Fermentacja i inne przemiany ywnoci Fermentacja alkoholowa Fermentacja

Fermentacja i inne przemiany żywności - Fermentacja alkoholowa, Fermentacja mlekowa, Fermentacja masłowa, Fermentacja octowa, Pozostałe przemiany żywności

Fermentacja v Fermentacja – rozkład niektórych monosacharydów (cukrów prostych – glukozy, fruktozy, galaktozy) pod wpływem biokatalizatorów – enzymów v Biokatalizatory – substancje naturalne wydzielanie przez bakterie i drożdże warunkujące przebieg reakcji chemicznych v Rodzaje fermentacji: Ø Fermentacja beztlenowa (warunki beztlenowe lub ograniczony dostęp tlenu): fermentacja alkoholowa, mlekowa, masłowa Ø Fermentacja tlenowa – nieograniczony dostęp tlenu: fermentacja octowa

Fermentacja alkoholowa v Produkty – alkohol etylowy (etanol) i tlenek węgla(IV). v Produkcja: alkoholu, pieczywa drożdżowego, kefiru. v Proces zachodzi pod wpływem enzymu zymazy wytwarzanego przez drożdże winne i piekarnicze. v Proces fermentacji kończy się gdy stężeniu etanolu osiągnie 14% objętościowych etanolu (większe stężenie etanolu hamuje procesy życiowe drożdży). v Wyższe stężenia etanolu otrzymuje się w procesie destylacji frakcjonowanej zacieru (temp. wrzenia etanolu Tw = 78, 2 o. C), spirytus rektyfikowany (96 -98%) uzyskuje się przez kilkukrotną destylację

Przebieg fermentacji – otrzymywanie etanolu C 2 H 5 OH v Cukry poddawane fermentacji: glukoza, fruktoza, galaktoza, sacharoza, skrobia ziemniaczana i ziarników zbóż (żyto, jęczmień, kukurydza) v Dwucukry i wielocukry pod wpływem enzymów rozkładane są do cukrów prostych (ulegają hydrolizie), te z kolei pod wpływem zymazy ulegają fermentacji alkoholowej Ø (C 6 H 10 O 5)n 1/2 n C 12 H 22 O 11 n C 6 H 12 O 6 skrobia maltoza glukoza Ø C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 sacharoza + woda glukoza + fruktoza Ø C 6 H 12 O 6 2 CH 3–CH 2–OH + 2 CO 2 glukoza etanol + tlenek węgla(IV)

Fermentacja mlekowa v Fermentacji ulega laktoza (cukier mlekowy), który ulega hydrolizie na cukry proste: Ø C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 laktoza + woda glukoza + galaktoza Ø Powstaje w trakcie kwaśnienia mleka pod wpływem enzymów Bacillus acidi leavolactici oraz w procesie kwaszenia kapusty i ogórków, ponadto w tkankach zwierząt z glikogenu w trakcie wysiłku fizycznego, wywołuje uczucie zmęczenia i bóle mięśni (zakwasy) Ø C 6 H 12 O 6 2 3 CH 3 – 2 CH – 1 COOH OH glukoza kwas mlekowy (kwas 2 -hydroksypropanowy)

Bacillus acidi leavolactici

Proces kwaśnienia mleka v. Powstający kwas mlekowy powoduje ścinanie wytrącenie kazeiny (białka obecnego w mleku) v. Kazeina oddziela się od serwatki w postaci białego sera (twarogu). v. Serwatka jest roztworem: laktozy, białek, soli mineralnych i niewielkiej ilości tłuszczów. v. Fermentację mlekową wykorzystuje się w piekarnictwie do produkcji chleba na zakwasie, w trakcie dojrzewania ciasta powstaje CO 2, które spulchnia ciasto, chleb ma smak kwaskowaty.

Produkcja serów dojrzewających Ø Etap I. Pasteryzacja mleka przez podgrzanie do temp. 80 o. C przez kilkanaście sekund i gwałtowne schłodzenie. Ø Etap II. Wprowadzenie do mleka bakterii Bacillus acidi leavolactici powodujących kwaśnienie mleka. Ø Etap III. Pasteryzacja przez podgrzanie i dodanie podpuszczki (enzym), która przyspiesza proces ścinania kazeiny, powstaje skrzep, który oddziela się od serwatki. Ø Etap IV. Uzyskaną masę serową soli się, odciska się serwatkę i formuje się. Ø Etap V. Dojrzewanie – w temp. 8 -24 o. C i wilgotności 85 -95% Ø W trakcie dojrzewania sera powstaje CO 2, który gromadzi się w bryle w postaci pęcherzy i powstają tzw. dziury.

Pozostałe produkty mleczne Jogurt Ø Powstaje w trakcie kilkugodzinnej fermentacji mlekowej w temp. 40 -50 o. C, Ø W trakcie fermentacji mleko gęstnieje, z laktozy powstaje kwas mlekowy Ø Jogurty mają obniżoną zawartość laktozy , stad są zalecane dla osób cierpiących na nietolerancję laktozy Ø Jogurty zawierają duże ilości białek, wapnia i witamin z grupy B Kefir Ø Produkt fermentacji mlekowo-alkoholowej Ø Fermentację przeprowadzają tzw. grzybki kefirowe Ø Produkty fermentacji mają właściwości przeciwutleniające i antyrakowe, Ø Kefiry mogą zawierać do 1. 5% etanolu

Fermentacja octowa v Fermentacja tlenowa zachodząca pod wpływem enzymów bakterii kwasu octowego v Kwas octowy spirytusowy: fermentacji poddaje się 10% roztwór etanolu: Ø C 2 H 5 OH + O 2 CH 3 -COOH + H 2 O etanol + tlen kwas octowy (etanowy) + woda v Ocet winny – otrzymuje się w procesie fermentacji octowej białych lub czerwonych win gronowych v Roztwory 6 – 10% jako przyprawy zakwaszające sałatki i surówek, marynowanie mięsa wołowego i cielęciny, jagnięciny.

Pozostałe przemiany żywności v Jełczenie oksydatywne – utlenienie kwasów tłuszczowych pod wpływem tlenu v Jełczenie hydrolityczne – utlenienie kwasów tłuszczowych pod wpływem czynników biochemicznych (enzymów) v Jełczenie pod wpływem mikroorganizmów (bakterie masłowe) – fermentacja masłowa w warunkach beztlenowych: Ø C 6 H 12 O 6 CH 3 -CH 2 -COOH + 2 CO 2 + 2 H 2 Ø Kwas masłowy (butanowy) ma nieprzyjemny zapach, niewielki ilości kwasu masłowego powstaje w trakcie dojrzewania serów, Ø Inne produkty jełczenia mogą nadawać gorzkawy smak tłuszczom.

Gnicie i butwienie v. Gnicie – beztlenowy rozkład białek w warunkach beztlenowych: Ø produkty rozkładu H 2 S i NH 3 i aminy mają nieprzyjemny zapach, pozostałe produkty gazowe to: CO 2, H 2, N 2 oraz H 2 O v. Butwienie – tlenowy rozkład materiałów organicznych zwierających białka, Ø produktami są: NH 3, H 2 O, CO 2, kwasy humusowe – powstaje nawóz organiczny (kompost).