Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Hasznos ill. az élelmiszerelőállítás során alkalmazott mikroorganizmusok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Hasznos ill. az élelmiszerelőállítás során alkalmazott mikroorganizmusok."— Előadás másolata:

1 Hasznos ill. az élelmiszerelőállítás során alkalmazott mikroorganizmusok

2 Tejsavbaktériumok általános jellemzése Spórátlan aerotolenáns anaerob és anaerob baktériumok Aerotolenáns anaerob baktériumok Anaerob baktériumok TejsavbaktériumokPropionsav-baktériumok Bifidobacterium PediococcusLactococcusEnterococcusLactobacillusLeuconostocCarnobacteriumVagococcus

3 A tejsavbaktériumok jellemzése Lactobacillaceae család, Lactobacillaceae család, kokkusok (Lactococcus, Enterococcus, Leuconostoc) és pálcák (Lactobacillus), kokkusok (Lactococcus, Enterococcus, Leuconostoc) és pálcák (Lactobacillus), Spórát nem képeznek, Spórát nem képeznek, Bizonyos kivételekkel nem mozgók, Bizonyos kivételekkel nem mozgók, Energianyerés szénhidrátbontás útján, melynek mellékterméke a tejsav Energianyerés szénhidrátbontás útján, melynek mellékterméke a tejsav Obligát erjesztők Obligát erjesztők Oxidáz és kataláz negatív Oxidáz és kataláz negatív Anaerob és aerotoreláns baktériumok Anaerob és aerotoreláns baktériumok Tápanyagigény: komplex ( nincs működőképes citromsavkörük, számos sejtösszetevőt nem tudnak szintetizálni) vitaminok, aminosavak, purin és pirimidin, komplex táptalaj – élesztőkivonat, savó, vér Tápanyagigény: komplex ( nincs működőképes citromsavkörük, számos sejtösszetevőt nem tudnak szintetizálni) vitaminok, aminosavak, purin és pirimidin, komplex táptalaj – élesztőkivonat, savó, vér Nagymértékű savtűrőképesség, 5,5 pH opt. szaporodás Nagymértékű savtűrőképesség, 5,5 pH opt. szaporodás Laktóz hasznosításai képesség Laktóz hasznosításai képesség Laktóz + H 2 O β-galaktozidáz D-glükóz + D-galaktóz Élőhelyük: Élőhelyük: –Növényi anyagok –Emberi és állati szervezet –Tej és tejtermékek

4 Tejsav izomerek CH3-CH2-COOH propionsav 1.CH3-CHOH- COOH etilidén v. közönséges tejsav α-oxipropionsav 2. CH2OH-CH2-COOH etilén tejsav Β-oxipropionsav COOHCOOHCOOHCOOH HC OH HOC H HC OH HO C H CH 3 CH 3 D (-) balra L (+) jobbraforgató DL (-+) racemens

5 Tejsavbaktériumok előfordulása a természetben Tej: Lb. lactis, Lb. bulgaricus, Lb. helveticus, Lb. casei, Lb. acidophilus, Lb. brevis, Lc. diacetilactis Tej: Lb. lactis, Lb. bulgaricus, Lb. helveticus, Lb. casei, Lb. acidophilus, Lb. brevis, Lc. diacetilactis Ép és bomló növényi részek: Lb. plantarum, Lb. delbrueckii, Lb. fermentum, Lb. brevis, Lc. Lactis, Lc. mesenteroides Ép és bomló növényi részek: Lb. plantarum, Lb. delbrueckii, Lb. fermentum, Lb. brevis, Lc. Lactis, Lc. mesenteroides Bélcsatorna és nyálkahártyák (emberi és állati): Lb. acidophilus, Bifidobacterium sp., Enterococcus faecalis, Streptococcus salivarius, Str. bovis... Bélcsatorna és nyálkahártyák (emberi és állati): Lb. acidophilus, Bifidobacterium sp., Enterococcus faecalis, Streptococcus salivarius, Str. bovis...

6 Szénhidrátbontás és a fermentáció termékei Tejsavas erjedés módja szerint: Tejsavas erjedés módja szerint: –HOMOFERMENTATÍV tisztán (min. 90%) tejsav képződik a glikolízis során tisztán (min. 90%) tejsav képződik a glikolízis során csak kis hányad piruvát dekarboxilálásából keletkezik ecetsav, etanol, és CO 2 ; csak kis hányad piruvát dekarboxilálásából keletkezik ecetsav, etanol, és CO 2 ; –HETEROFERMENTATÍV glikolízis enzimei közül az aldoláz és a triózfoszfát- izomeráz hiányzik glikolízis enzimei közül az aldoláz és a triózfoszfát- izomeráz hiányzik Glükóz bontása pentózfoszfát úton történik Glükóz bontása pentózfoszfát úton történik Tejsav, etanol vagy ecetsav és CO 2 képződik Tejsav, etanol vagy ecetsav és CO 2 képződik

7 Homofermentatív Homofermentatív: C 6 H 12 O 6 2CH 3 -CHOH-COOH KokkuszokPálcák Lactococcus lactis subsp. lactis Termofil (opt. hőm. 40°C, 15 °C-on nem nő) Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetilactis Lactococcus lactis subsp. cremoris Streptococcus salivarius subsp. salivarius Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Streptococcus agalactiae Streptococus pyogenes Streptococcus bovis Enterococcus faecalis Pediococcus acidilactici Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus helveticus Lactobacillus acidophilus Lactobacillus salivarius Mezofil (opt. hőm °C, de 15 °C-on is nő) de 15 °C-on is nő) Lactobacillus casei Lactobacillus alimentarius Lactobacillus coryniformis Lactobacillus plantarum

8 Heterofermentatív Heterofermentatív: C 6 H 12 O 6 CH 3 -CHOH-COOH CH 3 -CH 2 OH CO 2 CH 3 -CHOH-COOH + CH 3 -CH 2 OH + CO 2 CH 3 -COOH) (vagy CH 3 -COOH) KokkuszokPálcák Leuconostoc mesenteriodes subsp. mesenteroides Leuconostoc mesenteriodes subsp. dextranicum Leuconostoc mesenteriodes subsp. cremoris Leuconostoc lactis Leuconostoc citrovorum Lactobacillus bifermentans Lactobacillus brevis Lactobacillus fermentum Lactobacillus kandleri Lactobacillus viridescens

9 Bifidobacterium-erjesztés Gram °C, anaerob Gram +, nem mozgó, nem spórás, nem savtűrő, kataláz -, opt. hőm 37-41°C, anaerob Bifidobacterium bifidum – heterofermentatív tejsavbaktérium, V és Y alakú sejtek Bifidobacterium bifidum – heterofermentatív tejsavbaktérium, V és Y alakú sejtek Különösen újszülötteknél jelentős, mert egyedüli szerepet töltenek be a különböző infekciók megakadályozásában, mivel itt a normál bélflóra még kialakulatlan. A csecsemők bélflórájának több mint 25%-át teszik ki. Az emberi anyatejben található N-acetilglükózamint igényli tápanyagként. Különösen újszülötteknél jelentős, mert egyedüli szerepet töltenek be a különböző infekciók megakadályozásában, mivel itt a normál bélflóra még kialakulatlan. A csecsemők bélflórájának több mint 25%-át teszik ki. Az emberi anyatejben található N-acetilglükózamint igényli tápanyagként. Glükóz fermentáció: Glükóz fermentáció: 2 C 6 H 12 O 6 2 CH 3 -CHOH-COOH CH 3 -COOH 2 C 6 H 12 O 6 2 CH 3 -CHOH-COOH + 3 CH 3 -COOH

10 Tejsavbaktériumok aromaképzése A glikolízis, proteolízis, lipolízis és egyéb anyagcsereutak fő- és melléktermékei. A glikolízis, proteolízis, lipolízis és egyéb anyagcsereutak fő- és melléktermékei. Homoenzimatikus glikolízistejsav Homoenzimatikus glikolízistejsav Heteroenzimatikus glikolízistejsav, CO 2, ecetsav, etanol, propoinsav, diacetil, acetaldehid Heteroenzimatikus glikolízistejsav, CO 2, ecetsav, etanol, propoinsav, diacetil, acetaldehid Citromsav bontásdiacetil, acetoin, 2-3-butilén-glikol Citromsav bontásdiacetil, acetoin, 2-3-butilén-glikol Proteolízispeptidek, aminosavak, kéntartalmú vegyületek (merkaptán) Proteolízispeptidek, aminosavak, kéntartalmú vegyületek (merkaptán) Lipolízis zsírsavak (vajsav, olajsav) Lipolízis zsírsavak (vajsav, olajsav) Vajaromadiacetil - Leuc. cremoris (laktóz, citromsav) Vajaromadiacetil - Leuc. cremoris (laktóz, citromsav) - Leuc. diacetilactis (citromsav) - Leuc. diacetilactis (citromsav) Joghúrt aromaacetaldehid Joghúrt aromaacetaldehid

11 Propionsavbaktériumok és a propionsavas erjedés Kérődzők bendő és bélbaktériuma Kérődzők bendő és bélbaktériuma Zsírsavakat, főleg propion- és ecetsavat képez tejsavból is. Zsírsavakat, főleg propion- és ecetsavat képez tejsavból is. Coryneform, Gram Coryneform, Gram+, nem mozgó, anaerob/aerobtoleráns, obligát erjesztő baktérium, oxidáz és kataláz +, így alacsony parciális oxigénnyomás mellett képes szaporodni °C, opt. pH=7,0 Lassan növekszik, opt. hőm °C, opt. pH=7,0 Propionsavat képez – glükóz, szacharóz, laktóz, laktát, glicerin Propionsavat képez – glükóz, szacharóz, laktóz, laktát, glicerin 3 tejsav2 propionsav 3 tejsav2 propionsav + ecetsav + CO 2 + H 2 O (metil- malonil-CoA-út) Cofaktorokbiotin, CO 2, CoA, B 12 -coensim Nélkülözhetetlenek az ún. erjedési lyukas sajtok (pl. ementáli) gyártásában, mert itt az általuk termelt CO 2 alakítja a termék lyukazottságát.

12 Brevibacterium linens jellemzése Gram 30°C, opt. pH=7,0 Gram+, pálca alakú, oxidáz-, nem mozgó, obligát aerob, indol-, VP-, opt. hőm °C, opt. pH=7,0 Savat és gázt nem termel. Savat és gázt nem termel. Zsír- és fehérjebontó aktivitása „rúzzsal érő” sajtok aromakialakításánál fontos. Zsír- és fehérjebontó aktivitása „rúzzsal érő” sajtok aromakialakításánál fontos. 15% sótartalmú közegben is képes szaporodni. 15% sótartalmú közegben is képes szaporodni.

13 Erjesztések Különös hely a tartósítási módszerek között → cél a bizonyos mikrobák elszaporítása, melyek mikrobagátló kémiai anyagot termelnek Különös hely a tartósítási módszerek között → cél a bizonyos mikrobák elszaporítása, melyek mikrobagátló kémiai anyagot termelnek 2 csoportnak van jelentősége: 2 csoportnak van jelentősége: –tejsavbaktérium –élesztőgomba Számos más, romlást okozó mikrobákkal együtt találhatók a nyersanyagban Számos más, romlást okozó mikrobákkal együtt találhatók a nyersanyagban 2 módszerrel kerülhetnek túlsúlyba (legjobb a 2 módszer együttes alkalmazása): 2 módszerrel kerülhetnek túlsúlyba (legjobb a 2 módszer együttes alkalmazása): –A tartósítandó termékbe nagy számban bejuttatjuk a kívánt mikroorganizmust –A környezeti körülményeket a hasznos mikroorganizmus igényeinek megfelelően szabályozzuk és így elősegítjük gyors elszaporodását

14 Savanyúságok gyártása tejsavas erjesztéssel Tejsavbaktériumok jellegzetes élőhelyei közé tartoznak a növények (fedezik különleges tápanyag és vitamin igényüket). Tejsavbaktériumok jellegzetes élőhelyei közé tartoznak a növények (fedezik különleges tápanyag és vitamin igényüket). Cél: Cél: –télen is lehessen fogyasztani –Íz és aromaanyag előállítás Irányítjuk a spontán erjedést: Irányítjuk a spontán erjedést: –sózás –anaerob körülmények –hőmérséklet

15 Mikrobiológiai változások a savanyúságok tejsavas erjesztésénél

16 Hasznos mikrobák felhasználásának célja Adott élelmiszer-előállítás technológiai folyamatában mikroorganizmusokat vagy azok produktumait alkalmazzák, hogy a kész élelmiszer táplálkozási (fogyasztási) és használati értékét növeljék. Az élelmiszeriparban régóta alkalmazott eljárás, hogy a termékek állományának, ízének, aromájának és színének kialakítása érdekében baktérium vagy gomba színtenyészeteket használnak fel az élőállítás során, melyeket starterkultúrának nevezünk.

17 Követelmények a kultúrákkal szemben Rendelkeznie kell a technológiailag kívánatos tulajdonságokkal, továbbá egészségügyileg aggálymentesnek kell lennie; Rendelkeznie kell a technológiailag kívánatos tulajdonságokkal, továbbá egészségügyileg aggálymentesnek kell lennie; Sem a kultúrában, sem annak anyagcseretermékében terápiás célra alkalmazott antibiotikum nem lehet kimutatható mennyiségben; Sem a kultúrában, sem annak anyagcseretermékében terápiás célra alkalmazott antibiotikum nem lehet kimutatható mennyiségben; El kell kerülni az alkalmazott kultúra mikroorganizmusainak nemkívánatos elterjedését az üzemben és környékén (szellőzés, szennyvíz által). El kell kerülni az alkalmazott kultúra mikroorganizmusainak nemkívánatos elterjedését az üzemben és környékén (szellőzés, szennyvíz által).

18 Az élelmiszeripar alap-, adalék- és segédanyagai Alapanyag: élelmiszer előállítására alkalmas növény, állati vagy ásványi eredetű termék ill. termény Alapanyag: élelmiszer előállítására alkalmas növény, állati vagy ásványi eredetű termék ill. termény Adalékanyag: Minden olyan természetes vagy mesterséges anyag, amelyet élelmiszerként önmagában általában nem fogyasztunk, hanem az élelmiszerhez előállítása folyamán adnak hozzá, abból a célból, hogy a termék kémiai, fizikai és mikrobiológiai tulajdonságait kedvezően befolyásolja. Már kis koncentrációban képesek a termékek alapvető tulajdonságait (szín, aroma, íz, állomány) módosítani. Hozzáadása azt eredményezi, hogy önmaga vagy származéka az élelmiszer összetevőjévé válik, elfogyasztásra kerül. Adalékanyag: Minden olyan természetes vagy mesterséges anyag, amelyet élelmiszerként önmagában általában nem fogyasztunk, hanem az élelmiszerhez előállítása folyamán adnak hozzá, abból a célból, hogy a termék kémiai, fizikai és mikrobiológiai tulajdonságait kedvezően befolyásolja. Már kis koncentrációban képesek a termékek alapvető tulajdonságait (szín, aroma, íz, állomány) módosítani. Hozzáadása azt eredményezi, hogy önmaga vagy származéka az élelmiszer összetevőjévé válik, elfogyasztásra kerül. –pl: alapanyag-feljavítók, biológiaiérték-növelők, kultúrák, állományjavítók, édesítők, ízesítők, színezők Segédanyag: nem kerül a termékbe, de szakszerű előállításához nélkülözhetetlen és a gyártás folyamán felhasználódnak. Elkerülhetetlenül maradékok jelenlétét, származékok keletkezését hozza magával a késztermékben. Segédanyag: nem kerül a termékbe, de szakszerű előállításához nélkülözhetetlen és a gyártás folyamán felhasználódnak. Elkerülhetetlenül maradékok jelenlétét, származékok keletkezését hozza magával a késztermékben. –pl: mosó- és fertőtlenítőszerek, csomagolóanyagok, víz

19 Csoportosítás I. 1. Élelmiszerbe kerülő mikroorganizmusok, mint adalékanyagok –Fajösszetétel szerint Tisztatenyészet Tisztatenyészet Keverékkultúra Keverékkultúra –Anyagcseretermék képzési helye szerint Endogén anyagcseretermékek – főleg szénhidrát metabolizmus termékei (szerves savak, etanol, CO 2, aromaanyagok) Endogén anyagcseretermékek – főleg szénhidrát metabolizmus termékei (szerves savak, etanol, CO 2, aromaanyagok) Exogén anyagcseretermékek – mikrobiális exoenzimek által képződő termékek (főleg zsír- és fejhérje-bomlástermékek, mint aromaanyagok) valamint exkrétumok (pl. poliszacharidok) Exogén anyagcseretermékek – mikrobiális exoenzimek által képződő termékek (főleg zsír- és fejhérje-bomlástermékek, mint aromaanyagok) valamint exkrétumok (pl. poliszacharidok) –Kultúra forgalomba hozatalának módja szerint

20 Különböző típusú kultúrák felhasználási módja kultúrázott tejtermékek előállítására Folyékony kultúra (Csíraszám min: 5 X 10 8 /g) Liofilezett kultúra (Csíraszám min: 10 9 /g) Koncentrált liofilezett és mélyfagyasztott kultúra (Csíraszám min: /g) Liofilezett DVS és mélyfagyasztott DVS kultúra (Csíraszám min: /g) Törzskultúra Anyakultúra Tömegkultúra Termékalapanyag Átoltás nélkül, közvetlenül a termékbe LABORBANLABORBAN ÜZEMBENÜZEMBEN

21 Csoportosítás II. 2. A mikroorganizmus meghatározott anyagcsereterméke kerül az élelmiszerbe –Adalékanyag – mikrobiális eredetű szerves savak, etanol, exopoliszacharidok –Segédanyagok – mikrobiális eredetű enzimek pl. tej megfosztása a laktóztól laktáz enzimmel pl. tej megfosztása a laktóztól laktáz enzimmel

22 Mikrobák - élelmiszerek ALKOHOL TEJTERMÉKEK PÉKÁRUK Húskészítmények

23 Tejtermékek előállításához alkalmazott mikroorganizmusok, ill. kultúrák „Savanyító kultúrák” = tejsavbaktérium tenyészetek „Savanyító kultúrák” = tejsavbaktérium tenyészetek „Érlelő kultúrák” „Érlelő kultúrák” –Propionsavbaktérium tenyészetek –Rúzstenyészet –Nemespenész-tenyészet

24 A savanyú tejszínkészítmények csoportosítása Savanyú tejkészítmények Zsírtartalom: 0,1-10% TermofilTejsavbaktériomokkal savanyított savanyított Hagyományos joghurt Pro- és prebiotikus joghúrt Mezofiltejsavbaktériumokkalsavanyított Aludttej Viili (nyúlós) Tejsavbaktériumokkal és élesztőkkel erjesztett KefirKumiszAcidofilin Lappföldi (nyúlós) aludtej

25 A natúr savanyú tejkészítmények gyártási folyamata

26 „Savanyító kultúrák” TermékMikroorganizmusMegjegyzés Aludttej, tejföl- és túró- féleségek, savanyú író, vaj, friss sajtok Vajkultúra: Lactococcus lactis subsp. lactis Lactococcus lactis subsp. cremoris Lactococcus lactis subsp. lactis var. diacetilactis Leuconostoc mesenteriodes subsp. dextranicum Leuconostoc mesenteriodes subsp. cremoris °C szaporodási optimum, Közepes mennyiségű tejsav- és a fokozott aroma- (acetoin, diacetil) termelés Kefír Kefír kultúra Lactococcus lactis subsp. lactis Lactococcus lactis subsp. cremoris Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus brevis Lactobacillus caucasicus Torula kefir Saccharomyces fragilis és más alkoholképző élesztők °C, hőmérséklettel irányítható a mikrobakomponensek mennyisége és aránya, ennek következtében anyagcsere-termékeik (pl. a tejsav, alkohol, szén-dioxid, aromaanyagok) képzése is. mezofil kultúrák

27 „Savanyító kultúrák” mezofil kultúrák Speciális termék Mikroorganizmus Meg- jegyzés Kumisz Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus acidophilus Saccharomyces lactis Laktózerjesztő élesztők (Kluyveromyces marxianus) Acidofilus- élesztős tej Lactobacillus acidophilus Saccharomyces lactis Acidofilin Lactobacillus acidophilus Lactococcus lactis subsp. lactis kefírkultúra Nyúlós tej és tejföl Vajkultúra Lactococcus lactis subsp. lactis var. longi Lappföldi (nyúlós) aludtej Lactococcus lactis subsp. lactis var. taette laktózerjesztő élesztők, penészek

28 „Savanyító kultúrák” termofil kultúrák TermékMikroorganizmusMegjegyzés Sajtok Lactobacillus helveticus Lactobacillus casei Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Savtermelők, intezívebbek, mint a Lactococcus °C Joghurt + Feta sajt Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus °C Acetaldehid termelés Bifidusz tej „Lactobacillus bifidus” – Bifidobacterium bifidum Bifighurt „Lactobacillus bifidus” – Bifidobacterium bifidum Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Biogard „Lactobacillus bifidus” – Bifidobacterium bifidum Lactobacillus acidophilus Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Bioghurt Lactobacillus acidophilus Streptococcus salivarius subsp. thermophilus

29 „Érlelő kultúrák” TermékMikroorganizmusMegjegyzés Kemény sajt (ementáli, nálunk Pannónia) Propionsavbaktérium- kultúra: Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii Propionibacterium freudenreichii Hőkezelt tej esetén tisztatenyészete szükséges CO 2 lyukacsos a sajt +Propionsav, ecetsav sajtíz A sajttejbe, vagy formázás előtt az alvadékba öntik. Rúzskultúra Rúzskultúra (sárgásvörös bevonat): Brevibacterium linens Sajtok felületén az ajakrúzshoz színéhez hasonló bevonatot képez. (Pálpusztai) Intenzív fehérjebontó „Nemespenész” sajtok pl. Roquefort pl. Camembert Penicillium roqueforti Penicillium caseicolum (fehér), régebben P. camemberti (kékes színű) Néhány törzsét toxintermelőnek találták minősítés: génszinten toxinmentes, Aerob átszúrják a sajtot Első sorban zsírbontó Aerob tulajdonság sajt felületén nő, Intenzív fehérjebontással, speciális aromaaanyagok termelésével

30 Penicillium roqueforti ÍZ- és AROMAANYAGOK FEHÉRJEBONTÁS

31 Húskészítmények előállításához alkalmazott mikroorganizmusok, ill. kultúrák Starter kultúra: érés gyorsítása, szín- ízkialakítása Starter kultúra: érés gyorsítása, szín- ízkialakítása Felületi érlelő kultúrák Felületi érlelő kultúrák TermékMikroorganizmusMegjegyzés Bélbe töltött, szárított húskészítmények -nyerskolbász (gyors érlelés) -szárazáruk (lassú érlelés) Lactobacillus plantarum Lactobacillus brevis Lactobacillus pentosus Lactobacillus curvatus Pediococcus acidilactici Pediococcus pentosaceus Micrococcus lactis Micrococcus aurantiacus Staphylococcus carnosus Staphylococcus xylosus tejsavtermelők pH, növelik a vízleadást, szaporodásuk során kitöltik a szabad vízteret gátolják a nemkívánatos flóra elszaporodását Homofermentatív tejsavbaktériumok előnyben 99%-ban tejsavat állít elő Heterofermentatív: CO 2, tejsav, ecetsav, propionsav aromatermelők aromatermelők proteolitikus, lipolitikus aktivitás folytán illó aminokat, rövid szénláncú zsírsavakat hoznak létre TermékMikroorganizmusMegjegyzés Penészbevonatos szárított húskészítmények pl.: téliszalámi Penicillium nalgivensis Penicillium candidum Az üzemekben házikultúra alakul ki. TOXIN!!! A téliszalámit napig érlelik.

32 Egyéb fermentált élelmiszerek előállításához alkalmazott mikroorganizmusok, ill. kultúrák Alkoholos erjedés mikroorganizmusai Alkoholos erjedés mikroorganizmusai Szerves savakat képző mikroorganizmusok Szerves savakat képző mikroorganizmusok TermékMikroorganizmusMegjegyzés Sör Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces carlsbergensis Bor, pezsgő Saccharomyces cerevisiae- fajélesztők Vadélesztők (Hanseniospora, Candida, Pichia) alkoholtűrése gyenge Etanol Saccharomyces cerevisiae Kenyér Szárított és sűrített élesztő (60 kg liszthez 1 kg élesztő kell), légzéskor CO 2 TermékMikroorganizmusMegjegyzés5-keto-glukonsav Acetobacter suboxidans L-borkősav 2-keto-glukonsav Serratia marcescens izoaszkorbinsav Savanyú káposzta, kovászos uborka, olajbogyó Lactobacillus plantarum, élesztők Tejsavas erjedés

33 Az alkoholos fermentáció forró vitákat váltott ki a 19.sz-ban, ami nem nélkülözte az iróniát sem. Ezt a rendkívül elfoglalt dolgozó élesztőket ábrázoló képet Friedrich Wöhler és Justus Liebig publikálták a J. Annalen der Chemie-ben 1839-ben a következő szöveggel: „Amikor élesztőt szuszpendálsz cukoroldatban láthatod ezeket a kicsiny állatkákat, amelyek az orrmányukkal szívják fel a cukrot az oldatból. A cukor metabolizálódik és kiválasztódik a belekből mint alkohol és a húgyszervekből mint karbonsav”.

34 ALKOHOL Saccharomyces cerevisiae borélesztő

35 A bor erjedésének szabályozása Kéndioxidos kezelés Kéndioxidos kezelés Hőmérséklet Hőmérséklet Fajélesztők használata Fajélesztők használata Vörösboroknál biológiai almasavbontás Vörösboroknál biológiai almasavbontás Borok tovább alakítása sherri-jellegű borok pezsgőgyártás

36 Pezsgőgyártás Alapbor készítés Alapbor készítés Palackokba töltik Palackokba töltik Az üvegek majdnem vízszintesen fekszenek a rázóállványon, majd függőlegesen állnak (seprő az üvegnyakba) Az üvegek majdnem vízszintesen fekszenek a rázóállványon, majd függőlegesen állnak (seprő az üvegnyakba) Az üvegeket fejjel lefelé kosárba rakják Az üvegeket fejjel lefelé kosárba rakják Nyakukat fagyasztókádba merítik Nyakukat fagyasztókádba merítik Seprőtlenítik (degorzsálják) Seprőtlenítik (degorzsálják) Likőrt adnak hozzá Likőrt adnak hozzá Dugaszolják Dugaszolják

37 Monument Blau Mezopotámia: URUK SÖRFŐZÉS ÉS SÖRÁLDOZAT NIN-HARRA ISTENNŐNEK

38 árpa malátázás Enzimes hidrolízis komlózás fermentáció élesztő érlelés Pasztőrözés, szűrés c kiszerelés SÖRFŐZÉS komló élesztő

39 Penészgombák TermékMikroorganizmusMegjegyzés Cereáz enzim Aspergillus fajok Elcukrosítja a keményítőt a sütőipar számára. „Nemespenész” sajtok Penicillium roqueforti Penicillium caseicolum Penészbevonatos szárított húskészítmények pl.: téliszalámi Penicillium nalgivensis Penicillium candidum antibiotikumok Penicillium fajok Szőlőszemek „nemes rothadása” Botrytis fajok Citromsav Aspergillus niger, Aspergillus wentii Ecetsav Acetobecter aceti, A. pasteurianus

40 Mikrobiális anyagcseretermékek és élelmiszeripari felhasználásuk A mikroorganizmus meghatározott anyagcsereterméke kerül az élelmiszerbe (a termelő mikróba nem). A mikroorganizmus meghatározott anyagcsereterméke kerül az élelmiszerbe (a termelő mikróba nem). BIOTECHNOLÓGIA: három tudomány (mikrobiológia, kémia és műszaki ismeretek) integrálása annak céljából, hogy a mikro- (és makro-) szervezeteket ipari célra hasznosítsák. BIOTECHNOLÓGIA: három tudomány (mikrobiológia, kémia és műszaki ismeretek) integrálása annak céljából, hogy a mikro- (és makro-) szervezeteket ipari célra hasznosítsák. A technológiai eljárás főbb szakaszai: A technológiai eljárás főbb szakaszai: –Mikroorganizmus kiválasztás –Táptalaj kifejlesztése –Eljárás kifejlesztése –Léptéknövelés, üzemesítés –Termék feldolgozása

41 Táptalaj Nyersanyagai: táptalajok, melyeket a mikroorganizmusok tenyésztésére használnak, mindazokat az anyagokat felvehető és felhasználható formában kell tartalmazniuk, amelyeket a sejt saját anyagainak felépítéséhez és az anyagcseretermékek előállításához szükségesek C-források (szénhidrátok) - tiszta glükóz, szacharóz C-források (szénhidrátok) - tiszta glükóz, szacharóz - melaszok, malátakivonat, keményítő, dextrin, cellulóz, metanol, etanol N-források - ammóniumsók, karbamid, ammónia N-források - ammóniumsók, karbamid, ammónia - élesztőkivonat, peptonok, (hús, kazein, szója), szójaliszt

42 Fermentációs technológia 1. Fermentációs technika: mikroorganizmusok tenyésztése optimális körülmények között és metabolitok előállítása mikroorganizmusokkal vagy azok sejtalkotórészeivel Szakaszos (Batch-) fermentáció (lag-, log-, stacioner-, elhalási-fázis Szakaszos (Batch-) fermentáció (lag-, log-, stacioner-, elhalási-fázis Folyamatos fermentáció (kemosztát vagy turbidosztátként, csőreaktor) Folyamatos fermentáció (kemosztát vagy turbidosztátként, csőreaktor) 2. Feldolgozástechnika: biológiai termékek kivonása (extrakciója) és tisztítása. Az egész sejtet használjuk fel (SCP) Az egész sejtet használjuk fel (SCP) Intracellulárisan (nukleinsavak, vitaminok, enzimek, egyes antibiotikumok) Intracellulárisan (nukleinsavak, vitaminok, enzimek, egyes antibiotikumok) Extracellulárisan (aminosavak, citromsav, alkohol, enzimek) Extracellulárisan (aminosavak, citromsav, alkohol, enzimek) Sejtekből és a tenyészszűrletből is kivonhatók (pl.: B12 vitamin) Sejtekből és a tenyészszűrletből is kivonhatók (pl.: B12 vitamin)

43 Fermentor Kutató fermentor Kutató fermentor Ipari fermentor keresztmetszete

44 Adalékanyag I. mikrobiális eredetű szerves savak, etanol, exopoliszacharidok 1.1 ETANOL 1.1 ETANOL –felső erjesztésű élesztőtörzsek, mint Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces cerevisiae, Klyveromyces fragilis törzsek Klyveromyces fragilis törzsek –2 lépcsős (Batch) fermentáció: Aerobbiomassza Aerobbiomassza Anaerobetanol Anaerobetanol 12 órán belül a Saccharomyces 10-20g szárazanyag/l tápoldat mennyisége mellett 10% etanolt termel. (kihozatal melasznál közel 90%) –Folyamatos fermentáció Cukor korlátozás (<1g/l) és mikroaerofil környezet Cukor korlátozás (<1g/l) és mikroaerofil környezet –Végtermékgátlás: 5-10% alkoholkiküszöbölés Szénhidrát mennyiségének korlátozása Szénhidrát mennyiségének korlátozása Etanol elvonás Etanol elvonás

45 Adalékanyag II. 1.2.SZERVES SAVAK A tikarbonsavciklusban szereplő minden sav előállítható mikrobiológiai úton. Konkurenciát jelentenek a kémiai eljárások Citromsav ital és élelmiszeriparban ízesítő és konzerváló anyag (gyümölcslevek, -lésűrítmények, bonbonok, jégkrémek, lekvárok ízesítése, konzerválása primer anyagcseretermékszénhidrát tartalmú közegben Aspergillus niger, A. wentii Ipari eljárások:- felületi eljárások (20% 8-14 nap) - szubmersz eljárások (80% 8 nap) Tejsav első szerves sav fermentáció az 1880-as években, ma elsősorban kémiai úton állítják elő.

46 Adalékanyag III Ecetsav alkohol tartalmú anyagokból befejezetlen oxidáció révén (nem erjedés) Termelő törzsek –Túloxidálók (etanol-ecetsav-CO 2 és víz) Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. peroxidans Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. peroxidans –Nem képes az ecetet tovább metabolizálni: Gluconobacter oxydans, Gluconobacter oxydans, Az oxidációval 1 mol etanolból 1 mol ecetsav, valamint minden mol ecetsavra számítva 6 ATP képződik a légzési láncban. Optimális növekedéshez= ecetsav + etanol (>0,2 %) + oxigén kell! Termelés % ecetsav Ipari eljárások:- felületi eljárások (tartályos-bükkfaforgács, kihozatal 90%) - szubmersz eljárások (kihozatal 98%-os)

47 Adalékanyag IV. 1.3.EXTRACELLULÁRIS POLISZACHARIDOK élelmiszerek, gyógyszerek és ipari termékek besűrítésére és stabilizálására, konzerválására használják. Xantán Xanthomonas campestris állítja elő aerob körülmények között. Xanthomonas campestris állítja elő aerob körülmények között. Italok, ömlesztett sajt, habtejszín, instant puding, emulzió-stabilizáló Italok, ömlesztett sajt, habtejszín, instant puding, emulzió-stabilizálóAlginát Pseudomonas aeruginosa, Azotobacter vinelandii Pseudomonas aeruginosa, Azotobacter vinelandii Jégkrémek, instant puding, krémek Jégkrémek, instant puding, krémekKurdlán Alcaligenes faecalis var. Myxogenes Alcaligenes faecalis var. Myxogenes Puding gélesítő, nem szívódik fel kalóriaszegény Puding gélesítő, nem szívódik fel kalóriaszegényDextrán Leuconostoc mesenteroides, Acetobacter és Streptococcus spp. Leuconostoc mesenteroides, Acetobacter és Streptococcus spp. Vizes oldatok vizkozitásának növelése Vizes oldatok vizkozitásának növelése

48 Segédanyagok mikrobiális eredetű enzimek Amilázok: –Keményítő hidrolízise: dextrán, maltóz, glükóz –Bacillus, Aspergillus, Streptomyces és más fajok jelentősek Proteázok: (savanyú proteáz) rennet v. oltó enzim (rennin, chymáz, chymozin-borjúgyomorból kivonva) –Mucor pusillus, Endothia parasitica, Mucor miehei Pektinázok: legalább 6 enzim –Aspergillus niger, A.wentii –Gyümölcslé tisztítás, viszkozitás csökkentés Laktáz (  -galaktozidáz) –tej megfosztása a laktóztól laktáz enzimmel (laktózmentes tejtermékek a laktóz-intoleranciával küzdőknek) –Aspergillus oryzae, A. niger –Kluyveromyces lactis, K. fragilis, Torula cremoris

49 A minőség dimenziói élelmiszereknél A minőség-dimenzió megnevezése alakító terméktulajdonságai szerepe Garanciális (alapvető, statikus) minőség Mikrobiológiai-higiéniai jellemzők, Mikrobiológiai-higiéniai jellemzők, Idegenanyag-tartalom, Idegenanyag-tartalom, Kémiai összetétel, Kémiai összetétel, Fizikai jellemzők, Fizikai jellemzők, Érzékszervi jellemzők (külső, íz, állomány, szag, szín) Érzékszervi jellemzők (külső, íz, állomány, szag, szín) Élelmiszer biztonságos fogyasztása = élelmiszerbiztonság (Food Safety) Élelmiszer biztonságos fogyasztása = élelmiszerbiztonság (Food Safety) Törvényes forgalmazhatóság alapja Törvényes forgalmazhatóság alapja „belépőjegy a nagy piaci arénába” „belépőjegy a nagy piaci arénába” Funkcionális (dinamikus) minőség Használati érték (előny) Használati érték (előny) Táplálkozási (fogyasztási) érték (előny) Táplálkozási (fogyasztási) érték (előny) Fogyasztók megelégedettségének javítása Fogyasztók megelégedettségének javítása Egészségmegőrzés, betegségmegelőzés Egészségmegőrzés, betegségmegelőzés Összességében piaci előny szerzése, biztosítása Összességében piaci előny szerzése, biztosítása


Letölteni ppt "Hasznos ill. az élelmiszerelőállítás során alkalmazott mikroorganizmusok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések