FERMANTASYON VEFERMENTE GIDALAR

FERMANTASYON

• Mikrobiyolojik anlamda fermantasyonmikroorganizmalar tarafında havanın serbestoksijenini veya (NO3 (nitrat) ve SO4 (sülfat)gibi)inorganik inorganik bileşiklerde bulunan bağlıoksijeni kullanarak seri reaksiyonlar ile ürünbileşimindeki maddeleri yıkıma uğratılmasıdır.

MİKROORGANİZMALAR TARAFINDANGERÇEKLEŞTİRİLEN VE GIDALARDA

ÖNEMLİ OLAN FERMANTASYONREAKSİYONLARI

• Laktik asit fermantasyonu: şeker laktik asit bakterileritarafından anerobik koşullarda laktik asit ve diğer bazıürünlere dönüştürülür. Laktik asit bakterileri çeşitlifermente süt ürünleri, fermente sebzeler(turşular) vefermente et ürünlerinde (sucuk)ve marinat üretimindeyaygın olarak kullanılırlar.

• Alkol Fermantasyonu: Mayalar alkol fermantasyonundarol oynayan en önemli mikroorganizmalardır.Saccharomyces ellipsoideus alkol fermantasyonundaendüstriyel öneme sahip bir mayadır.

• Propionik asit fermantasyonu: Propionibacteriumcinsi bakteriler anaerobik koşullardakarbonhidratlardan yüksek oranda Propiyonik asit,asetik asit ve CO2 üretirler. Propiyonik asitbakterileri isviçre tipi büyük gözenekli peynirlerin(Emmental ve Gruyere) üretiminde rol oynar.

• Çeşitli bakteri ve küfler tarafından gerçekleştirilenfermantasyonlar: sirke üretiminde ve rokfor,kamembert gibi peynirler ile soya sosu gibi gıdalarbu fermantasyon tipine örnektir.

FERMANTASYONDA ROLOYNAYAN BAKTERİLER

Laktik asit bakterileri

Propiyonik asit bakterileri

Asetik asit bakterileri

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ• Laktik asit bakterileri çeşitli gıdalardaki faaliyetler

sonucu karbonhidratlardan laktik asit üretmeyeteneğine sahip mikroorganizmalardır. Bumikroorganizmalar cins ve tür özelliklerine bağlı olarakkarbonhidratlardan

• Laktik asit

• Asetik asit

• Karbondioksit

• Alkol

• Bazı tat ve aroma maddeleri üretebilmektedirler.

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ GLİKOZMETABOLİZMALARI SONUCUNDA

ÜRETTİKLERİ SON ÜRÜNE BAĞLI OLARAK

1- HOMOFERMANTATİF LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ :HEKSOZ ŞEKERİN FERMANTASYONU SONUCU

BİRİNCİL DERECEDE LAKTİK ASİT ÜRETEN TÜRLERE

2- HETEROFERMANTATİF LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ :METABOLİK FAALİYETLER SONUCUNDA

HEKSOZLARDAN LAKTİK ASİT , CO2 VE ETANOLÜRETEN LAKTİK ASİT BAKTERİLERİDİR. BU TÜRLER

ASETALDEHİT VE DİASETİL GİBİ TAT VE AROMAMADDELERİNİN ÜRETİMİ AÇISINDAN ÖNEMLİDİR.

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİNSINIFLANDIRILMASI

Geçmişte Laktik asit bakterilerinin sınıflandırılmasında

- Gram reaksiyonu

- Katalaz reaksiyonu

- Laktik asit konfigürasyonu

- Çeşitli karbonhidratları fermente edebilmeyetenekleri gibi

ŞU ANA KADAR TESPİT EDİLMİŞLAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN BAZI

GENEL ÖZELLİKLERİ

1- Bu mikroorganizmalar gelişebilmek için amino asitlerve B grubu vitaminler gibi besin öğeleri ile pürin vepirimidin bazlarına ihtiyaç duyarlar.

2- Çoğu mezofilik mikroorganizmalardır. Ancak bazıları 5C derecenin altında, termofilik türleri ise optimum 45 Cderecegibi yüksek sıcaklıklarda gelişebilirler.

3- Bu mikroorganizmaların çoğu optimum 4-4.5 pH dagelişebilmelerine rağmen 3,2 gibi düşük ve 9,6 gibiyüksek pH larda gelişebilmektedir.

4- Ayrıca bu mikroorganizmaların bazıları zayıf proteolitikve lipolitik özelliğe sahiptir.

GENEL OLARAKLAKTOBASİLLUS GRUBU

• Lactobasillus

• Pediococcus

• Streptococcus

• Leunocostoc

- Lactococcus

- Carnobacterium

- Enterococcus

- Vagococcus

- Weisella

Lactobacillus

Bu cinsteki mikroorganizmalar; Grampozitif, katalaz ve oksidaz negatif ,mikroaerofilik ve fermantatif, bazı türlerimutlak anaerob genellikle hareketsizince, uzun veya kısa çubuk yadakokobasil şeklinde bakterilerdir.Bubakteriler gelişebilmek için kompleksbesin maddeleri ve vitaminlere ihtiyaçduyarlar ve bu türler fermente et,sebze,süt ve su ürünlerinin üretiminderol oynarlar.

LAKTOBACİLLUS CİNSİ 3 BÜYÜKGRUBA AYRILIR

• Betabacterium

• Streptobacterium

• Thermobacterium

Streptecoccus

• Bu türler gram pozitif ,katalaz negatif, genelliklehareketsiz, çoğu türüfakültatif, bazı türlerimikroaerofilik, 4 türü mutlakanaerobik , ikili veya uzunzincirler oluşturan kokşeklindekimikroorganizmalardır.

• Bazı peynir çeşitlerininüretinminde starter kültürolarak kullanılırlar.

PediococcusGram pozitif, Katalaz negatif,mikroaerofilik ve fermantatif kokşeklinde bakterilerdir. Koklar tekli veikili şekilde bulunabilirle veya kısazincir ve tetrad oluşturabilirler.

Tuza dayanıklı homofermantatiftürlerdir ve bitkilerde, turşu, bira,şarap gibi fermente ürünlerdebulunurlar.

P. cerevisiae ve P. acidilactici türleristarter kültür olarak turşu ve sucukyapımında kullanılır.

Leuconostoc• Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketsiz, fakültatif

anaerob, kok şeklinde heterofermantatif laktik asitbakterileridir.

• Gıdalarda önem taşıyan Leuconostoc türlerinin bazıkarakteristik özellikleriheterofermantatif oldukları için diasetil ve diğer bazı

aroma bileşileri üretirler.tuza toleranslıdırlar. Çoğu türü % 3 bazı türleri de % 6,5

tuz konsantrasyonlarında gelişebilirler. Bu özelliğindendolayı L. mesenteroides salatalık turşusu ve diğer sebzeturşularının ilk aşamasında gelişme gösterir.sebze fermantasyonlarının ilk aşamasında hızlı birşekilde ğelişerek yeteri düzeyde asit üreterek diger

zararlı bakterilerin gelişimini inhibe ederler.yüksek seker konsantrasyonuna dayanıklı

mikroorganizmalardır. Şurup, kek ve dondurmakarışımlarında kolaylıkla gelişebilirler.

Carnobacterium

• Gram pozitif ,katalaz negatif, çubuk şeklindebakterilerdir.

• Vakum ambalajlanmış tavuk, balık ve etlerde doğalolarak bulunurlar.

Lactococcus

• Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketsizkok şeklinde bakterilerdir. Hüçreşekilleri küresel veya oval olup tekli,ikili veya zincir şeklinde dizilişgösterebilirler.

Enterococcus

• Enterococcus cinsi içerisinde 16 türbulunmaktadır.

• Bunlardan Enterococcus faecalis insan vehayvan dışkısında bulunan fekal orijinli birtürdür. E.faecium a ise yaban domuzlarındadaha çok rastlanır. Enterococcus faecalis,E.faecium ve E. durans dışındaki diğer 13 türsanitasyon açısından fekal indikatör olarakönem arzetmezler.

• Bu cinsteki mikroorganizmalar aerobik vefakültatif anaerobik katalaz negatif, pekçokpatojen bakterinin gelişebildiği pH aralığınındışında gelişebilen kok şekillimikroorganizmalardır.

Vagococcus

• Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketli koklardır.

• 10oC de ve %4 tuzlulukta gelişebilirler. Vagococcuscinsi bakteriler balık, su gibi bazı gıdalarda vedışkıda bulunur.

Weissell

• Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketsiz, sporsuz vefermantatif genellikle sivri uçlu çubuk formundaveya tekli ikili yada kısa zincirler oluşturmuş kokoidformda bakterilerdir.

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİNANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ

• Laktik asit bakterileri ortamda bulunan diğermikroorganizmaları inhibe ederek mikrobiyalaçıdan güvenilir fermente gıdaların üretilmesineolanak sağlamaktadır.

- düşük pH

- Organik asitler

- Bakteriyosinler

- Hidrojen peroksit

- Etanol

- Düşük oksidasyon ve redüksüyon potansiyeli

PROPİYONİK ASİT BAKTERİLERİ

• Propionibacteriacea familyasına dahildüzensiz şekilli, hareketsiz, sporsuz, Grampozitif, kokoid veya çubuk şeklindebakterilerdir.

• Bu familya içinde sadecePropionibacterium cinsi gıdalardaönemlidir.

• Bu cins süt ürünlerinde özellikle peynirlerde önemtaşır ve 11 türü mevcuttur. Katalaz pozitif ve oksijenetoleranslı anaerobik bakterilerdir.

• Karbonhidratlardan Propiyonik asit, asetik asit veCO2 üretirler. 30 C de ve 6-7pH da optimum ürerler.Özellikle İsviçre tipi peynirlerin(Emmantel,Gruyere) üretiminde önem taşırlar. Bazı türleri gri,kırmızı, pembe, sarı, turuncu pigment oluştururlar.

ASETİK ASİT BAKTERİLERİ• Bu bakteriler pseudomonadaceae

familyasına dahil , gram negatif,katalaz pozitif, oksidaz negatif,hareketli mutlak aerobik, kavisliçubuk şeklinde bakterilerdir.Asetobacter ve Gluconobacter cinsibakteriler çeşitli organik bileşikleriorganik asitlere okside ederler veendüstriyel fermantasyonla sirkeyapımında kullanılırlar. Doğadayaygın olarak bulunurlar özelliklealkol fermantasyonunun geçtiğibitkilerde daha yaygındır.

Asetobacter

Gluconobacter

FERMANTASYONDA ROLOYNAYAN MAYALAR

• Alkol ve CO2 üreten fermantatif mayalar ekmek, şarapve bira gibi ürünlerin üretiminde rol oynarlar.

• Mayalar mutlak aerobik mikroorganizmalar olup bumayalar film mayalar veya oksidatif mayalar olaraktanımlanırlar.

• Saccharomyces cinsi mayalar ekmek bira ve şarapyapımında kullanılmaktadır.

• Kımız ve kefir üretiminde ise Candidapseudotropicalis, Torula koumiss ve Saccharomyceslactis gibi mayalar kullanılmaktadır.

FERMANTASYONDA ROLOYNAYAN KÜFLER

• Rokfor, Kamembert gibi peynirlerin yapımında ve soyasosu gibi gıdaların üretiminde bazı küfler roloynamaktadır.

• Aspergillus ve Penicillium fermente gıdalarda roloynayan iki önemli cinstir. Genellikle peynirlerinfermantasyonunda;

• Penicillum camembertii

• P. roqueforti

• P. gargonzolae

• P. stilton

• Mucor rasmusen

• Aspergillus oryzae

STARTER KÜLTÜR

• Çok genel bir tanımlama ile gıda üretiminde kullanılanmikroorganizmalara “starter kültür” adı verilir.

• “kontrollü koşullarda standart kalitede ürün elde etmekiçin gıda sanayiinde kullanılan mikroorganizmalardır”

• Starter kültür tek ya da birden fazla mikroorganizmaolabilir. Amaca göre hangi mikroorganizma ya damikroorganizmaların starter olarak kullanılacağı değişir.

STARTER KÜLTÜR SEÇİMİ

• Fermente gıdaların üretiminde kullanılan kültürler

• Hammaddede arzu edilen değişimlere nedenolabilen

• Herhangi bir kontaminant içermeyen

• Stabil kültürler olmalıdır.

STARTER KÜLTÜRÜNAKTİVİTESİ

• İnkübasyon sonrası soğutma hızına

• Ortamın kompozisyonuna

• Asitliğine

• Depolama sıcaklığı• Depolama süresine bağlıdır.

STARTER KÜLTÜRLERİNİNHİBİSYONU

• Doğal inhibitörler

• Antibiyotikler

• Bakteriyofajlar

• Deterjan ve dezenfektan kalıntıları

• Lökositler, insektisitler gibi çevresel orijinli bazıinhibitörler, uçucu ve uçucu olmayan bileşikler

TİCARİ STOK KÜLTÜRÜRETİMİ

1. Sıvı kültürler:

2. Kurutulmuş kültürler:

a) püskürtmeli kurutucuda kurutulmuş konsantre olmayankültürler

b) Dondurarak kurutulmuş konsantre olmayan kültürler

c) Dondurarak kurutulmuş konsantre kültürler

3. Dondurulmuş kültürler:

a) -20 C de dondurulmuş konsantre olmayan kültürler

b) -40 ve -80 C de dondurulmuş konsantre kültürler

c) -196 c de sıvı azot ile dondurulmuş konsantre kültürler

SIVI KÜLTÜRLER

• Kısa mesafelerde veya bir gün gibi kısa süredeişletmeye ulaşma imkanı bulunduğu durumlardapratik ve ekonomik olması nedeniyle uygulamaalanı bulmuştur. İşletmelerde genellikle sıvıkültürler kullanılır.

KURUTULMUŞ KÜLTÜRLER• Dondurarak kurutulmuş starter kültürlerin canlılık otanını

etkileyen faktörler.

1. Mikroorganizmanın tipi, cinsi ve türü

2. Mikroorganizmanın gelişme fazı

3. Besiyeri ve ortamdaki besin maddeleri

4. Ortamın ph sı : 5-6

5. Nem: %3 ten az

6. Dondurma, kurutma ve depolama sıcaklığı7. Oksijen

8. Kültürü aktifleştirme sıcaklığı: 20 C

DONDURULMUŞ KÜLTÜRLER

1) - 20 C derecede dondurulmuş2) -40 ile -80 C arasında dondurulmuş3) -196 sıvı azotta dondurulmuş kültürler

FERMENTE GIDALAR

• Fermente su ürünleri

• Fermente süt ürünleri

• Fermente et ürünleri

• Bitkisel orijinli fermente gıdalar

• Fermente alkollü içecekler

• Diğer fermente ürünler

FERMENTE SU ÜRÜNLERİ

• Marinatlar

• Ceviche

• Escabeche

• Paksiw

Laktik asit fermentasyonu ile üretilen su ürünleri

Ürün adı Ülke İçerikleri Mikroorganizmalar Kullanım alanı

Sikhae Kore deniz balığı, pişirilmiş darı, tuz L. mesenteroides, L. plantarum Ana öğün

Nazerushi Japonya deniz balığı, pişirilmiş darı, tuz L. mesenteroides, L. plantarum Ana öğün

Burong-isda Filipinler tatlısu balığı, pirinç, tuz L. brevis, Streptococcus sp. Ana öğün

Pla-ra Tayland tatlısu balığı, kavrulmuş pirinç, tuz Pediococcus sp. Ana öğün

Balao-balao Filipinler karides, pirinç, tuz L .mesenteroides, P.cerevisiae Katkı maddesi

Kungchao Tayland tatlısu balığı, tatlandırılmış pirinç P.cerevisiae Ana öğün

Pişirilmiş pirinç ile fermente balık (Burong isda)

1) Balıklar kelebek şeklinde fileto çıkartılır, yıkanaraksüzülür.

2) Şişeler içerisinde 5 fincan pişirilmiş pirinç ve 8 yemekkaşığı karışımı ile paketlenmektedir. 400 gramtemizlenmiş her 3 ¾ fincan pişirilmiş pirinç karışımı içinkullanılmaktadır.

3) Oda sıcaklığında 7 gün fermente edilmektedir.4) Yağ, soğan ve sarımsak ilave edilerek servis

yapılmaktadır.

Pişirilmiş Pirinç İle FermenteKarides

• Taze materyal olarak küçük boyutta karideslerkullanılabilmektedir.

• Küçük karides, tuz, polietilen, pişirilmiş pirinç, şişelerİşlem;1. Karidesler ayıklanır, yıkanır ve süzülür.2. Karidesler ağırlığının %20’si kadar tuz ile karıştırılır.İki saat tutularak süzülür.3. 1 fincan pirinç 2 1/2 fincan su ile pişirilir. Soğutulurve ön tuzlama işlemi yapılmış karides ile karıştırılır.Süzülmüş karides pirinç oranı (1:4.8)’dir.4. Toplam karides pirinç karışımına ağırlığının % 3’ükadar kaba tuz ilave edilmektedir.

Plaa som

Bütün balıklar (8:1) oranında tuzla karıştırılır ve bütüngece boyunca bekletilir. Daha sonra pişirilmiş pirinç vekıyılmış sarımsak ilave edilerek (oran 20 balık/tuz: 4pirinç: 1 ve ağırlığı ile sarımsak) karışım cam kavanozlardapaketlenir. Uygun sıcaklıkta 5-7 gün fermente edilir. Buürünün raf ömrünün 3 hafta olduğu belirtilmiştir

Som fak

Balık filetoları süzülür ve kıyılır. Pişirilmiş pirinç, kıyılmışsarımsak ve tuz (oran 120 kıyılmış balık: 20 pirinç: 7sarımsak: 7 tuz) kıyılmış balığa ilave edilir ve karışımküçük porsiyonlara bölünerek muz yaprakları arasındaveya plastik tabakalarda paketlenir. Bu ürün uygunsıcaklıkta 3-5 gün fermente edilir.

Fermentasyon İşlemini Hızlandırma

Lactobacillus plantarum ve Pediococcus cereviseae gibiticari laktik asit starterleri fermentasyon esnasındakullanılmaktadır. Bu starterlerin ilave edilmesifermentasyon süresini 7 günden 3-4 güneazalmaktadır. Tat ve kas yapısında ise önemlideğişiklikler meydana gelmemektedir.

Laktik asit bakterileri; bakteriosin, H202,laktoperoksidaz, diasetil ve laktik asit üretebilmeözellikleri nedeniyle PATOJENMİKROORGANİZMALARIN gelişimlerini inhibeederler ve bu özelliklerinden dolayı laktik asitfermente ürünler halk sağlığı açısından güvenliürünlerdir.

FERMENTE SÜT ÜRÜNLERİ

• Peynir

• Yoğurt (Streptococcus thermophilus ve Lactobacillusbulgaricus)

• Tereyağı, yayık altı,ekşi krema

• Kefir (Lactococcus lactis Subsp. Lactis, Lactococcuslactis Subsp. cremoris)

• Kımız kımız üretiminde ilk aşamada 37 C de 7 saatbekletilmiş Laktobasillus bulgaricus ikinci aşamada 30C de 15 saat bekletilmiş Torula spp. kültürlerininkarışımı ile hazırlanır.

FERMENTE ET ÜRÜNLERİ

Sucuk

Lactobacillus plantarum

Pediococcus acidilactici

Pediococcus pentosaceus

Lactobacillus sake

FERMENTE BİTKİSEL GIDALAR

• Turşu (Laktobacillus brevis, L.plantarum,Pediococcus pentosaceus, P.cerevisiae )

• Zeytin (Laktobacillus plantarum, L.brevis)

Soya sosu iki aşamalı fermantasyon ile üretilir.1. aşamada Aspergillus oryzae ve A.soyae2. aşamada Zygosaccharomyces rouxii veLaktobacillus delbrueckii

• Tempe Islatılmış soya fasülyesinin Rhizopusoligosporus kültürü ile 31 C de 24 saat fermenteedilmesi ile elde edilir

Miso: Aspergillus oryzae, Rhizopus oligosporus starterkültür olarak kullanılır. Koi ile pişirilmiş ve tuzlanmışsoya fasülyesinin 4- 12 ay fermantasyonu ile üretilir.

• Ogi: ılık suda ıslatımış mısır tanelernden yapılır.Corynebacterium türleri baskın duruma geçer dahasonra S. cerevisiae ve L. plantarum rol oynar.

Gari: Kasava bitkisininfermentasyonu ile eldeedilen bir üründür.

Bogkrek: Preslenmiş hindistan cevizi kekininRhizopus oligosporus ile fermentasyonu ileelde edilir.

FERMENTE ALKOLLÜİÇECEKLER

• Bira: Bira fermantasyonunda gerçekleşen reaksiyonkarbonhidratların etanole dönüşümüdür.

• Saccharomyces cerevisiae ve Saccharomycescarlbergens fermantasyonda görev alır.

• Şarap: Yaş üzümlerden üretilerek olgunlaşmayabırakılan alkollü bir içecektir. Saccharomycescerevisiae ile 18-30 C de 3-5 gün fermente edilir.

DİĞER FERMENTE ÜRÜNLER

• Sirke : iki aşamada gerçekleşir.1. Aşamada mayalar anaerobik yolla şekerleri

etanole dönüştürürler.

2. Aşmada üretilen etanol Acetobacter veGluconobacter gibi asetik asit bakterileritarafından aerobik koşullarda oksidatif birreaksiyonla asetik aside dönüştürülmektedir.

• Ekmek: Saccharomyces cerevisiae (maya) velaktik asit bakterilerinin fermantasyonu ileüretilen fermente bir üründür.