mikroorganismer. Bordssalt har ett multilateralt inflytande på processen för betning och betning av grönsaker. Salt ger produkten viss smakkvaliteter, har viss konserverande effekt och, viktigast av allt, orsakar plasmolys växtceller V inledande skede bearbeta. Samtidigt extraheras saften som finns i cellerna, rik på socker, vilket bidrar till mjölksyrajäsningen. Bordssalt används i små koncentrationer (2-3%). I denna mängd hämmar salt utvecklingen av många typer av mikroorganismer och påverkar nästan inte aktiviteten hos mjölksyrabakterier.[ ...]

En av formerna av relationer i mikrobiella föreningar är antagonism, som uttrycks i en av samhällsmedlemmarnas förtryckande eller katastrofala inflytande på en annan. I. I. Mechnikov, som studerade förhållandet mellan tarmmikrofloran och mjölksyrajäsningsbacillen, var en av de första som tog itu med frågorna om antagonism. Det finns flera typer av antagonism, till exempel direkt och indirekt, ensidig och tvåsidig, när de förtryckande och förtryckta organismerna under förändrade miljöförhållanden byter plats.[ ...]

Ovanstående metoder för att konservera mat kan också användas för att konservera bär för vintern. All skörd av bär är användningen olika knep deras bevarande: sylt är en kombinerad metod för sterilisering och påverkan av en stark sockerlösning; jäsning av bär - användning av mjölksyrajäsning och liknande.[ ...]

Vid inläggning av gurkor och tomater används ofta mejram, basilika, koriander, salta, timjan, nejlika och andra kryddor som kryddor i en hastighet av 1-2 g per 3-liters burk. Efter fyllning med en 6-7% lösning täcks burkarna med lackerade lock och förvaras i rumstemperatur i 8-12 dagar. Efter denna period är mjölksyrajäsningen nästan helt avslutad. Banker Fyll på med saltlake och stäng med lock.[ ...]

Kålsaltningsfabriker kan betraktas som konservfabriker för frukt och grönsaker. Kålen rengörs först, de övre smutsiga löven tas bort från den och de förorenade platserna skärs ut. Sedan skivas den tunt, stampas i stora koppar, och varje lager strös med bordssalt. Senare en kort tid mjölksyrajäsningen börjar och grönsaksjuice, som då och då går ner, särskilt när man packar saltkål i en behållare för transport, samt vid tömning och tvättning av kar.[ ...]

Ackumuleringen av ett konserveringsmedel i produkten kan uppnås inte bara genom att introducera det, utan också på grund av kemiska förändringar som sker i råmaterialet under inverkan av mikroorganismer. Under inverkan av jäst fermenteras sockerarterna som finns i produkten för att bilda etylalkohol. Denna process används i stor utsträckning vid vinframställning. Betningskål, äpplen, inläggningsgurka är baserad på mjölksyrajäsning av sockerarter. Antiseptika (alkohol, mjölksyra) som bildas under alkohol- och mjölksyrajäsning undertrycker den vitala aktiviteten hos mikroorganismer. Som ett resultat av jäsning erhålls nya produkter som skiljer sig kraftigt från de ursprungliga råvarorna i egenskaper och smak.[ ...]

Bakterier lever överallt - i mark, vatten, luft, i organismer hos växter, djur och människor. Många bakterier är heterotrofa organismer när det gäller näring, det vill säga de använder färdiga organiskt material. Vissa av dem, som är saprofyter, förstör resterna av döda växter och djur, deltar i nedbrytningen av gödsel och bidrar till jordmineralisering. Bakteriella processer av alkohol, mjölksyrajäsning används av människan. Det finns arter som kan leva i människokroppen utan att orsaka skada. Till exempel lever E. coli i den mänskliga tarmen. Vissa typer av bakterier, som sätter sig på mat, orsakar förstörelse. Saprofyter inkluderar sönderfalls- och jäsningsbakterier.[ ...]

Vatten är nödvändigt för mikrobers liv och framför allt för näringsprocesser, eftersom alla näringsämnen endast kan komma in i cellen i upplöst tillstånd. På samma sätt utsöndras alla slaggprodukter från bakteriecellen i form av olika ämnen lösta i vatten. Dessutom kräver tillväxten av unga bakterieceller också tillräckligt med fukt. Därför är den vitala aktiviteten hos mikrober omöjlig i en torr miljö. Men om bakteriernas livslängd fryser under torkning, betyder det inte att det helt slutar. Det finns mikrober som, i frånvaro av fukt, börjar dö av, men många av dem är kapabla att länge sedan tål torkning. Till exempel i det torkade sputumet från tuberkulospatienter Bact. tuberkulos kvarstår i 10 månader, och en av orsakerna till mjölksyrajäsning, Bad. lactis acidi tål lätt uttorkning även i 9-10 år.

Mjölksyrajäsning är den anaeroba omvandlingen av kolhydrater till mjölksyra. Det finns två typer av mjölksyrafermentering - homofermentativ och heterofermentativ (Figur D.2). Dessa typer av fermentering orsakas av homofermentativa respektive heterofermentativa mjölksyrabakterier (LAB).

Homofermentativ mjölksyrajäsning. För det första följer nedbrytningen av glukos EMT-vägen (glykolys). Homofermentativa LAB syntetiserar enzymet laktatdehydrogenas och använd PVC som en väteacceptor, reducera den till mjölksyra:

EMF-väg för LDH

C 6 H 12 O 6 → 2 CH 3 COCOOH + 2 NADH 2 → 2 CH 3 CHOHCOOH + NAD +

Sålunda, under homofermentativ mjölksyrafermentering är huvudprodukten av omvandlingen av sockerarter mjölksyra: C 6 H 12 O 6 → 2 CH 3 CHOHCOOH

heterofermentativ mjölksyrajäsning. Heteroenzymatic LAB har inte aldolas och triosfosfatisomeras, de viktigaste enzymerna som är nödvändiga för nedbrytningen av kolhydrater längs EMT-vägen. Därför metaboliserar dessa mikroorganismer glukos via GMP-vägen. Ribulos-6-fosfatet som bildas under denna process klyvs genom verkan av enzymet pentosfosfoketolas som syntetiseras av bakterier till fosfoglycerolaldehyd och acetylfosfat. Fosfoglyceraldehyd genomgår en serie enzymatiska transformationer som är identiska med reaktionerna av glykolys, vilket resulterar i bildandet av pyruvat. Reduktionen av pyruvat till mjölksyra sker, som vid homofermentativ mjölksyrafermentering med deltagande av laktatdehydrogenas. Acetylfosfat reduceras också av väte som frigörs från NADH 2 till acetaldehyd, som tar emot ett annat väte från NADH 2 och omvandlas till etanol. Acetylfosfat kan också oxideras till ättiksyra. I detta fall används energin hos den makroergiska bindningen av acetylfosfat för syntesen av en ATP-molekyl.

Under heterofermentativ mjölksyrajäsning ackumuleras således etylalkohol, CO 2, ättiksyra och andra produkter samtidigt med bildningen av mjölksyra. Det beror på typen av mikroorganism, odlingsförhållanden (pH, temperatur, luftningsgrad) och andra faktorer. Till exempel:

2 C 6 H 12 O 6 → CH 3 CHOHCOOH + COOHCH 2 CH 2 COOH + CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OH + H 2

mjölksyrabakterier– Det här är bakterier som kan bilda mjölksyra som huvudprodukten vid jäsning. ICD-gruppen kombinerar olika systematisk ställning mikroorganismer.

mjölksyrakockerär familjemedlemmar Streptococcaceae förlossning Laktokocker(fram till 1986 släktet Streptokock), Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc. Representanter för de tre första släktena tillhör homofermentativ LAB, den sista - heterofermentativ LAB. Dessa är grampositiva orörliga eller lätt rörliga celler med en sfärisk eller något långsträckt form, som finns i par eller kedjor, som delar sig i samma plan. Fakultativa anaerober bildar inte katalas, de har inget cytokromsystem. Fermentering för dessa mikroorganismer är den enda källan energi. Mesofiler (den optimala temperaturen för deras utveckling är 30 0 C).

mjölksyrastickorär familjemedlemmar. Lactobacillaceae, snäll laktobacillus med cirka 75 arter. Dessa är polymorfa stavar (långa, korta, raka eller böjda, förekommer ensamma eller i par), de flesta av dem är orörliga (några rörliga), grampositiva (förvandlas till gramnegativa med åldern), bildar inte sporer. Katalas bildas inte av fakultativa anaerober eller mikroaerofiler. Den optimala temperaturen för deras utveckling är 30-40 0 C, pH - 5,8-5,5 och lägre. De orsakar homo- och heterofermentativ mjölksyrajäsning. De är saprofyter (förutom vissa typer som spelar en roll vid tandkaries).

Av de icke-sporbildande mikroorganismerna är LAB de mest värmebeständiga. Vissa stammar förblir livsdugliga när de värms vid 85°C i 10 minuter.

LSD är mycket spridd i naturen. De träffas kl olika växter, i jord (i övre skikten), i växternas rhizosfär, i magkanalen varmblodiga djur och människor, i ensilage, mjöl, grönsaker, obehandlad mjölk, mejeriprodukter, olika fermenterade produkter. MKB används flitigt inom industrin. För tillverkning av fermenterade mjölkprodukter(kefir, curdled milk, yoghurt, fermenterad bakad mjölk), smör, ost och andra, rena LAB-kulturer används.

Kefir svampar är symbiotiska formationer. Kefir svampar har oregelbunden form, kraftigt vikt eller ojämn yta. Dessa är formationer vit färg från 1-2 till 3-6 mm i storlek, som beter sig biologiskt som en levande organism (växer, delar sig, överför sina egenskaper och struktur till efterföljande generationer). Svampens stroma (kropp) består av täta vävar av stavformade filament som håller resten av mikroorganismerna - mjölkkocker, jäst, ättiksyrabakterier. Svamparnas konsistens är elastisk, mjuk-broskaktig. Kefirsvampar används för att göra kefir (fermenterad mjölkdryck), när kefirsvampar introduceras i mjölk utvecklas först mjölksyrakocker, sedan mjölksyrabaciller, jäst och först därefter ättiksyrabakterier.

LSD är antagonister av förruttnande mikroorganismer. I.I. Mechnikov, som studerade bulgariska hundraåringar som åt fermenterade mjölkprodukter baserade på bulgariska pinnar, utvecklade en teori om att bekämpa åldrande av kroppen. Utvecklas i tarmen, förruttnande mikroorganismer orsakar bildandet av proteinnedbrytningsprodukter (indol, skatol, fenol och andra), som förgiftar kroppen. LAB-formprodukter som undertrycker utvecklingen av denna förruttnande mikroflora. Laktobaciller syntetiserar essentiella aminosyror och vitaminer för människor. De används vid framställning av läkemedel (t.ex. laktobacillin). Ett flertal probiotiska preparat har framställts på basis av levande kulturer av laktobaciller. De flesta av dem är utformade för att korrigera mikrofloran i människokroppen.

propionsyrafermenteringär en biokemisk process där mikroorganismer omvandlar sockerarter, mjölksyra och dess salter till propionsyra. Förutom huvudprodukten (propionsyra) bildas ättiksyra, koldioxid och vatten:

3C6H12O6 → 4CH3CH2COOH + 2CH3COOH + CO2 + 2H2O + En.

Kemin i denna process liknar mjölksyrajäsning, men mjölksyran som bildas i denna jäsning är inte den slutliga, utan en mellanprodukt som omvandlas till propionsyra och ättiksyra:

3CH 3 CHOHCOOH → 2CH 3 CH 2 COOH + CH 3 COOH + CO 2 + 2H 2 O + En.

De orsakande medlen för fermentering är propionsyrabakterier (PBC) av släktet Propionibacterium. Dessa är korta orörliga grampositiva stavar (kan vara lätt grenade), bildar inte sporer. Den optimala temperaturen för deras utveckling är 30-35 0 C. Dessa är fakultativa anaerober som bildar katalas. PCB-bakterier ligger nära ICD och utvecklas ofta tillsammans med dem. LAB kan stimulera och hämma effekten av propionsyrabakterier. PCB är känsliga för nisin. värdefull egendom PCB - förmågan att biosyntes av vitamin B 12 (cyanokobalamin). På grund av denna egenskap odlas PCB in arbetsvillkor på vassle.

PCB lever i vommen hos idisslare (deltager i bildningen fettsyror), finns i tarmarna, jorden, mejeriprodukter. PCB spelar en viktig roll i ostmognad. Produkterna som bildas som ett resultat av denna jäsning ger ostarna en skarp smak, skapar ett typiskt mönster av tomma ögon jämnt fördelade i ostmassan. PCB används vid foderensilering.

Naturen tillåter en person att njuta av fördelarna som finns i den. Samtidigt försöker människor öka dessa rikedomar, skapa något nytt och lära sig om det okända. Bakterier är naturens minsta varelser, som människor också har lärt sig att använda för sina egna syften.

Men inte bara den skada som är förknippad med patogena processer och sjukdomar bärs av dessa prokaryota organismer. De är också källan till en viktig industriell process som har använts av människor sedan urminnes tider - jäsning. I den här artikeln kommer vi att överväga vad denna process är och hur mjölksyrafermentering av ämnen utförs specifikt.

Historien om uppkomsten och användningen av jäsning

Det första omnämnandet av att jäsningsprocessen användes av människor för att få fram vissa produkter dök upp så tidigt som 5000 f.Kr. Det var då som babylonierna använde denna metod för att få produkter som:

• vin;
• ostmassa och andra mejeriprodukter.

Senare började liknande mat tas emot i Egypten, Kina, Sudan, Mexiko och andra forntida stater. De började baka jästbröd, jäsa grönsaksgrödor, dök de första försöken till bevarande upp.

Processen för mjölksyrajäsning har använts av människor i tusentals år. Ostar, kefirer, yoghurt har varit en viktig del av måltiden hela tiden. Alla läkare och healers kände till fördelarna med dessa produkter. Men skälen till att denna typ av omvandling är möjlig är under en lång tid förblev okänd.

Det faktum att jäsningsförhållanden kräver närvaron av mikroorganismer kunde folk inte ens föreställa sig. I mitten av 1600-talet föreslog Van Helmont att man skulle introducera termen "jäsning" för de matlagningsprocesser som åtföljs av utsläpp av gas. När allt kommer omkring, i översättning betyder detta ord "kokande". Men först på 1800-talet, det vill säga nästan tvåhundra år senare, upptäckte den franske mikrobiologen, kemisten och fysikern Louis Pasteur förekomsten av mikrober och bakterier för världen.

Sedan dess har det blivit känt att olika jäsningar kräver närvaro av annan sort osynlig för ögat mikroorganismer. Deras studie gjorde det möjligt att över tid kontrollera jäsningen och styra den till nödvändigt för en person sida.

Kärnan i jäsningsprocesser

Om vi ​​talar om vad jäsningsprocessen är, bör vi påpeka dess biokemiska natur. När allt kommer omkring, i dess kärna, är detta bara aktiviteten hos bakterier som producerar energi för sina liv, samtidigt som de producerar olika biprodukter.

I allmänhet kan jäsning beskrivas med ett ord - oxidation. Anaerob nedbrytning av ett ämne under påverkan av vissa bakterier, vilket leder till bildandet av ett antal produkter. Vilket ämne som ligger till grund, liksom vad som blir resultatet, bestäms av själva typen av process. Det finns flera alternativ för jäsning, så det finns en klassificering för dessa omvandlingar.

Klassificering

Det finns tre huvudtyper av jäsning.

1. Alkoholhaltig. Den består i oxidation av den ursprungliga kolhydratmolekylen till etylalkohol, koldioxid, vatten och en ATP-molekyl (en energikälla). Dessa transformationer utförs under verkan av inte bara bakterier utan också svampar av olika släkten och arter. Det är på detta sätt som produkter som öl, vin, bakjäst och alkohol har erhållits sedan urminnes tider. Energin som frigörs vid nedbrytningen av kolhydrater går till att säkerställa mikroorganismens vitala processer. Detta är precis vad biologisk väsen bearbeta.
2. mjölksyrajäsning består i oxidation av kolhydrater till mjölksyra med frisättning av ett antal biprodukter. Hur det utförs och vilka typer det händer, kommer vi att överväga mer i detalj.
3. Smörsyra. Denna typ av jäsning är viktig i naturlig skala. Det utförs på grund av den vitala aktiviteten hos smörbakterier som lever under anaeroba förhållanden på botten av träsk, flodslam och så vidare. Tack vare deras arbete i naturen bearbetas en enorm mängd organiska komponenter. Produkterna är många ämnen, varav de viktigaste också frigörs: aceton, koldioxid, ättiksyra, mjölksyra och andra föreningar.

   
   

   Var och en av dessa typer har betydelse både naturlig och industriell skala. De typer av organismer som genomför sådana transformationer är väl studerade idag och många av dem odlas artificiellt för att få ett högt utbyte av produkten.

   Mjölksyrajäsning: ett allmänt koncept

   Denna typ av jäsning har varit känd sedan antiken. Redan före vår tideräkning, invånarna forntida Egypten och andra stater visste hur man gör ost, brygger öl och vin, bakar bröd, jäser grönsaker och frukter.

   Idag används speciella startkulturer för fermenterade mjölkprodukter, stammar av nödvändiga mikroorganismer odlas på konstgjord väg. Processen har moderniserats och automatiserats, genomförd med hjälp av komplett utrustning. Det finns många tillverkare som direkt producerar mjölksyrafermentering.

   Kärnan i hela processen kan sammanfattas i flera stycken.

   1. För huvudprodukten tas den initiala kolhydraten - enkel (fruktos, glukos, pentos) eller komplex (sackaros, stärkelse, glykogen, etc.).
   2. Anaeroba förhållanden skapas.
   3. Stammar av mjölksyrabakterier av en viss typ sedimenteras i produkten.
   4. Alla nödvändiga yttre faktorer, som är optimala för den önskade produkten: belysning, temperatur, närvaron av vissa ytterligare komponenter, tryck.
   5. Efter att jäsningsprocessen är avslutad bearbetas produkten och alla sidoföreningar isoleras.

   Naturligtvis är detta bara allmän beskrivning vad händer. Faktum är att i varje steg finns det många komplexa biokemiska reaktioner, eftersom processen med mjölksyrajäsning är resultatet av levande varelsers vitala aktivitet.

   Grunderna i mjölksyrafermenteringsprocessen

   Ur kemisk synvinkel är dessa omvandlingar en serie på varandra följande stadier.

   1. För det första sker en förändring i det ursprungliga substratet, det vill säga att ämnets (kolhydrat) kolkedja förändras. Detta leder till uppkomsten av mellanliggande föreningar av en helt annan natur, som tillhör olika klasser. Till exempel, om det initiala substratet är glukos, omarrangeras det till glukonsyra.
   2. Redoxreaktioner, åtföljda av frigörande av gaser, bildning av biprodukter. Huvudenheten i hela processen är mjölksyra. Det är hon som produceras och ackumuleras under jäsningen. Detta är dock inte det enda sambandet. Således bildas molekyler av ättiksyra, etylalkohol, koldioxid, vatten och ibland andra medföljande molekyler.
   3. Processens energiproduktion i form av adenosintrifosforsyra (ATP) molekyler. Det finns 2 ATP-molekyler per glukosmolekyl, men om det initiala substratet har en mer komplex struktur, till exempel cellulosa, så finns det tre ATP-molekyler. Denna energi används av mjölksyrabakterier för vidare liv.

   Naturligtvis, om man förstår biokemiska transformationer i detalj, bör alla mellanliggande molekyler och komplex anges. Som till exempel:

   
   
   

   Men denna fråga förtjänar särskild uppmärksamhet och bör övervägas ur biokemisynpunkt, så vi kommer inte att beröra det i den här artikeln. Låt oss överväga mer i detalj vad som är tekniken för framställning av mjölksyraprodukter och vilka typer av jäsning det är fråga om.

   Homofermentativ jäsning

   Homofermentativ mjölksyrafermentering involverar användning av speciella former av patogener och skiljer sig från heterofermentativ i de resulterande produkterna och deras kvantitet. Det sker längs den glykolytiska vägen inuti mikroorganismens cell. Summan av kardemumman är, som i allmänhet med all jäsning, omvandlingen av kolhydrater till mjölksyra. Den största fördelen med denna process är att utbytet av den önskade produkten är 90%. Och bara resten går till sidoföreningar.

   Fermenteringsbakterier av denna typ är av följande typer:

   • Streptococcus lactis.
   • Lactobacillus casei.
   • Lactobacillus acidophilus och andra.

   Vilka andra ämnen bildas som ett resultat av homofermentativ jäsning? Dessa är kopplingar som:

   • etanol;
   • flyktiga syror;
   • koldioxid;
   • fumarsyra och bärnstenssyra.

   Denna metod för att erhålla fermenterade mjölkprodukter används dock praktiskt taget inte inom industrin. Den har bevarats i naturen som den första Första stadiet glykolys förekommer det också i däggdjursmuskelceller under omfattande fysisk ansträngning.

   Produktionsteknik rätt produkter för mänsklig näring innebär användningen av sådana kolhydrater som:

   
   
   

   Och homofermentativa bakterier kan inte oxidera många av dessa föreningar, så deras användning som startkulturer i produktionen är inte möjlig.

   heterofermentativ mjölksyrajäsning

   Denna metod är just den industriellt tillämpliga, tack vare vilken produktionen av alla fermenterade mjölkprodukter utförs, grönsaker konserveras och ensilagefoder för boskap skördas.

   Huvudskillnaden mot det tidigare beskrivna är att patogener utför mjölksyrajäsning med bildandet av ett större antal biprodukter. Endast 50 % av sockret bearbetas av bakterier till mjölksyra, medan resten går till bildandet av molekyler som:

   • ättiksyra;
   • glycerol;
   • koldioxid;
   • etylalkohol och andra.

   Hur är det bättre och mer lönsamt än bildandet av 90% ren mjölksyra i den homofermentativa metoden? Saken är att när för mycket av huvudprodukten produceras, undertrycks den vitala aktiviteten hos många bakterier helt. Dessutom förlorar produkterna många av de smakegenskaper som de förvärvar på grund av biföreningar. Så till exempel tillhandahålls den trevliga aromen av konserverade grönsaker av ättiksyra och isoamylalkohol. Om dessa föreningar är frånvarande, blir resultatet av bevarandet helt annorlunda.

   Ett mjölksyrautbyte på 50 % är helt tillräckligt för att undertrycka utvecklingen och den vitala aktiviteten hos alla främmande svampar och mikroorganismer i systemet. För även 1-2% orsakar för kraftig försurning av miljön där inga andra organismer kan existera, förutom mjölksyrabakterier. Hela processen genomförs enl

   
   

   Fermenteringsvillkoren för den heterofermentativa metoden bör vara följande:

   • god och fräsch surdeg, tillsatt i det inledande skedet;
   • optimala yttre förhållanden, som väljs för varje produkt individuellt;
   • högkvalitativ och felsökt utrustning;
   • alla tekniska anordningar som behövs för processen.

   Bland de yttre förhållandena är processtemperaturen av särskild betydelse. Den ska inte vara för hög, men kylan kommer drastiskt att bromsa hela jäsningsförloppet.

   Idag finns det en specialiserad jäsningstank som automatiskt skapar allt nödvändiga förutsättningarna för korrekt och bekväm funktion av mikroorganismer.

   Nödvändig utrustning

   Som vi noterade ovan bör bland de viktigaste egenskaperna noteras kapaciteten för jäsning. Om vi ​​pratar om hemproceduren, bör du vara uppmärksam på städningen av disken som används under konservering, tillverkning av yoghurt och andra produkter. Ett sätt att uppnå en minskning av antalet främmande populationer av mikroorganismer är att sterilisera behållare innan de används.

   Vilken matvara är lämplig för heterofermentativ jäsning? Det kan vara en behållare av glas eller högkvalitativ plast (polypropen, polyeten) som kan stängas tätt med ett lock.

   Inom industrin används speciella anordningar för att desinficera och rengöra behållare innan jäsningsprocessen påbörjas.

   Bakterier som används i processen

   Om vi ​​talar om bakteriekulturer som används för att skapa konserverade och fermenterade mjölkprodukter, då kan vi identifiera flera av de vanligaste typerna av organismer.

   
   
   

   På basis av en kombination och rena kulturer av de angivna organismerna tillverkas startkulturer för fermenterade mjölkprodukter. De är offentliga, alla kan köpa dem. Det viktigaste är att följa förhållandena för jäsningsprocessen för att dra nytta av den resulterande produkten.

   Vilka produkter erhålls som ett resultat av sådan jäsning?

   Om vi ​​pratar om vilka fermenteringsprodukter som kan erhållas med hjälp av laktobaciller, så kan vi nämna flera huvudkategorier.

   1. näring (ryazhenka, yoghurt, varenets, kefir, keso, gräddfil, smör, acidophilus-produkter och andra).
   2. Foder av silotyp för lantbruksdjur.
   3. Mjölksyra, som används vid tillverkning av läsk, dressing av pälsskinn med mera.
   4. Bageri, osttillverkning.
   5. Konservering av grönsaker och frukter.

   Allt detta bevisar betydelsen av vissa typer av bakterier i människors liv, deras industriella verksamhet.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Bra jobbat till webbplatsen">

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Vyatka State Agricultural Academy

Veterinärmedicinska fakulteten

Institutionen för morfologi och mikrobiologi

Kurs i mikrobiologi och virologi

På ämnet "Mjölksyrajäsning"

Kirov 2012

3. Praktisk användning mjölksyrajäsning i samhällsekonomin

4. Produkter som erhålls med hjälp av mjölksyrajäsning

1. Mjölksyrajäsningens egenskaper och kemi

Mjölksyrajäsning är processen för anaerob oxidation av kolhydrater, vars slutprodukt är mjölksyra. Namnet gavs av produktens natur - mjölksyra. För mjölksyrabakterier är det huvudvägen för kolhydratkatabolism och den huvudsakliga energikällan i form av ATP. Mjölksyrafermentering sker också i djurvävnader i frånvaro av syre vid höga belastningar.

Mjölkproteiner är en utmärkt källa till kvävehaltig näring för mjölksyrabakterier, som bryts ner mjölksocker, omvandlar den till mjölksyra, ökar surheten i miljön, och mjölken koagulerar och bildar en tät homogen koagel.

Typer av mjölksyrajäsning. Det finns homofermentativ och heterofermentativ mjölksyrajäsning, beroende på de frigjorda produkterna utöver mjölksyra och deras andel. Skillnaden ligger också i olika sätt erhåller pyruvat under nedbrytningen av kolhydrater av homo- och heterofermentativa mjölksyrabakterier.

Homofermentativ mjölksyrajäsning. Eftersom nedbrytningen av laktos sker i mikroorganismens cell, är inträdet av glukos i cellen ett nyckelsteg i denna metaboliska väg. Under överföringen av laktos utifrån till det cytoplasmatiska membranet och in i mikroorganismens cell är fyra proteiner involverade i omvandlingen till laktosfosfat (successivt: enzym II, III, I och HPr). Laktos-6-fosfat hydrolyseras av b-fosfogalaktogenas (b-Pgal) till dess monosackaridkomponenter. Galaktos och glukos kataboliseras sedan via tagatos-vägen och Embden-Meyerhof-Parnassus (EMP)-vägen. Det är möjligt att defosforylera galaktos, i vilket fall det inte smälts och utsöndras från mikroorganismens cell. I båda fallen omvandlas glukos och galaktos till dihydroxiacetonfosfat och glycerolaldehyd 3-fosfat, där trekolssockret oxideras ytterligare till fosfoenolpyruvat och sedan omvandlas till mjölksyra genom laktatdehydrogenas. Produkten av homofermentativ mjölksyrafermentering är mjölksyra, som utgör minst 90 % av alla fermenteringsprodukter. Exempel på homofermentativa mjölksyrabakterier: Lactobacillus casei, L. acidophilus, Streptococcus lactis.

Heterofermentativ mjölksyrajäsning. Endast bifidobakterier bildar laktos och glukos via den heteroenzymatiska vägen. Under katabolismen av glukos bildas inte CO 2, eftersom det inte finns något initialt stadium, inklusive dekarboxylering. Laktos transporteras in i cellen med permeas och hydrolyseras sedan till glukos och galaktos. Aldolas och glukos-6-fosfatdehydrogenas saknas i denna art. Hexoser kataboliseras av en hexosmonofosfatshunt som involverar fruktos-6-fosfatfosfoketolas. Fermenteringsprodukter av Bifidobacterium-arter är laktat och acetat, och fermentering av två glukosmolekyler ger tre acetatmolekyler och två laktatmolekyler. biprodukterär: ättiksyra, etanol. Exempel på heterofermentativa mjölksyrabakterier: L. fermentum, L. brvis, Leuconostoc mesenteroides, Oenococcus oeni.

2. Egenskaper för jäsningens orsakande medel

Mjölksyrabakterier är en grupp mikroaerofila grampositiva mikroorganismer som fermenterar kolhydrater med bildning av mjölksyra som en av huvudprodukterna.

Mjölksyrabakterier är grunden för probiotika. Deras biologiska egenskaper är de orsakande agenserna för mjölksyrajäsning. De bryter ner sockerarter för att producera över 50% mjölksyra. Den bildade mjölksyran, tillsammans med bakteriociner och andra biologiskt aktiva substanser, stoppa utvecklingen skadliga mikrober avgifta kroppen, stimulera immunförsvar. De har anti-cancer, anti-aterosklerotiska, anti-allergiska, antioxiderande effekter och skyddar mot strålning.

Alla mjölksyrabakterier (aka laktobaciller) är grampositiva, fakultativa anaeroba. Bland mjölksyrabakterier finns mesofyller (de föredrar temperaturer runt 30 °C) och termofiler (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus), den optimala temperaturen för vilka är cirka 40-50 °C.

Mjölksyrabakterier behöver en komplett uppsättning färdiga aminosyror, vitaminer från B12-gruppen, komponenter nukleinsyror, som bestämmer deras fördelning i naturen.

Mjölksyrabakterier lever huvudsakligen på växter, frukter, grönsaker, mag-tarmkanalen, i mjölk och mejeriprodukter, såväl som på platser för nedbrytning av växtrester.

Laktos och maltos används som kolkälla.

Det optimala pH-värdet för utveckling av mjölksyrabakterier är cirka 4. Mjölksyrabakterier bildar från 1 till 3,5 % mjölksyra. jäsning mjölksyrabakterie mat

Mjölksyrajäsning orsakas av flera typer av bakterier.

Typiska mjölksyrabakterier (omvandlar nästan helt kolhydrater till mjölksyra) är acidophilus bulgaricus, casea-bakterien, kuakazikum, samt mjölksyrakocker, leuconostoc, laktobaciller, streptokocker och bifidobakterier.

Atypisk (jäsning med ansamling av en liten mängd mjölksyra) - Proteus och E. coli.

Mjölksyrabakterier är grupperade i familjen Lactobacillaceae. Även om denna grupp är morfologiskt heterogen (inkluderar långa och korta stavar, såväl som kocker), kan den fysiologiskt karakteriseras ganska bra. Alla bakterier relaterade till det är grampositiva, bildar inte sporer (med undantag för Sporolactobacillus inulinus) och är överväldigande orörliga.

Alla använder kolhydrater som energikälla och utsöndrar mjölksyra. Mjölksyrabakterier är bara kapabla att jäsa; de innehåller inte hemoproteiner (som cytokromer och katalas).

De kan växa i närvaro av atmosfäriskt syre: eftersom de är anaeroba är de fortfarande aerotoleranta.

Annan signum mjölksyrabakterier är deras behov av tillväxtämnen. Ingen av representanterna för denna grupp kan växa på ett medium med glukos och ammoniumsalter. De flesta behöver ett antal vitaminer (laktoflavin, tiamin, pantoten, nikotin och folsyra, biotin) och aminosyror, såväl som i puriner och pyrimidiner.

Dessa bakterier odlas huvudsakligen på komplexa medier innehållande relativt Ett stort antal jästextrakt, tomat juice, vassle och till och med blod.

Mjölksyrabakterier är alltså ett slags "metaboliska funktionshindrade", som troligen till följd av sin specialisering (tillväxt i mjölk och andra närings- och tillväxtämnen rika medier) har förlorat förmågan att syntetisera många metaboliter. Å andra sidan har många av dem en förmåga som de flesta andra mikroorganismer inte har; de kan använda mjölksocker (laktos). I detta liknar de många tarmbakterier.

Utbredning och livsmiljöer. Fördelningen av mjölksyrabakterier i naturen bestäms av deras komplexa behov av näringsämnenåh och ett sätt att få energi (endast jäsning). Dessa bakterier finns nästan aldrig i mark och vatten. I vivo de möts:

i mjölk, ställen för dess bearbetning och mejeriprodukter (Lactobacillus lactis, L. bulgaricus, L. helveticus, L. casei, L. fermentum, L. brevis, Streptococcus lactis, S. diacetilactis).

på växter och på ruttnande växtskräp (Lactobacillus plantarum, L. delbriickii, L. fermentum, L. brevis, Streptococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides).

i tarmarna och på slemhinnorna hos människor och djur (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium, Streptococcus faecalis, S. salivarius, S. bovis, S. pyogenes, S. pneumoniae).

Beskrivning av några typer av laktobaciller:

Lactobacillus bulgaricus (Thermobacterium buldaricum). Bildar långa pinnar och är homofermentativ. Tillsammans med Streptococcus thermophilus eller den mer oxiderande Lactobacillus jughurti används den för att göra yoghurt. Ibland ingår Lactobacillus bulgaricus i mjölksyrastartbakterier för framställning av mjölksyraprodukter. Det används också i produktionen hårdostar. Den optimala temperaturen för dess utveckling är 40--45°C.

Lactobacillus lactis (Thermobacterium lactis) bildar långa trådar. Det finns ständigt i tarmarna hos människor och djur. Det finns på mjölkningsutrustning och är vanligare än andra typer av laktobaciller i obearbetad (rå) mjölk. Lactobacillus lactis är identisk med Lactobacillus caucasicus som finns i kefir. Hon deltar ofta i mognaden av hårdostar. Den optimala temperaturen för dess utveckling är cirka 40°C.

Lactobacillus helveticus (Thermobacterium helveticum) finns i obehandlad (rå) mjölk, löpe och kalvlöpe. Används tillsammans med Streptococcus thermophilus för att göra Emmental- och Gruyere-ostar. Den bildar inte bara mjölksyra, utan deltar också på grund av närvaron av ett proteolytiskt endoenzym i mognaden av ostar.

Lactobacillus acidophilus (Bifidobacterium bifidum). Med övervägande mejeri näring finns i stora mängder i tarmarna hos barn och vuxna. Ofta finns det i tarmarna hos kalvar. Av övriga laktobaciller som finns i mjölk bör det noteras: Lactobacillus casei (Streptobacterium casei) - starkt proteolytisk, Lactobacillus brevis (Betabacterium breve), Lactobacillus fermenti (Betabacterium longum).

Streptococcus lactis. Det är den första mikroorganismen som isolerats i renkultur (1873 av Lister). Streptococcus lactis finns på växter. Med damm och växtpartiklar kommer det på mjölkningsutrustningen och sedan in i mjölken. Det förekommer i form av korta kedjor med två till sex länkar. Vissa stammar som inte bildar slem och aromater med dålig lukt, liksom många vilda stammar, är en del av startkulturer. Den optimala temperaturen för utvecklingen av Streptococcus lactis är cirka 30°C. Enskilda stammar kan dock också föröka sig, men långsamt, med låga temperaturer(under 7°C). Vid en temperatur på 25°C sänker Streptococcus lactis pH-värdet till ca 4,5 på grund av bildning av mjölksyra, och mjölken koagulerar på grund av förlust av kasein.

Streptococcus diacetilactis. Det bildas i mjölk inte bara mjölksyra, utan också aceton och diacetyl, de viktigaste aromoljor och även CO2. Streptococcus diacetilactis finns i betydande mängder i smörsurdeg.

Mjölksyrabakterier är en del av normal mikrobiocenos matsmältningskanalen en person, och deras kvantitativa sammansättning fungerar som ett kriterium för att bedöma hälsotillståndet. Terapeutisk effekt läkemedel som innehåller laktobaciller, på grund av laktobacillers antagonistiska effekt i förhållande till patogena mikroorganismer inklusive stafylokocker, enteropatogena coli, proteus, shigella, som bestämmer den korrigerande effekten av läkemedlet i strid med bakteriocenos. Lactobacillus preparat förbättras metaboliska processer, förhindra bildandet av utdragna former av tarmsjukdomar, öka ospecifik resistens organism.

Vissa typer av Lactobacillus har använts i industrin för framställning av kefir, yoghurt och ostar. Laktobaciller är involverade i processen att salta grönsaker, i beredningen av marinader och andra produkter, och använder också syntetisk och bioteknologisk mjölksyra. Fermentering av ensilage leder till hämning av utvecklingen av mögel, vilket ger djuren värdefullt foder.

Mjölksyrabakteriestammar används i produktionen medicinska preparat- probiotika avsedda för återhämtning normal mikroflora tarmar och reproduktionssystem kvinnor (efter infektionssjukdomar, antibiotikabehandling).

3. Praktisk tillämpning av mjölksyrajäsning i folk

au pair

Mjölksyrajäsning används i mejeriindustrin för tillverkning av ostmjölk, keso, gräddfil, kefir, Smör, acidofil mjölk och acidofil ostmassa, ostar, inlagda grönsaker, medan du lagar mat surdegsförrätter, mjölksyra. Mjölksyrabakterier används också i stor utsträckning vid ensilering av foder, vid beredning av pälsskinn och vid framställning av mjölksyra.

Dessa bakterier är av stor betydelse vid jäsning av grönsaker, ensilering av foder (grönsaksmassa) för djur, vid bakning, speciellt vid tillverkning av rågbröd. Positiva resultat ge forskning om användningen av mjölksyrabakterier vid tillverkning av vissa sorter av korvar, saltade och kokta köttprodukter samt under mognad lite saltad fisk för att påskynda processen och ge produkterna nya värdefulla egenskaper (smak, arom, konsistens etc.).

Användningen av mjölksyrabakterier för att producera mjölksyra, som används i läskedrycker, är också av industriell betydelse.

Spontant (spontant) förekommande mjölksyrajäsning i produkter (mjölk, vin, öl, läsk etc.) leder till att de förstörs (surhet, grumlighet, slem).

Användningen av mjölksyrabakterier i hushåll, lantbruk och för matlagning. Om en icke-steril lösning innehållande, tillsammans med socker, även komplexa kvävekällor och tillväxtfaktorer, lämnas utan luft eller helt enkelt hälls i ett kärl med en tillräckligt stor mängd av en sådan lösning, kommer mjölksyrabakterier snart att dyka upp i den . De sänker pH till värden< 5 и тем самым подавляют рост других anaeroba bakterier, som inte kan utvecklas i sådana sur miljö. Vilka mjölksyrabakterier som kommer att växa i sådana anrikningskulturer beror på andra förhållanden. På grund av sin steriliserande och konserverande verkan baserad på försurning av miljön, används mjölksyrabakterier i jordbruk, hushåll och i mejeriindustrin.

Ensilageberedning. Mjölksyrabakterier som lever på växter spelar en viktig roll för att lagra djurfoder för framtida bruk. För beredning av ensilage används sockerbetsblad, majs, potatis, örter och alfalfa. Växtmassan pressas och melass tillsätts för att öka C / N-förhållandet, och myrsyra eller något oorganisk syra för att i förväg säkerställa den förmånliga tillväxten av laktobaciller och streptokocker. Under sådana förhållanden sker kontrollerad mjölksyrajäsning.

Koka surkål. Syrlig kålär också en produkt i framställningen av vilken mjölksyrabakterier deltar. I finhackad, strö med salt (2-3%) och pressad vitkål när luft utesluts, börjar spontan mjölksyrajäsning, i vilken Leuconostoc först deltar (med bildning av CO2), och senare Lactobacillus plantarum.

Mejeriprodukter. Mjölksyrabakterier, som bildar syra och ger produkterna en viss smak, används flitigt inom mejeriindustrin. Steriliserad eller pastöriserad mjölk eller grädde fermenteras genom att tillsätta rena ("starter") kulturer av mjölksyrabakterier som en startkultur. Surmjölkssmör tillverkas av grädde fermenterad med Streptococcus lactis, S. cremoris och Leuconostoc cremoris. Diacetyl som bildas under jäsningsprocessen ger oljan en specifik arom.

Startkulturer som innehåller Streptococcus lactis eller Lactobacillus bulgaricus och Streptococcus thermophilus får kasein att koagulera vid framställning av keso och tyska ostar (Harz och Mainz). Vid tillverkning av hårdostar (till skillnad från ostar gjorda av surmjölk) används löpe för att koagulera kasein. Mjölksyrabakterier (Lactobacillus casei, Streptococcus lactis), tillsammans med propionsyrabakterier, är inblandade endast i skedet av ostmognad.

För framställning av mjölksyraprodukter används även startkulturer av mjölksyrabakterier som startkulturer, vilka bildar syra och vissa ämnen som ger produkten en karakteristisk lukt. Doftkärning erhålls med de ovan nämnda startkulturerna, som används för framställning av fermenterat mjölksmör. Kärning tillsammans med mjölksyra innehåller även ättiksyra, acetoin och diacetyl. Yoghurt är gjord av pastöriserad homogeniserad helmjölk, inokulerad med Streptococcus thermophilus och Lactobacillus bulgaricus (efter tillsats av förrätten hålls mjölken i 2-3 timmar vid 43-45°C). Under namnet biogurt säljs bortskämd mjölk, fermenterad med Lactobacillus acidophilus och Streptococcus thermophilus. Kefir tillhör mjölksyraprodukter som innehåller syror och etanol; det erhålls från mjölk (ko, får eller get). Surdegen bereds på så kallade kefirkorn, som består av en ännu inte helt förstådd gemenskap av organismer, inklusive laktobaciller, streptokocker, mikrokocker och jästsvampar. Jäsning av mjölk utförs vid 15-22°C i 24-36 h. För framställning av koumiss används åsnemjölk, som inokuleras med en kultur innehållande Lactobacillus bulgaricus och jäst av släktet Torula.

Ren mjölksyra, som används för olika industriella ändamål och som tillsats till mat produkter erhålls som ett resultat av jäsning. Mjölk eller vassle fermenteras med lactobacillus casei eller L. bulgaricus. För fermentering av glukos och maltos används L. delbruckii, L. leichmannii eller Sporolactobacillus inulinus. Melass och malt är källan till nödvändiga tillväxtfaktorer.

Bildandet av syra i surdegen som används för att jäsa den tillhandahålls också av mjölksyrabakterier, särskilt Lactobacillus plantarum och L. coryneformis. Startkulturer av laktobaciller och mikrokocker används också för beredning av rårökt korv (salami, servelat). Genom att bilda mjölksyra och sänka pH-värdet skyddar mjölksyrabakterier de typer av korvar som inte tillagas från förstörelse.

4. Produkter erhållna med mjölksyrajäsning

Produktionen av fermenterade mjölkprodukter är baserad på de riktade och reglerad verksamhet vissa typer av mjölksyrabakterier. Som ett resultat av den vitala aktiviteten hos mjölksyramikroorganismer förändras mjölken och får nya smak-, kost-, biologiska och medicinska egenskaper.

Mejeriprodukter smälts bättre och snabbare. Om vanlig mjölk absorberas med 32% en timme efter konsumtion, absorberas kefir, yoghurt, etc. med 91%.

Vid fermentering av mjölk bildas små lättsmälta flingor. Mjölkproteinet genomgår partiell klyvning (peptonisering) och får en fint spridd struktur, och därför kräver dess absorption inte samma bearbetning i magen som vanlig mjölk genomgår.

det viktigaste integrerad del av fermenterade mjölkprodukter är mjölksyra, som har biologisk aktivitet, vilket skapar optimala förhållanden för manifestationen av verkan av antibiotika och den vitala aktiviteten hos mjölksyrabakterier. Samtidigt hämmar mjölksyra utvecklingen av förruttnande och andra icke-mjölksyrabakterier (inklusive patogena) bakterier.

Fermenterade mjölkprodukter innehåller ett stort antal levande bakterier med en homogen sammansättning (mjölksyrabakterier), som kan undertrycka utvecklingen av andra typer av mikroorganismer. Om antalet mikroorganismer i högkvalitativ flaskmjölk uppskattas till tiotusentals per 1 ml, är antalet mikrober i yoghurt minst 100 miljoner per 1 ml. I huvudsak kan fermenterade mjölkprodukter betraktas som en slags bakteriekultur.

Med hjälp av fermenterade mjölkdrycker verkar det möjligt att begränsa och till och med helt stoppa bildningen i tarmen skadliga ämnen förruttnande mikrober. Den berömda ryska vetenskapsmannen I.I. Mechnikov bevisade experimentellt att när de injicerades i tarmarna på djur, dessa skadliga produkter den vitala aktiviteten hos förruttnande mikrober efter några månader utvecklar djuren aortaskleros. Tydligen, i utvecklingen av ateroskleros hos människor, spelar en intensiv vital aktivitet av putrefaktiv tarmmikroflora en betydande roll.

Vissa typer av mjölksyrabakterier - acidophilus bacillus, mjölksyrastreptokocker etc. kan bilda antibiotika i fermenterade mjölkdrycker som har bakteriostatiska och bakteriedödande verkan. Studiet av de antibiotiska egenskaperna hos acidofila bakterier avslöjade deras förmåga att producera ett antal värmestabila antibiotiska ämnen: nisin, laktolin, laktomin, streptocin, etc., som manifesterar sin verkan huvudsakligen i en sur miljö.

I alla fall av kränkning normal sammansättning tarmens mikroflora användningen av fermenterad mjölk, kan acidofila produkter till stor del normalisera tarmmikrofloran, särskilt när det gäller att minska intensiteten av förruttnelseprocesser.

Mjölksyrabakterier är producenter av vitaminer i grupp B. Genom att välja kulturer av mjölksyrabakterier är det möjligt att få fermenterade mjölkprodukter med högt innehåll av vitaminer.

Således har fermenterade mjölkprodukter mångsidiga biologiska och medicinska egenskaper. Känd terapeutisk effekt fermenterade mjölkprodukter (drycker) för många sjukdomar matsmältningssystemet. De förbättrar magsekretionen, normaliserar tarmens motilitet, minskar gasbildningen.

De biologiska egenskaperna hos fermenterade mjölkprodukter har en läkande effekt på gynnsam tarmmikroflora.

I Sovjetunionen organiserades den industriella produktionen av fermenterade mjölkprodukter på basis av Utbredd användning rena kulturer av mjölksyrabakterier och mjölkjäst. Ett nätverk av speciella laboratorier skapades för urval av kulturer och produktion av startkulturer, som tillhandahålls till mejeriindustriföretag. Vid tillverkning av fermenterade mjölkdrycker användes moderna installationer för att säkerställa produktionen av högkvalitativa produkter (Fig. 1).

Fermenterade mjölkprodukter delas in i produkter av mjölksyra och blandad fermentering.

Ris. 1. Linje för framställning av fermenterade mjölkdrycker med tankmetod med in-line kylning.

1 - mjölklagringstank TMA-10, 2 - centrifugalpumpar - MCN-10, 3 - mottagningstank, 4 - plattpastöriserare, 5 - mjölkrenare typ OMA-2M, 6 - dubbelväggig tank, 7 - homogenisator, 8 dubbel -väggiga tankar, 9 membran ostmassapump, 10 fyllningsmaskin för dryckesflaskor, 11 fyllningsmaskin för dryckespåsar.

Yoghurt är en fermenterad mjölkdryck gjord av pastöriserad mjölk genom att den fermenteras med surdeg framställd på rena kulturer av mjölksyraväxter. Beroende på kulturerna av mjölksyrabakterier finns det vanlig yoghurt, Mechnikov, södra, ukrainska (ryazhenka), acidophilus och varenets. Vanlig ostmjölk framställs på rena kulturer av mjölksyrastreptokocker; den har en delikat koagel med en uppfriskande, behaglig, lätt syrlig smak. Mechnikovskaya yoghurt skiljer sig från den vanliga i en tätare koagel och sur smak. Detta beror på det faktum att det framställs från rena kulturer av bulgariska baciller och mjölksyrastreptokocker. Southern curdled milk har konsistensen av gräddfil, något trögflytande, smaken är syrlig, nypande, uppfriskande. Vid beredning, förutom mjölksyrastreptokocker och stickor, används jäst. Varenets är gjord av steriliserad mjölk lagrad vid hög temperatur i 2-3 timmar (stuvad). Varenets har en tät, något trögflytande konsistens, en syrlig smak med en söt eftersmak av stuvad mjölk och en krämig färg. Varenets tillagas på samma grödor som Mechnikovs kolda mjölk.

Ryazhenka, eller ukrainsk ostmjölk, är gräddfärgad, liknar i smak och konsistens gräddfil, men har en speciell smak. Den söta smaken påminner om kokt mjölk. Fetthalten i fermenterad bakad mjölk är 6%. För dess beredning används rena kulturer av mjölksyrastreptokocker. Kaloriinnehållet i fermenterad bakad mjölk är betydligt högre än kaloriinnehållet i yoghurt av andra varianter.

Matsoni, matsun, katyk - i själva verket är det olika namn för ungefär samma typ av sydlig surmjölk, framställd av ko, buffel, får, kamel eller Getmjölk. Den huvudsakliga mikrofloran i dessa drycker är bulgarisk bacill och värmeälskande mjölkstreptokocker. Mjölk jäser kl förhöjda temperaturer(48--55 ° C) och jäst i en anordning som håller värmen. Dzhugurt produceras i norra Kaukasus (främst i Kabardino-Balkaria). Detta är pressad surmjölk, utåt liknar gräddfil eller pasta. Fett i det är 12-13%, och vatten är inte mer än 70%. Från sådan pressad surmjölk framställs olika rätter. Den kan lagras under lång tid för konsumtion under vintermånaderna i form av en krämig produkt "brnatsmatsun".

Kurunga är en surmjölksdryck som är utbredd i nordöstra Asien bland buryaterna, mongolerna, tuvanerna och andra folk. Metoden att förbereda kurunga är känd från urminnes tider. För mongolerna och tuvanerna, som ledde en halvnomadisk livsstil, var kurunga på sommaren en av väsentliga produkter. Från och med 1700-talet lärde andra folk (Buryater, Khakasses) också hemligheten med att laga kurunga. Kurunga framställs genom dubbeljäsning - mjölksyra och alkohol. Alkoholhalten överstiger vanligtvis inte 1 %.

Airan är en mycket vanlig dryck bland folken i Centralasien, Kaukasus, Tatarstan och Basjkirien. Tillagad av ko-, get-, fårmjölk. Det påminner något om koumiss (mjölksyra- och alkoholjäsning används i matlagning). För vissa folk i vårt land betyder ordet "airan". läsk, som är en blandning av surmjölk med vatten. Uzbekiskt recept, till exempel, innebär utspädning av yoghurt med kallt smält vatten i förhållandet 1: 1, varefter drycken hälls i glas med is. I Tadzjikistan och Uzbekistan tillverkas även surmjölksprodukten chakka (suemu) - med borttagande av en viss del av vattnet. På Balkanhalvön Yoghurt har länge tillverkats av mjölk från får och bufflar. Eftersom denna mjölk har mer protein, fett och kolhydrater än komjölk, är yoghurt tjockare än många andra fermenterade mjölkdrycker. I och med övergången till industriell produktion började man bereda yoghurt från komjölk, som tillkommer mjölkpulver eller delvis avdunsta fukt från komjölk på vakuummaskiner. Förrätten som används för tillverkning av yoghurt består av mjölksyrastreptokocker och bulgariska stickor. Tillsammans ger de mer högt innehåll mjölksyra. Yoghurt minskar snabbt törst, tillfredsställer känslan av hunger. Det är användbart för människor i alla åldrar, särskilt äldre, gravida och ammande mödrar. Daglig användning yoghurt främjar snabb återhämtning krafter, täcker vår kropps behov av aminosyror, kalciumsalter m.m.

"Kiselo Mleko" är bulgarisk surmjölk, beredd med den "bulgariska stickan", upptäckt i början av vårt århundrade av Stamen Grigorov. I det hemliga arkivet Ludvig XIV bevis fann man det fransk kung mycket framgångsrikt använd i syfte att läka från en allvarlig magsjukdom denna tjocka vita dryck, som fördes till honom från Bulgarien i speciella påsar gjorda av fårskinn. "Maten från riktiga män förut gammal ålder”- så här kallar bulgarerna stolt detta elixir av ungdom och livslängd. Mugg "sur mjölk" är alltid närvarande i menyn för bulgarerna.

Chal (shubat) är en surmjölk, starkt skummande dryck med en ren surmjölkssmak och en jästaktig doft, gjord av kamelmjölk. I Turkmenistan kallas det chal, i Kazakstan - shubat. I. I. Mechnikov skrev att arabiska nomader med utmärkt hälsa och bra fysisk styrka, livnär sig nästan uteslutande på färsk eller sur kamelmjölk. Den första surdegen för beredningen av denna dryck är surmjölken från kameler - "katyk". Drycken chal tillskrivs kraftfull läkande egenskaper. I Turkmenistan finns det till och med områden dit människor går för att ta en behandlingskur med chal.

Acidofila drycker är bland de yngsta fermenterade mjölkdryckerna. Acidophilus bacillus, som används för att göra acidophilus och andra acidofila drycker, är en av varianterna av mjölksyrabakterier. Det förstörs inte av verkan av matsmältningsjuicer; bättre än andra mjölksyrabakterier slår det rot i den mänskliga tjocktarmen. Används för att förbereda acidophilus lika belopp acidophilus bacillus, mjölksyrastreptokocker och kefirsvampar. Det visar sig vara en trögflytande dryck med en lätt kryddig smak. Acidophilus frigörs sött genom att tillsätta socker. Samma grupp av drycker inkluderar acidophilus-mjölk och acidophilus-jästmjölk. Liksom andra fermenterade mjölkdrycker, denna grupp - acidophilus, acidophilus och acidophilus-jästmjölk - värdefull produkt för näring av barn, vuxna och äldre. Den innehåller det väsentliga som behövs för vår kropp näringsämnen och i en lättsmält form.

Hosted på Allbest.ru

Liknande dokument

Funktioner av mjölksyra och alkoholhaltig jäsning. Typer av mjölksyrajäsning, deras nackdelar och fördelar. Mjölksyrabakteriers egenskaper, deras resistens och näringsbehov. Användningen av jäst i industrin, deras egenskaper.

presentation, tillagd 2014-10-04


Den biologiska betydelsen av alkoholjäsning. Processen för heterofermentativ mjölksyrajäsning. Förhållandet mellan rena kulturer av jäst och mjölksyrabakterier som införts i kvassvört. Stadier av alkohol- och mjölksyrajäsning, förutsättningarna för deras existens.

abstrakt, tillagt 2017-04-24


Anaerob metabolisk nedbrytning av näringsmolekyler. Användningen av fermentering med användning av vissa typer och stammar av mikroorganismer. mjölksyrabakterier i surkål. Att göra ost genom att smälta olika mejeriprodukter.

presentation, tillagd 2013-12-25


Biokemiska förändringar beståndsdelar mjölk under värmebehandling. Produkter av mjölksyra och alkoholhaltig jäsning. Fysikalisk-kemiska processer som sker under produktionen av kondenserad steriliserad mjölk. Bestämning av fett i ost. broskvävnad.

test, tillagt 2014-04-06


De viktigaste biokemiska processerna som sker under produktionen av fermenterade mjölkprodukter. Karakterisering av processerna för mjölksyra och alkoholfermentering av mjölksocker, proteolys, kaseinkoagulering och gelning. Bioteknik i mjölkbearbetning.

abstrakt, tillagt 2010-10-04


Kvass är en dryck gjord med hjälp av mjölksyra och alkoholhaltig jäsning från fullfjädrade spannmålsråvaror, samt frukt, bär, honung med tillsats av örter och kryddor till dem. Kvass produktionsteknik, näringsvärdet, villkor och lagringsvillkor.

terminsuppsats, tillagd 2013-12-15


Teknik för produktion och tappning av jäst kvass, dess relevans och bedömning av tillväxt under de senaste åren. Funktioner i organisationen av produktionen av levande jäsning kvass vid Bochkarevsky Brewery LLC, en bedömning av dess effektivitet och sätt att förbättra den.

artikel, tillagd 2013-08-24


Klassificering av vitaminer på basis av löslighet. Kemisk sammansättning mjölk för smörproduktion. Produkter av mjölksyra och alkoholhaltig jäsning (yoghurt; kefir, koumiss, acidofila surmjölksdrycker, gräddfil, keso).

test, tillagt 2014-04-06


Förändringar i mjölkens sammansättning och egenskaper vid upphettning. Typer av mjölksockerjäsning som grund för produktion av fermenterade mjölkprodukter. Bearbetning av koagel vid framställning av ost. Fysikalisk-kemiska och biokemiska parametrar för olja under dess produktion och lagring.

abstrakt, tillagt 2014-06-14


Karakterisering av jäsningsprocesser och patogena mikroorganismer. Mikroflora av mejeriprodukter och äggprodukter. Konceptet och metoderna för desinfektion. Sanitära och hygieniska krav för produktion konfektyr. Metabolism och energibalans.

Mjölksyrajäsning Detta är processen att omvandla socker till mjölksyra som ett resultat av den vitala aktiviteten hos mjölksyrabakterier.

Mjölksyrajäsning spelar en avgörande roll i produktionen av kold mjölk, koumiss, kefir, gräddfil, i surkål, gurka, ensilering av saftigt vegetabiliskt foder. Dess roll är mycket viktig vid tillverkning av flytande jäst, startkulturer, kvass. En viktig teknisk produkt är själva mjölksyran, som används flitigt vid tillverkning av fruktjuicer, konserver inom konfektyr-, läder-, textil- och andra industrier.

Typer av mjölksyrajäsning

1. Typisk (homofermentativ) - Mjölksyrajäsning ger endast mjölksyra.

2. Atypisk (heterofermentativ)- i processen för mjölksyrajäsning, tillsammans med mjölksyra, bildas också andra produkter (ättiksyra, etylalkohol, koldioxid, etc.).

orsakande medel för mjölksyrajäsning

För alla mjölksyrabakterier (både sfäriska och stavformade) är följande egenskaper vanliga:

Orörlighet

Skapa inte en tvist

Fakultativa anaerober

Den metaboliska produkten är mjölksyra.

Mesofyller

De är utbredda i naturen (i mjölk, på växter, på ytan av frukt och grönsaker, i luften, i tarmarna hos djur och människor).

De viktigaste representanterna för typiska mjölksyrabakterier och deras användningsområden

Mjölksyrastreptokocker finns alltid i mjölk och orsakar självblötning;

Gräddpinne - används vid framställning av gräddfil och smör;

Bulgarisk pinne - används vid produktion av yoghurt och koumiss;

acidophilus bacillus - producerar antibiotika. Används för produktion av acidofila fermenterade mjölkprodukter, biologiska produkter för behandling och förebyggande av gastrointestinala sjukdomar hos människor och djur.

Ostpinne - används vid tillverkning av ostar;

Delbrück trollstav - används för att få mjölksyra från socker, såväl som vid bakning av rågbröd;

Mjölksyrastick - det huvudsakliga orsaksmedlet för jäsning under jäsning av grönsaker och frukter, såväl som under ensilering av foder.

De viktigaste representanterna för atypiska mjölksyrabakterier och deras användningsområden

Aromproducerande mjölksyrastreptokocker- förråda en speciell arom till smör;

Leukostockar- används i kombinerade startkulturer för att smaksätta produkten. Vissa typer av Leukostock är aktiva slembildare och orsakar matförstöring (mjölk, vin, öl och läsk).

3. Propionsyrajäsning

propionsyrafermentering detta är processen att omvandla socker eller mjölksyra och dess salter till propion- och ättiksyror, koldioxid och vatten som ett resultat av den vitala aktiviteten hos propionsyrabakterier.

Propionsyra, eller propionsyra, bakterier isolerades först från ostar 1878 av Fitz, och osttillverkningär den äldsta biotekniken som använder dessa bakterier. Propionsyrabakterier har länge använts vid tillverkning av hårda löpeostar (sovjetiska, schweiziska, Altai). Propionbakterier från laktos syntetiserar propionsyra, ättiksyra (de ger osten en skarp smak och specifik lukt) och frigör koldioxid, som till stor del bestämmer ostens mönster.

orsakande medel för propionsyrafermenteringpropionsyrabakterier- dessa är korta, icke-sporbildande, orörliga, fakultativa anaerober, mesofyller (den optimala temperaturen för deras utveckling är 30-35 С).