Toidu fermentatsioon: Mikroorganismide roll. (1)

Toidu fermentatsioon:
Mikroorganismide roll toiduainete
tootmisel ja säilitamisel
Olga Grygorieva
092990 KATM
1. Sissejuhatus
Sisukord
2. Olulised osad toiduainete käärimises
3. Piimhappebakterite metaboolne aktiivsus
4. Antibioosi mehhanism piimhappebakterite kaudu
4.1. Orgaanilised happed, atseetaldehüüd ja etanool
4.2. Vesinikperoksiid
4.3. Süsinikdioksiid
4.4. Diatsetüül
4.5. Reuterin
4.6. Bakteritsiinid
4.6.1. I klass Bakteritsiinid
4.6.2. II klass Bakteritsiinid
4.6.3 Muud Bakteritsiinid
Sisukord
5. Aspektid, mis tuleb üle vaadata bakteritsiini kultuuride kasutamises
toidu fermenteerimisel
6. Hapendatud toidud
7.1. Piimatooted
7.2. Lihatooted
7.3. Taimsed tooted
7. Traditsioonilised fermenteeritud toidud
8.1. Aafrika
8.2. India
8.3 Indoneesia
8.4. Idamaad
8. Kokkuvõtte
Sissejuhatus
· Toidu säilitamine fermenteerimise kaudu on ammu tuntud
ja laialt kasutatav tehnoloogia.
· Fermentatsioon tagab pikemat toidu säilivusaega
· Mikrobioloogilist ohutust ,
· Mõned toidud rohkem seeditavad ,
· Alandab substraadi toksilisust.
· See artikkel näitab meile:
1. Piimhappebakterite rolli paljudes
fermenteerimisprotsessides
2. Antibioosi mehhanisme, pöörates tähelepanu
bakteritsiinide poole
3. Annab lühikirjeldust mõnedest olulisetest kääritatud
toodetest erinevates riikides.
Sissejuhatus
· Originaalne ja esialgne fermenteerimise
põhjus oli säilivuse tagamine.
· Praegu, uute tehnoloogia kasutamisel
fermenteerimise eesmärgiks on saanud
mitte ainult säilitamine.
· Paljud fermenteeritud toidud omavad
unikaalse aroomi , maitset ja teksuuri
Olulised osad toiduainete
käärimises
· Baseerub süsivesikute ja nende derivaatide
oksüdeerimisel,
· Lõpp-produktid on happed, alkohol ja
süsinikdioksiidid
· Paljudes fermenteerimisprotsessides kasutatakse
piimhappebakterid.
· Piimhappebakterite käärimise lõpp-produktid
omavad mitte ainult head säilivust, vaid ka
omapärast maitset, tekstuuri ja aroomi.
· Toidu toksilisus võiks ka alaneda fermentatsiooni
abil , Nagu marineeritud ingveri tootmisel (GARI)
Piimhappebakterite metaboolne
aktiivsus
· Mesofiilid
· Võivad kasvada 4.0-4.5 pH juures,
· Tüved vajavad kasvamiseks aminohappeid ja B vitamiini.
· Kõik piimhappebakterid toodavad piimhappet heksoosidest. Energiat
nad saavad substraadi tasemel fosforüülimise kaudu
· Piimhappe L(+) või D(-) .
· Näiteks Lb. bavaricus L (+) Saksamaal kasutatakse hapukapsa
tootmises
· Peab teadma, et D(-) piimhappe ei metaboliseerita inimestel ja seda ei
tohi kasutada lapse ja noorte ratsioonis.
· Homofermentatiivsed ja heterofermentatiivsed
· Homofermentatiivsed : Pediococcus,Streptococcus, Lactococcus ja
mõned Lactobacillused toodavad piimhappet olulisena lõpp-
pruduktina glükoosi fermenteerimisel.
· Heterofermentatiivsed : Weisella ja perekonda Leuconostoc ja mõned
piimhappebakterid toodavad võrdseid koguseid laktaati, CO2 ja
etanooli glükoosist .
Antibioosi mehhanism
piimhappebakterite abil
· Antibioos ­ organismide, mikroobide suhe, mille
puhul üks liik mõjub teisele pärssivalt eritiste või
laguainete vahendusel. Laiemas, vähem
kasutatavas tähenduses on antibioos sama mis
antagonism.
· Spetsiifilised antimikroobsed mehhanismid, mis
kasutavad piimhappebakterid toidu bioloogilistel
säilivusel sisaldavad orgaaniliste hapete,
vesinikperoksiidi, süsinikdioksiidi, diatsetüüli,
reuterini ja bakteritsiinide tootmist.
· Need faktori mängivad suurt rolli mikroobidega
võitlemas.
Orgaanilised happed,
atseetaldehüüd ja ethanol
· Orgaaniliste hapete otsene antimikroobne effekt
on tingitud piimhappetest, äädikhappetest ja
propioonhappetest, mis võivad olla toodetud
piimhape bakteriaalsel fermenteerimisel.
· Äädikhape on rohkem pärssiv kui piimhappe
ja võib takistada pärmseened, hallitusseened ja
bakterid
· Propioonhape pärsib seened ja bakterid
· Atsetaaladehüüdi ja etanooli mõju antibioosile
on minimaalne.
Vesinikperoksiid
· Vesinikperoksiid võiks olla inhibiitoriks mõnedele
mikroorganismidele.
· Inhibeerimine on võimalik tänu tugevale
oksüdeeruvale effektile membraani lipiididele ja
raku valgudele.
· Vesinikperoksiid võiks ka aktiveeruda
laktoperoksidaasi.
· Laktoperoksüdaas on peroksüdaas
ensüüm mis asub toores piimas.
· See ensüüm omab antimikrobiaalseid ja
antioksüdantseid omadusi!!!
Süsinikdioksiid
· Süsinikdioksiid,võib otseselt tekkida
anaeroobsed tingimused ja on toksiline
mõnedele aeroobsetele
mikroorganismidele tänu oma omadustele
alandada nii sisene kui ka väline pH
Diatsetüül
· Diatsetüül on tsitraati ainevahetuse
produkt
· Vastutab võide ja mõnede teiste
fermenteeritud piima produktide aroomi ja
maitse eest
· Paljud piimhappebakterid, nagu
Leuconostoc, Lactococcus, Pediococcus
ja Lactobacillus tüved võivad toota
diatsetüüli
Reuterin
· Reuterin omab antimikrobiaalset spektrit,
mis tapab mitte ainult viirused, seened ,
vaid ka protozoa ja bakterid. Selle
aktiivsus on tingitud ribonukleotiid
reduktaasist.
Bakteritsiinid
· Bakteritsiinid on mikroobe tootvad ained, mis
pärsivad (sageli geneetiliselt seotud) bakterite
kasvu
· Paljud bakteritsiinid on aktiivsed madalatel pH-del
ja on tõendeid, et bakteritsiidsed tüved saab
kergesti isoleerida värsketest ja hapendatust
toiduainetest
· Tüved võivad toota rohkem kui üks bakteritsiin
· Bakteritsiinide eelis tavaliste antibiootikute ees on
seedetrakti ensüümide võimalus neid hävitada
I klassi Bakteritsiinid
· Selle klassi bakteritsiinid sisaldavad
muudetud aminohappeid
· Kõige ulatuslikult iseloomustatud nendest
on NISIIN.
· See omab GRAS (Generally Recognised
as Safe) staatusi ja teda saab kasutada
otseselt inimeste toidu koostisosana.
Nisiin
· E234 - Nisiin
· Kasutusala:
Sulatatud juustud, kõvad ja poolkõvad
juustud.
· Omadused:
Säilitusained, mõju antibiootiline.
Pinnatöötlusaine.
· Kõrvalmõjud:
Pole teada.
II klassi Bakteritsiinid
· See grupp koosneb pediotsiini-laadsetest
bakteritsiinidest koos antilisterialse
aktiivsusega.Pediotsiinid on toodetud
Pediococcus spp.
· Nad ei ole väga effektiivsed spooride vastu, vaid
nad on rohkem effektiivsemad kui nisiin mõnedel
toidu süsteemidel, nagu LIHA.
· Pediococci on oluline starter kultuur, mis
kasutatakse ameerikapärase liha
fermenteerimisel ja veel need on väga olulised
paljude köögiviljade fermenteerimisel.
Muud bakteritsiinid
· Näiteks Lactobacillus sake.
· Biokaitsev kultuur fermenteeriud liha
produktides
Aspektid, mis tuleb üle vaadata
bakteritsiini kultuuride kasutamises
toidu fermenteerimisel
· Rohkem kui ühe bakteritsiini kasutamine -
kontrollitud.
· Membraan peab olema uuritud.
· Membraan peab olema resistentne teistele
antimikroobsetele agentidele.
· Nisiin on ainulande bakteritsiin GRAS´i staatusega
· Nisiini saab kasutada spetsiifilistes toidudes.Ta on
ebatoksiline ja ebaallergeenne.
· Teised bakteritsiinid, ilma GRAS´i staatuseta
nõuavad uuringuid
Hapendatud toidud
· Fermenteeritud toidud -ratsioonide osa.
· Peamised substraadid -piim, liha, kurgid ja
kapsas.
· On olemas üle 400 sordi juustu 20
erinevat liigist
· Väga lai valik:
· Jogurtid ja hapendatud piimajookid,
fermenteeritud vorstid, marineeritud ja
hapukapsas
Piimatooted
· Piimhappekäärimine - juustu tootmises
· Kasutatakse L. lactis , L. cremoris või Streptococcus
thermophilus, Lb. helveticus, ja Lb. delhiieckii subsp.
bulgaricus,
· Sekundaarne nikrofloora -parem tekstuur (näiteks Sweitsi
juustus ­Propionibacterium)
· Parem maitse (näiteks diatsetüüli abil)
· Hallitusseened, pärmseened ja bakterid v.a
piimhappebakterid -sekundaarne mikrofloora mõnedel
juustu sortidel
(nt Penicillium roqueforti sinihallitusjuustudes).
· Jogurti tootmises starter- kultuuri S. termofiilse ja
Lb.bulgaricus segu 1:1 suhtes.
· Keefiri alkoholisisaldus kuni 1%. Starter - L. Iakti ja Lb.
Delbrueckii subsp.
· Kumiss sarnane keefiriga, kasutab mära piima.Kuni 2%
alkoholi
Lihatooted
· Fermenteeritud vorstid ­ piimhappekäärimine
· Peenestatud liha segatud rasvaga, soolaga,
soolamislisanditega (nitraatide / nitritite),
suhkruga ja maitseainetega .
· Vorstid on traditsioonilised toiduaineid Kesk-ja
Lõuna-Euroopas.
· Valitsevad liigid vorsti piimhappekäärimisel on
psychrotrophic Lb. sake ja Lb. curvatus
· Enamikus Euroopa vorstidele lisatakse starter-
kultuuri mis koosneb piimhappebakteritest
(lactobacilli ja pediococci)-ja katalaaspositiivsest
cocci (Streptococcus carnosus, Micrococcus
varians).
Taimsed tooted
· On 21 erinevat kaubandus taimse kääritusviisi
Euroopas,
· Majanduslikult kõige olulisemad taimsed tooted
fermenteerimiseks on oliivid, kurk
(marineeritud) ja kapsas (hapukapsas, Korea
Kimchi)
· Lähtematerjalina kääritatud mahla jaoks
pastöriseeritakse meski või mahl ja lisatakse
lactobacilli starter-kultuurid (koos Lb. plantarum,
Lb. casei, Lb. acidophilus), L. lactis ja Lc.
mesenteroides.
Traditsioonilised fermenteeritud
toidud - Aafrika
· 'Gari', - manioki fermenteerimine ,
· säilivusaeg on 6 kuud.
· See ingver on igapäevane Lääne Aafrika inimeste toit.
· 'Ogi' on hea pastataoline hapu toit,
· Nigeerias,
· teravilja fermentatsiooni resultaat.
· Seda süüakse hommikusöögina ja see on väga oluline
imikute jaoks ka..
· Fermentatsioon on tagatud piimhape ja äädikhappe
bakterite tänul , eriti Lb. plantarum
India
· "Idli' aurutatud kook riisist
· Indias
· Piimhappebakterid Lc. mesenteroides, Lb.
deIbrneckii, P. cerevisiae, E. faecal ja L. lactis
vastavad pH taseme eest ja võivad surendada
tiamiini ja riboflaviini kogust
· 'Nan' - lame leib, keskel taskuga ,
· Praegu valmistatakse kõikjal pool maailmas.
· Mikroorganismideks kasutatakse
Saccharomyces pärmid ja piimhappebakter, eriti
Lactobacillus tüvesid.
Indoneesia
· "Tempe kedele" arenenud Indoneesias
sojaubade kääritamisel .
· Sojaoad kõigepealt leotatakse vees,
tavaliselt üleöö toatemperatuuril, ja need
on siis osaliselt keedetud ja nakatatud
hallitusseentega perekonnast Rhizopus
Oncom (Ontjom)
Idamaad
· Sojakaste (või shoyu) maitseainena
kasutatakse laialdaselt
toiduvalmistamiseks
· On olemas viis tüüpi sojakastet, oma
maitsega, lõhnaga
· Selle fermenteerimiseks kasutatakse
P. halophilus, Lb. delbrueckii, Z. rouxii ja
Torulopsis tüvesid
Kokkuvõtte
Inimesed kasutasid fermenteerimise
protsessi ammu (6000 tuhat aastat e.k.) ja
kasutatakse siiamani, kuna see on väga
mugav toidu säilitamiseks ja toidu
maitseomaduste parandamiseks.
Aitäh Kuulamast!
Küsimusi?