Fermentacja mlekowa - jakie bakterie biorą w niej udział?

Reklama

Co to jest fermentacja mlekowa?

Jedną z najstarszych metod ochrony żywności przed niepożądanymi drobnoustrojami jest fermentacja mlekowa. To także sposób na to, by stworzyć probiotyki wspierające mikrobiom jelit.

Proces ten zachodzi z udziałem bakterii mlekowych, które żywią się cukrami, głównie laktozą. Następnie przetwarzają je na kwas mlekowy. Ten składnik nadaje produktom mlecznym, m.in. jogurtowi czy kefirowi, kwaśny smak.

Początek treści sponsorowanej

Probiotyki odgrywają ważną rolę w naszym organizmie. Te dobroczynne bakterie przyczyniają się do wspomagania odporności. Podczas antybiotykoterapii, dzieci są szczególnie narażone na liczne zakażenia ze strony przewodu pokarmowego, należy wówczas sięgnąć po preparat przywracający równowagę flory bakteryjnej. Na rynku dostępne są probiotyki bez recepty, w wielu owocowych smakach. Mają ciekawą formę żelków w kształcie misia, co na pewno spodoba się maluchom. Suplementy można podawać już od 3. roku życia. Owocowy probiotyk dla dzieci znajdziesz TUTAJ.

Przykładowe równanie fermentacji mlekowej wygląda następująco:

C₆H₁₂O₆ (glukoza) pod wpływem bakterii mlekowych przeistacza się w 2 CH₃CH(OH)COOH (kwas mlekowy). To końcowe równanie reakcji fermentacji mlekowej.

Fermentacja mlekowa nie wymaga obecności tlenu, a więc jest procesem beztlenowym. Bez konieczności udziału tlenu zachodzi też fermentacja alkoholowa. W odróżnieniu od mlekowej, do jej przeprowadzenia niezbędne są drożdże, a nie bakterie, które przekształcają cukier w alkohol etylowy.

Nie można też zapomnieć o tym zjawisku zachodzącym w organizmie człowieka. Fermentacja mlekowa w mięśniach to proces metaboliczny, który ma związek z intensywnym wysiłkiem fizycznym.

Wówczas organizm nie dostarcza mięśniom odpowiedniej ilości tlenu, co przekłada się na produkcję kwasu mlekowego.

Objawy jego nagromadzenia to:

• uczucie zmęczenia,
• obniżenie wydolności fizycznej.

Fermentacja mlekowa to zjawisko wykorzystywane m.in. w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

Reklama

Jakie bakterie biorą udział w fermentacji mlekowej?

Grupą mikroorganizmów, które wykazują właściwości przekształcające cukry w kwas mlekowy są bakterie fermentacji kwasu mlekowego, oznaczone skrótem: LAB, od angielskiej nazwy: lactic acid bacteria.

Ze względu na metabolizm, można wyróżnić następujące typy bakterii mlekowych:

• homofermentatywne - wytwarzają tylko kwas mlekowy, np. bakterie Lactobacillus amylophilus;
• heterofermentatywne - oprócz kwasu mlekowego wytwarzają również CO₂ i kwas octowy, etanal i/lub etanol, np. bakterie Lactobacillus rhamnosus.

Fermentację mlekową powodują bakterie takie jak m.in.:

• Lactobacillus - należą do najbardziej znanych bakterii fermentacji mlekowej. Wykorzystuje się je do kontrolowanego lub spontanicznego procesu fermentacji. W tej grupie znajdują się m.in. takie rodzaje bakterii, jak: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum i Lactobacillus rhamnosus. Wykorzystuje się je do produkcji jogurtów, kefirów, ale też do konserwacji żywności, np. w postaci kiszonek;
• Leuconostoc - zdaniem Małgorzaty Ziarno z SGGW w Warszawie, to najczęściej stosowany rodzaj bakterii fermentacji mlekowej w przemyśle spożywczym, w gałęzi mleczarskiej. Mają istotne znaczenie nie tylko w procesie fermentacji, ale też nadają maślany aromat takim wyrobom jak: śmietana, masło, zsiadłe mleko, sery podpuszczkowe, sery twarogowe, kefir.
• Streptococcus - gatunkiem, który wykorzystuje się w procesie fermentacji jest Streptococcus thermophilus. Bakteria przyczynia się do utrzymania funkcji układu odpornościowego.

To tylko przykładowe poddane charakterystyce bakterie fermentacji mlekowej. Tego typu organizmów jest znacznie więcej.

Jak wskazują Marcin Jurkowski i Mieczysław Błaszczyk na łamach czasopisma „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”, LAB jest grupą bardzo niejednorodną i w jej obrębie wyodrębnić można kilka typów bakterii, takich jak:

• Actinobacteria - obejmujące tylko jedną rodzinę Bifidobacteriaceae;
• Firmicutes - w jego ramach wskazuje się na rzędy Bacilles i Lactobacillus (w tym rzędzie znajdują się m.in. bakterie o podobnie brzmiącej nazwie - Lactobacillus).

Przedstawione powyżej bakterie rozmnażają się, tworząc kultury bakterii fermentacji mlekowej. Dzieje się to w sprzyjających warunkach, m.in. w odpowiedniej temperaturze i w określonym czasie.

Kultury albo startery fermentacji mlekowej wykorzystuje się w procesie produkcji produktów nabiałowych. Tego typu bakterie wydzielają dodatkowe substancje, m.in. bakteriocyny o właściwościach sprzyjających utrzymanie prawidłowego mikrobiomu jelitowego.

Jak przebiega proces fermentacji mlekowej?

Fermentacja mlekowa jest procesem beztlenowym, w którym rozkładowi ulegają takie cukry, jak:

• glukoza,
• maltoza,
• laktoza,
• sacharoza.

Na czym polega i jak wygląda? Cały przebieg fermentacji mlekowej można podzielić na trzy części. Te podstawowe etapy to:

• inkubacja - na tym etapie bakterie mlekowe są dodawane do mleka. Trwa około 4-6 godzin i odbywa się w dogodnych warunkach temperaturowych;
• fermentacja - bakterie rozkładają laktozę zawartą w mleku na kwas mlekowy. Dzieje się to dzięki enzymom, które wytwarzają bakterie. Kwas mlekowy powoduje obniżenie pH mleka, sprawiając, że staje się zakwaszone. Dochodzi do denaturacji białek mleka i powstawania konsystencji jogurtu;
• przechowywanie - aby proces fermentacji mlekowej trwał nadal, bardzo istotne jest zadbanie o warunki przechowywania jogurtu i zachowanie jego właściwej konsystencji.

Z kolei pod względem chemicznym proces fermentacji mlekowej przebiega dwuetapowo:

• laktoza obecna w mleku pod wpływem laktazy ulega hydrolizie. Dochodzi do utworzenia glukozy i galaktozy;
• glukoza pod wpływem działania bakterii mlekowych tworzy kwas mlekowy.

Reklama

Zastosowanie fermentacji mlekowej

Fermentacja mlekowa to proces, który jest wykorzystywany w:

• przemyśle spożywczym - produkcja kiszonek oraz nabiału to główne zastosowanie fermentacji mlekowej w tej branży. Wykorzystanie bakterii mlekowych to nie tylko sposób na konserwację i przedłużenie trwałości żywności, ale też na nadanie jej charakterystycznego smaku, np. maślanego w przypadku wyrobów mleczarskich. Dodatkowo bakterie fermentacji mlekowej chronią przed degradacją witamin i pozwalają na większe wchłanianie składników odżywczych przez organizm;
• przemyśle farmaceutycznym - z pomocą tego procesu tworzone są probiotyki, które wzmacniają układ pokarmowy, urozmaicają mikrobiom jelit, co przekłada się na ogólne wzmocnienie odporności organizmu;
• rolnictwie - przykładem wykorzystania fermentacji mlekowej jest produkcja sianokiszonek, stanowiących pasze dla zwierząt. To rodzaj pokarmu przygotowywanego z podsuszanych roślin.

Kwas mlekowy jest wykorzystywany również w różnego rodzaju kosmetykach czy detergentach. Substancja ta ma zastosowanie np. w usuwaniu kamienia i osadu z powierzchni. Łatwo pozbywa się plam. Z uwagi na to, że nie uszkadza włókien, może być też składnikiem środków do prania tkanin takich jak jedwab albo wełna.

Reklama

Produkty fermentacji mlekowej

Końcowe produkty fermentacji mlekowej to przede wszystkim przetwory mleczarskie, ale nie tylko. To także kiszonki czy suplementy probiotyczne.

Dzięki fermentacji mlekowej otrzymujemy takie naturalne probiotyki, jak:

• jogurt,
• kefir,
• ser,
• maślankę,
• kiszone ogórki,
• kapustę kiszoną,
• leki do leczenia infekcji wywołanych paciorkowcami.

Mniej znane produkty fermentacji mlekowej to również salami oraz pieczywo żytnie. Co ciekawe, pałeczki fermentacji mlekowej wykorzystuje się do produkcji globulek dopochwowych, a także wielu innych środków farmaceutycznych.

Zazwyczaj bakterie fermentacji mlekowej są dodawane do produktów w postaci starterów, zawierających dokładnie wyselekcjonowane szczepy o określonym działaniu.