7_fermentatia lactica (1).ppt
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
1/28
FERMENTAȚIALACTICĂ
în industria alimentară
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
2/28
Produse lactate fermentate
Produsele lactate fermentate reprezintă, fără îndoială cele mai vechi produse alimentare
ob inute cu ajutorul microorganismelor (bacterii lactice endogene).ț
Bacteriile lactice fiind saccharolitice i fermentative, sunt ideale pentru a se dezvolta înșlapte, înlăturând alte microorganisme concurente atât datorită afinită ii lor mari fa ă deț țlactoză, cât i a acidulării mediului, care devine, astfel, inospitalier pentru alte specii.ș
intre produsele lactate fermentate cel mai consumat produs este iaurtul.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
3/28
Printre factorii care au contribuit la cre terea consumului de iaurt seșnumără efectul nutri ional beneficț al culturilor starter specifice( Streptococcus thermophilus iș Lactobacillus delbrueckii , subsp.bulgaricus, care contribuie la buna func ionare a tractuluițgastrointestinal), dar i a altor microorganisme adăugate în iaurt,șcunoscute sub denumirea de probiotice.
!ermenul de " probiotic” # utilizat din $%&' se referă la factori
promotori de cre tere produ i de microorganisme (în opozi ie cuș ș țantibioticele).
n 1989 Fuller define te probioticele ca "ș suplimente alimentaremicrobiene vii, care ac ionează benefic asupra organismului gazdă prinț
reglarea florei intestinale.
Definitia OMS* "microorganisme vii, care administrate în cantită ițadecvate conferă beneficii de sănătate organismului gazdă.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
4/28
Efecte benece de sănătate conferite debacteriile probiotice +eglarea florei intestinale +educerea inciden elor infec iilor gastro#intestinale, urinareț ț iminuarea intoleran ei la lactozăț +educ inciden a bolilor diareiceț +educerea colesterolului din sânge -nticarcinogene i antitumorale.ș
Lactobacillus acidophilus Lactobacillus reuteri
Lactobacillus casei Lactobacillus rhamnosus
Lactobacillus fermentum Bidobacterium longum
Lactobacillus plantarum Bidobacterium breve
Bacterii probiotice din iaurt sau alte produsealimentare
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
5/28
Prebioticele sunt ingrediente alimentare, nedigerabile, care ac ioneazăț benefic asupra organismului gazdă prin stimularea selectivă acre terii sau i activită ii unuia sau a unui număr limitat de bacteriiș ș țdin colon. /u alte cuvinte, conduc la cre terea popula iei deș țmicroorganisme benefice, cum ar fi lactobacilii sau bifidobacteriile,în detrimentul altor specii.
Prebioticele sunt carbohidra iț care nu sunt digera i în stomac iț șintestinul sub ire, ajungând în colon, unde sunt metaboliza i selectivț ț
de anumite componente ale microflorei.
0ajoritatea prebioticelor utilizate comercial sunt poli# sauoligozaharide, care derivă din materialul vegetal, sau sunt sintetizatedin dizaharide naturale precursoare.
12emple* fructo#oligozaharide (e2. nulina) sau galacto#oligozaharidele.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
6/28
Fructo-oligozaharide;
ex. inulina
Galacto-oligozaharide
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
7/28
+olul bacteriilor lactice în ob inerea produselor lactate fermentate estețde a transforma lactoza în acid lactic, provocând acidulareamediului, atingând punctul izoelectric al cazeinei (p345,&), provocând coagularea acestuia i ob inerea de coagul. -lături deș ț
acidul lactic se ob in cantită i mici de acetaldehidă, diacetil, acidț țacetic i alcool etilic, care contribuie la definitivarea aromeișspecifice produsului. Cultura starter poate produce i alti compu i,ș șcare să contribuie la atingerea unor proprietă i specifice produsuluiț(viscozitate, consisten ă, te2tură).ț
Principala problemă în fabricarea produselor lactate fermentate, înspecial a iaurtului, este apari ia fenomenului deț sinereză 6 separareaapei de laptele coagulat. Pentru evitarea acestui fenomen, producătorii parcurg cateva etape în scopul cre terii capacită ii deș țlegare a apei de către amestecul de lapte i anume*ș
$. cre terea con inutului de solideș ț , fie prin adaos de lapte praf fie delapte concentrat7. încălzire peste temperatura de pasteurizare obi nuităș în vederea
denaturării proteinelor din zer8. încorporarea de agen i de stabilizare i îngro areț ș ș .
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
8/28
Selectarea tulpinilor de microorganisme utilizate la ob inerea culturilor starterțtrebuie să se facă inând cont de câteva cerin e generale, dar i specifice,ț ț ș printre care*
crestere rapidă i viguroasă pentru a realiza acidularea mediului la valoareaș
dorită în 5 # & ore rezisten ă la bacteriofagiț producere de arome specifice, fără o acidulare e2cesivă sau aromă amăruie să conducă la ob inerea unui produs cu consisten ă i te2tură corespunzătoareț ț ș să nu conducă la fenomenul de sinereză
să fie tolerante la condi iile de depozitare (înghe are, liofilizare) cu men inereaț ț țviabilită ii i evitarea unei etape de lag de lungă durată.ț ș/ele mai utilizate tulpini utilizate la fabricarea iaurtului sunt* Streptococcus
thermophilus i,ș Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus , ambelemicroorganisme fiind homofermentative.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
9/28
Schema blocde fabricare aiaurtuluiTratamentul termic serealizează timp mai îndelungat ișla o temperatură superioară pasteurizării laptelui, satisfacândnu numai condi ia deț pasteurizare, provocând
distrugerea atât a bacteriiletermorezistente cât i a sporiilorșacestora cât si determinădenaturarea proteinelor din zer(9#lactalbumina si :#
lactoglobulina) aminoaciziirezulta i având o capacitatețsporită de re inere a apei prințlegături de hidrogen.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
10/28
Fermentația lactică în fabricarea brânzeturilor
;-< (;ood and -griculture
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
11/28
Consumul anual de branză,g!persoană
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
12/28
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
13/28
"utrienții importanți din
brânză, !#$$gSortiment Conț. caloric,
kcalProteine,
gGrăsimi,
g
Ca,
mg
Vit. A,mg
Vit. B2,
mg
Cedar 410 25 33 800 310 0.5
Camembert 300 20 25 150 150 0.4
Brânza devacă
5 14 4 !0 32 0.3
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
14/28
Clasicarea brânzeturilor %
funcție de&
tipul de lapte* # vacă, oaie, capră, bivoli ăț conținutul de grăsime*# slabe ($>= s.u.)# semigrase (min. 7>= s.u.)# grase (min. 5>= s.u.)# foarte grase (min. 5'= s.u.) consisten ăț * # moi, semitari, tari
procesul de fabricație* # proaspete, maturate (
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
15/28
'rincipalele etape în fabricareabranzeturilor
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
16/28
nainte de inoculare, materiei prime i se poate adăuga /a/l7, carefacilitează coagularea i @a@ 6 8>>/ 8> # 5' min, fie la $> #$7>/ $> # $7 h, sub agitare, prin adăugare de culturi pure de
bacterii lactice, specifice fiecărui sortiment, la care se pot adăugamicroorganisme adjuvante.
Coagularea se realizează cu enzime coagulante de origine animală saumicrobiană, la 7' # 8'>/ $' # %> min. ?e realizează în 7 etape*
faza enzimatică fără modificarea aspectului, când au loc reac ii dețhidroliză enzimatică a cazeinei, distrugând miceliile iș
faza neenzimatică, coagularea propriu#zisă, cu modificarea stăriicoloidale, rezultând o re ea de gel, a cărei formare este favorizată deț prezen a ionilor de /a (formare de paracazeinat de /a).ț
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
17/28
Prelucrarea cheagului se referă la reducerea dimensiunilor la ' # 8> mm, prin tăiere i mărun ire, pentru a favoriza eliminarea zerului, adicăș țfenomenul de sinereză.
1liminarea zerului, concentrarea proteinelor i grăsimilor are loc subșefectul combinat al unor procese biochimice, biologice i fizico#șchimice, multe având loc simultan, deseori având efecte comple2ereciproce. e e2. e2punerea cheagului la temperatura ridicata si p3scăzut intensifică sinereza, dar dacă temperatura este prea maremicroorganismele acidulante se inactivează, rezultând o sinereză slabă 6
calitate slabă a produsului finit. An p3 prea acid conduce la o pierderesemnificativă de minerale, în special /a, obtinându#se un produssfarâmicios. < eliminarea e2cesivă de zer din cheag este înso ită i deț șeliminarea de substan e dizolvate, se reduce cantitatea de lactoză,țsubstrat al culturilor starter, produsul ob inut fiind uscat i cu defecte deț șaromă.
Adăugarea de sare reduce acidularea, favorizând închegarea prinsolubilizare a proteinelor. ?area ac ionează i ca poten iator de aromă.ț ș ț
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
18/28
Modelarea presupune formarea pastei de brânza pentru produselesemitari, respectiv turnarea în forme de diferite sec iuni, pentruț
produsele tari. Presarea are drept scop îndepărtarea zerului rezidual i de control alș
te2turii. Maturarea reprezintă etapa de transformare a brânzei crude în produsfinit, prin modificare compozitiei chimice, aspectului, te2turii ișaromei, ca urmarea a activită ii enzimelor din lapte, a culturilorțstarter, a enzimelor de coagulare, a microflorei ce poate infectalaptele sau cheagul i a microorganismelor utilizate în fabricareaș
unor produse (drojdii, mucegaiuri). /uprinde trei etape*# prematurarea ( fermentare preliminară ) cand are loc acidularea(fermentatia lactică), degradarea incipientă a cazeinei, formareagăurior specifice- maturarea propriu-zisă fermenta ia principalăț ) când au loctransformări ale proteinelor i grasimilor iș ș
- maturarea finală , în care au loc reac ii biochimice cu viteză mică,țcu rol în definitivarea aromei specifice.0aturarea are loc la $' 6 7> >/ pentru produsele cu format mic si 7>
#7& >/ pentru cele cu format mare, iar definitivarea la $>#$5>/.
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
19/28
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
20/28
Fermentația lactică înconservarea legumelor egumele fermentate î i au originea în -sia i >> de ani, de unde au ajuns în 1uropa în anii $'>>.
-u constituit un component alimentar important nu numai datorită remarcabileiconservări, a te2turii i aromei produselor, ci i datorită proprietă ilor lorș ș țnutri ionale. /ele mai utilizate legume conservate prin fermenta ie sunt varza,ț țcastravetele i măslinele în masură mai mică se folosesc gogonele, ardeii,șmorcovii i alte legume specifice diferitelor zone geografice.ș
0ateria primă are un con inut ridicat de umiditate i redus de proteine i grăsimiț ș ș
(e2cep ie măslinele) dar con Cnut suficient de carbohidra i pentru a suportaț ț țfermenta ia lactică.ț
"eg#ma A$ă, % &i'rați C, % Proteine, % Grăsimi, %
Var(a 2)4 5)! 1 )
Castra*ete 5 2)3 1 )
+ăsline 8)80 2)4 1)2 12)14
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
21/28
!ehnologia de ob inere a legumelor fermentate se bazează pe acelea i principiiț șca în cazul altor produse alimentare de fermenta ie (lactate, carne), dețtransformare a hidra ilor de carbon în aciziț i ob inerea de produse cuș ț proprietă i organoleptice diferite.ț
iferen aț constă însă în faptul că fermenta ia nu se desfă oară sub ac iuneaț ș țunor culturi starter , ci se bazează pe microflora lactică naturală a produselor vegetale, care este e2trem de variată, incluzând specii homo# ișheterofermentative.
0aterialul vegetal con ine însă o microfloră comple2ă, ceea ceț impuneselectarea acelor condi iiț , factori care să faciliteze activitatea bacteriilorlactice i să fie ostile celorlalte speciiș .
-cesti factori se rezumă la prezen a săriiț , la temperatură propice iș condi iițanaerobe. Dn acest mediu, majoritatea microorganismelor nelactice vorcre te foarte încet (dacă supravie uiesc), în timp ce bacteriile lactice vorș ț produce, prin fermenta ie, acidularea mediului i eliminare de /
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
22/28
(icro)ora reprezentativă dinlegumeBacterii aerobe 5 # & log /;Ag
Pseudomonas Flaobaterium
!icrococcus
Staph"lococcus
#acillus
1nterobacterii 8 # 8.' log /;Ag
$nterococcus $nterobacter
%lebsiella
$scherichia
Bacterii lactice >.E # 5 log /;Ag Lactobacillus
Pediococcus
Streptococcus&etragenococcus
Leconostoc
rojdii si fungi >.8 # 5.& log /;Ag Fusarium
'scoch"ta
'spergillus Penicillium
hodotorula
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
23/28
'rincipalele bacterii lacticeimplicate în fermentația
legumelor +icroorganism Var(ă acră +#răt#ri -n saram#ră +ăslineLeuconostocmesenteroides
Leuconostocfallax
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus
brevis
Pediococcus pentosaceus
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
24/28
!ermenta iaț depinde de cre terea succesivă așmicroorganismelor prezente natural în materialulvegetal. Anele apar în fază incipientă de fermenta ie,ț jucând un rol particular, apoi dispar, în timp ce altespecii se dezvoltă mai târziu, ramânând în concentra iițde la medii la ridicate atât pe perioada fermenta iei cât iț șa postfermenta iei. ezvoltarea acestora din urma estețînsă legată de cele din fazele incipiente.
-ctivitatea microbiană începe o dată cu adăugareasaramurii. ni ial mediul este aerobț , dar datorită efectului
combinat al dislocuirii fizice a aerului, cu respira iațreziduală i consumul de o2igen de către celuleleșvegetale, treptat atmosfera va deveni anaerobă, oferind pu ine sanse de dezvoltare speciilor aerobe. Anele dintrețacestea sunt sensibile i la sare, reducând ansele deș șcre tere i supravie uire.ș ș ț
Dn condi iile de temperatură (7>#7'ț > /), unele speciifacultativ aerobe (1nterobacter, 1scherichia, 1rFinia) ișal i coliformi, pot supravie ui, dar doar pentru o perioadăț țscurtă de timp, atât datorită competi iei cu bacteriilețlactice cât i datorită acidulării mediului.ș
Fluxul tehnologicdeobținere a verzeimurate
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
25/28
Cresterea succesiva abacteriilor lactice în
fermentația verzei – modelidealizat
Dn fermentația verzei se distingurmătoarele faze*
# !aza heterolactică (faza
gazoasă), marcată de creșterea de Leuconostoc mesenteroides, microorganism aerotolerant șitolerant la sare, având o perioadăde lag scurtă și viteză mare decreștere. 0etabolizează
zaharurile heterofermentativ, producând acid lactic, acetic,/.>.G=) inhibă competitoriinelactici în favoarea bacteriilorlactice, iar producerea de /
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
26/28
!aza homolactică (negazoasă), in care se dezvolta alte bacterii lactice L. plantarum si breis, facultativ heterofermentative, metabolizând zaharurile pe diferite cai, provocând aproape dublarea aciditatii mediului, dominândfermentatia, chiar daca pot fi prezente si alte specii lactice.
n final aciditatea se apropie de $.&=, p34 5, conditii in care doar L. plantarum este capabil sa creasca. ;ermentatia se considera terminata in cca o luna,când aciditatea mediului se apropie de $.G= si p348.5 # 8.&.
n produsul finit predomina acidul lactic, dar sunt prezenti si alti metaboliti (acidacetic 6 >.8=, etanol 6 >.'=, cantitati mici de diacetil, acetaldehida,manitol), care contribuie la definirea aromei produsului. -cumularea de /
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
27/28
'rincipalele reactii biochimice
-
8/18/2019 7_Fermentatia lactica (1).ppt
28/28
Fermentatia muraturilor in
general, 'eci si a castra*etilor
'ec#rge 'i/erit 'e cea a *er(ei.
ormarea 'e C2 /iin' ne'orita,
se e*ita eta$a
etero/ermentati*a $rin #tili(area
#nor concentratii saline ri'icate
5 ) 8%, care inia cresterea
'e Leuconostoc , /ermentatiaomolactica /iin' 'eclansata 'e
Pediococcus s$ si Lactobacillus
plantarum.
Contin#t#l ri'icat 'e sare si
aci'itate a me'i#l#i $&64.5
inia cresterea coli/ormelor,
acteriilor nelactice si a altor
microorganisme.