predavanja-tehn-mikorbiologija

Tehnološka mikrobiologija, prof. D.Obradovic 2002/03

Bakterije mlečne kiseline 1. Štapićaste forme Predstavljaju široku grupu mikroorganizama koji imaju slične genotipske i fenotipske osobine. To su G+ mikroorganizmi, nepokretni i asporogeni. Imaju zajedničku osobinu da iz laktoze stvaraju mlečnu kiselinu. Zavisno od toga da li je mlečna kiselina jedini proizvod te fermentacije delimo ih na homo i heterofermentativne ( CO2, sirćetna, propionska kiselina…) Mlečna kiselina snižava pH sredine i time sprečava razviće nepoželjnih patogenih mikroorganizama. Mlečna kiselina je prijatnog ukusa, povoljno utiče na lučenje želudačnih sokova i odstranjivanje toksičnih materija iz organizma. Bakterije mlečne kiseline imaju složene nutritivne zahteve, a podloge na kojima se gaje treba da sadrže dosta ugljenih hidrata. BMK svojim ekstracelularnim enzimima (proteinazama) vrše razgradnju proteina mleka pre svega kazeina čime omogućavaju svoje normalno razviće 109-1010 po ml. Mogu da stvaraju baktericidna, antimikrobna jedinjenja koja inhibiraju rast truležnih i patogenih bakterija.

Lactobacillus delbruckii šp.bulgaricus Štapićasta, homofermentativna vrsta BMK, koja je izolovaa iz bugarskog kiselog mleka. Stvara D(-) mlečnu kiselinu, kai i acet-aldehid koji daje aromu. To su štapići veličine 0.8-4µm, sa starošću se izdužuju, asporogeni, fakultativno anaerobni, katalaza negativni, nepokretni, javljaju se pojedinačno, u parovima i u kraćim lancima. Morfološke karakteristike zavise od prisustva stranih jedinjenja u sredini (stvaraju hromatinska zrnca). Optimalna temperatura za razviće je 40-450C, a moguće je i na 52-550C, a ne rastu na 150C. Koristi se za proizvodnju jogurta i kiselog mleka ulazeći u sastav startera. Može da stvara bakteriocin bulgarican koji inhibira neke G+ i G- bakterije. Poseduje ekstracelularne proteinaze koje oslobañaju neophodne niže molekulske proteinske materije. Neki sojevi stvaraju i H2O2 koji inhibira većinu patogenih bakterija a i neke psihrofilne vrste.

Lactobacillus casei Homofermentativna vrsta koja ima optimum za razviće 300C, a opseg je 10400C, a u mleku se javlja u vidu kratkih kokoidnih štapića u lancima. Stvara nanje mlečne kiseline 1.5% od bulgaricusa i to stvara L(+) formu. Ima usavršen enzimatski sistem (aminopeptidaze, proteinaze) zbog čega se koristi u proizvodnji većine sireva kao i pavlake.

Lactobacillus helveticus Marija Marinković TA 00/25

1


Homofermentativna vrsta koja optimum razvića postiže na 40-450C. stvara d,l mlečnu kiselinu 2-3%. Ima jak fermentativni i umeren proteolitički sistem. Koristi se u proizvoñnji ementalera gde sa drugim bakterijama utiče na specifičan ukus ovog sira. Za razliku od ostalih laktobacila transformiše galaktozu.

Lactobacillus sake Atipičan kratki štapić, najrasprostranjeniji laktobacil u mesu. Stvara d,l mlečnu kiselinu, podnosi veće koncentracije soli, neki sojevi sintetišu bakteriocine. Koristi se kao čista kultura za proizvodnju kobasica.

Lactobacillus acidophilus Homofermentativna vrsta koja se najčešće javlja u intestinalnoj flori odojčadi. U mleku se slabo razvija i javlja u vidu dužih i kraćih štapića, a optimum za razviće je 370C. Može da stvara antibiotik acidophilin ili acidolin, a koristi se za proizvodnju nefermentisanog mlečnog proizvoda koji se naziva slatko acidofilno mleko. Stvara d, l mlečnu kiselinu 1.8%. ne podnosi veće koncentracije soli. Ulazi u sastav ABT i ABY startera, u proizvodnji fermentisanih napitaka sa terapeutskim dejstvom.

Bifidobacterium bifidum Nalaze se u intestinalnoj flori odojčadi. To su G+, nepokretne, asporogene, anaerobne bakterije. Inhibira ih kisela sredina ispod pH=5.5. optimum za razviće j e36-380C. to je heterofermentativna vrsta jer laktozu prevodi u mlečnu i sirćetnu kiselinu u odnosu 2:3. stvara d, l mlečnu kiselinu. Zajedno sa Lb.acidophilusom se koristi u proizvodnji nekih mlečnih proizvoda, terapeutskih svojstava, gde su ove dve vrste u simbiozi. Simbioza se ogleda u bržem stvaranju kiseline i snižavanju pH sredine.

2. Okruglaste forme Lactococcus lactis šp.lactis Veoma rasprostranjena u mleku i mlečnim proizvodima. To su G+ mikroorganizmi, katalaza negativni, nepokretni. Ulazi u sastav startera za proizvodnju sireva i nekih fermentisanih napitaka. Optimum za razviće je 300C, a raste od 10-39.50C pri pH=9.2 i koncentraciji soli od 4%. Produkuje bakteriocin nizin, a iz arginina stvara NH3. Poseduje ekstracelularne ćelijske proteinaze koje razlažu proteine do nižih azotnih jedinjenja koja ulaze u ćeliju, a dalja razgradnja se obavlja intracelularno. U mleku se javljaju pojedinačno, u paru ili u lancima. Serološki pripada grupi N.

Lactococcus lactis šp.cremoris Nalazi se u mleku i proizvodima od mleka, ulazi u sastav starter kultura. Sirasti starteri imaju veći procenat cremorisa. Raste pri koncentraciji soli od Marija Marinković TA 00/25

2


2%, ne raste pri pH=9.2, ne razlaže arginin, javlja se u lancima, stvara sluz i kapsule.

Lactococcus lactis šp.lactis biovar diacetilactis Potiče iz mleka i mlečnih proizvoda. Morfološki je sličan lactisu, a razlika je korišćenje ugljenika iz citrata pri čemu nastaje diacetil, acetoin i CO2. Po ostalim karakteristikama bliži je lactisu nego cremorisu. Koristi se kao starter u proizvodnji sireva (stvaraju se okca od CO2), kao i maslaca i pavlake. Pripada serološkoj grupi N.

Enterococcus faecalis Pripada serološkoj grupi D. Optimum za razviće je 10-450C, a podnosi i 30min na 600C. podnosi koncentracije soli do 6.5% pri pH=9.6. koristi se za proizvodnju trapista. Postoje sojevi koji daju neprijatan miris ali imaju neke osobine zbog kojih se koriste u prehrambenoj industriji.

Pediococcus sp Homofermentativna vrsta, javlja se u parovima ili kratkim lancima. Stvara 0.5-0.9% mlečne kiseline. Podnosi veće koncentracije soli do 5.5%. Optimum za razviće je 25-32 0C, dok je opseg od 7-450C. Nalazi se u mleku i mlečnim proizvodima a često se javlja u kiselom kupusu. Pedoococcus cerevisiae se koristi u proizvodnji fermentisanih kobasica.

Leuconostoc U ovom rodu se nalaze heterofermentativne koke. Fermentišu šećere do mlečne kiseline, sirćetne kiseline i CO2. Leuconostoc mesenteroides šp.cremoris se koristi za startere u proizvodnji maslaca i sireva. Karakteristika je stvaranje diacetila pri pH=5.5, toleriše veće koncetracije soli.

Streptococcus salivarius šp.thermophilus Tipična mlečna bakterija, termofilna, visoko optimalna 430C. Zajedno sa bulgaricusom učestvuje u stareteru za proizvodnju jogurta u odnosu 1:1. Nalaze se u simbiozi gde je bulgaricus jači proteolit i stvara jedinjenja manje molekulske mase koja thermophilus koristi.

4. Osnovne karakteristike mikrokoka Rod Mfficrococcus obuhvata G+, asporogene okruglaste bakterije koje se dele u dve i tri ravni (Streptococcus). Rastu u velikom broju supstrata i nemaju posebne zahteve u ishtrani. Pripadaju grupi mezofilnih mikroorganizama, ali ima i veći broj psihrotrofnih vrsta. Marija Marinković TA 00/25

3


U tečnim podlogama stvaraju talog, a an čvrstim formiraju pigmentisane kolonije (žute, bličaste, ružičaste). Razvijaju se i pri povećanim koncentracijama soli. Poseduju fermentativna proteolitička i lipolitička svojstva. Micrococcus varians ulaiz u sastav starter kultura za proizvodnju fermentisanih kobasica, utiču na boju i aromu. Mikrokoke ulaze u sastav mikroflore većeg broja supstrata (sirovomleko, maslac...). Psihrotrofni mikroogranizmi poseduju termorezistentna svojstva. Broj vrsta u okviru roda Micrococcus je smanjen i mnog ovrste su prebačene u rod Staphylococcus i pripadaju grupi nepatogenih stafilokoka.

5. Sporogene baktrije i osobine spora Neke bakterijske vrste štapićastog oblika imaju sposobnost da pod nepovoljnim uslovima stvaraju spore. Zavisno od vrste bakterija spore su različitog oblika i formiraju se u odreñenim delovima ćelije (u sredini, više ka jednom ili drugom kraju). Tako razlikujemo sporogene bakterije kod kojih je prečnik spore manji od srednje širine ćelije (Bacillus) i one kod kojih je veći (Clostridium). Sporogeni mikroorganizmi pripadaju porodici Bacillaceae: Bacillus (aerobni) i Clostridium (anaerobni). Ovo su štapićaste bakterije, G+, aerobne aeromikrofilne i anaerobne. Ima i pokretnih i nepokretnih vrsta. Nalaze se u većini supstrata: voda, otpadne vode, zemljište, namirnice... Dobro razlažu ugljene hidrate, proteine i masti. Razvijaju se u opsegu pH=2-8. ova porodica obuhvata termorezistentne vrste koje pripadaju mezofilnom (2535stepeni) i termofilnom (45-65) tipu. Veliki broj sojeva je psihrotrofan (610). Pri nepovoljnim uslovima spoljašnje sredine ovi mikroorganizmi stvaraju spore. Prilikom sporulacije dolazi do nakupljanja Ca2+ u bakterijskoj ćeliji za sintezu dipikolinske kiseline i stvaranje zaštitnog omotača spore. Do sporulacije dolazi pri kraju aktivne faze razmnožavanja kada se snizi sadržaj hranljivih materija. Spore su termorezistentne i otporne na UV zračenje. Prelazak iz sporogenog u vegetativno stanje naziva se klijanje. Prvi stadijum pretvaranja klijale spore u vegetativnu ćeliju naziva se nicanje. Za vreme klijanja dolazi do smanjenja težine suve mase usled gubitka DPK, Ca2+ i glikopeptida. Proces klijanja traje 30-60min. nicanje ide redom: bubrenje, izlaženje iz sporinih opni, izduživanje osloboñenog organizma i deljenje izdužene ćelije. Faktori koji utiču na termorezistentnost spora: 1. optimalna temperatura (što je veći temperaturni optimum sprore su termorezistentnije) 2. vrsta mikroorganizama 3. starost spora 4. pH vrednost (najtermorezistentnije su pri neutralnim pH vrednostima) Marija Marinković TA 00/25

4


5. aw-vrednost (sa povećanjem aw-vrednosti smanjuje se termorezistentnost jer se toplota bolje prenosi u vlažnoj sredini) 6. sredina u kojoj se mikroorganizmi nalaze 7. prisustvo inhibitora. Povećanja otpornost prema zračenju je uslovljenja sastavom proteina koji sadrže dosta aminokiselina sa sumporom.

Rod Bacillus G+, aerobni do mikroaerofilnih mikroorganizama, sprogeni (spra je centralno locirana). 1. Bacillus subtilis – mezofilna vrsta, raste u opsegu od 20-250C. Spore mogu da prežive 1000C 30min. Na površini mesa stvaraju sluzave kolonije. Ova vrsta izaziva koagulaciju mleka usled proteolitičke aktivnosti (slatko zgrušavanje). 2. Bacillus coagulans – raste na 40-500C. Deluje fermentativno i dovodi do koagulacije pasterizovanog i sterilizovanog mleka (stvara se mlečna kiselina koja dovodi do zgošavanja). Često se nazivaju indikatorom uspešnosti pasterizacije mleka. 3. Bacillus cereus – mezofilna vrsta, karakteristična po stvaranju enterotoksina koji mogu da dovedu do trovanja. 4. Bacillus stearothermophilus – termofilna vrsta, ne razvija se ispod 0 40 C. fermentacijom ugljenih hidrata vrši koagulaciju mleka. Koristi se kao test za odreñivanje antibiotika u mleku. 5. Bacillus ličeniformis – najzastupljinja sporogena vrsta u sirovom mleku.

Rod Clostridium G+, sporogene bakterije čija je spora terminalno locirana. Prečnik spore je veći od širine štapića (podsećaju na namotano vreteno). Razvijaju se u anaerobnim uslovima. 1. Clostridium butyricum – mezofilna vrsta, transformiše ugljene hidrate po tipu buterne fermentacije (krajnji produkt je buterna kiselina neprijatnog mirisa uz izdvajanje CO2) 2. Clostridium tyrobuyricum – mezofilna vrsta, potiče iz zemljišta, ima ih u stočnoj hrani (silaža) pa tako dospeva u mleko. Izazivaju tzv. kasno nadimanje sireva. 3. Clostridium sporogenes – mezofilna vrsta, fermentiše glukozu po tipu buterne fermentacije. Poseduje proteolitička svojstva. To je tipična truležna bakterija i potiče iz zemljišta. 4. Clostridium perfrigens – mezofilna vrsta, kaakteristično je da stvara enterotoksine koji izazivaju trovanje hranom. 5. Clostridium nigrifaciens – stvara crne, sluzave mrlje na površini mesa Marija Marinković TA 00/25

5


6. Clostridium thermosaćharoluticum- veoma termorezistentna vrsta. Dovodi do bombaže konzervi mesa, povrsća usled fermentativne aktivnosti i izdvajanja gasa. Sporulacija se ne dešava ako je pH<4

6. Pseudomonas Obuhvata G-, štapićaste, asporogene bakterije veličine 1-4µm, mezofilne, koje imaju temperaturni opseg od 0-210C. Veliki broj sojeva je psihrotrofan. Karakterišu se snažnom proteolitičkom aktivnošću i odsustvom fermentativne sposobnosti. Nalaze se u vodi, zemljištu, namirnicama, otpadnim vodama. Na hranljivim podlogama stvaraju pigmentisane kolonije. Uništava ih temperatura pasterizacije. 1. Pseudomonas fluorescens – psihrotrofan mikroorganizam, sintetiše zeleno-žuti pigment. Poseduje sposobnost sinteze enzima (proteinaze, lipaze). Na površini mesa stvara sluzave kolonije koje imaju neprijatan miris, a kod jaja izaziva zeleni trulež. Kod sterilizovanog mleka enzimi ove vrste dovode do koagulacije i užeglog mirisa mleka. 2. Pseudomonas putrefaciens – stvara sluzave kolonije na površini mesa. 3. Pseudomonas nigrifaciens – stvara crne kolonije na površini maslaca. Spada u grupu lipolitičkih mikroorganizama. 4. Pseudomonas fragi – dovodi do užeglosti maslaca i do pojave sluzavih kolonija. 5. Pseudomonas putida – truležni mikroorganizam. Dovodi do sličnih pojava kao i ostale vrste iz ovog roda. 6. Pseudomonas aeruginosa – stvara plavo-zeleni pigment, izaziva urinarne infekcije i otporan je na veliki broj antibiotika.

7. Karakteristike ostalih rodova Rod Halobacterium Obuhvata vrste bakterija koje karakteriše tolerancija većih koncentracija soli (nalaze se na površini usoljenog mesa, ribe…)

Rod Alcaligenes Psihrotrofni, aerobni, G- mikroorganizmi. 1. Alcaligenes tolerans – je jedina bakterija koja je termorezistentna. 2. Alcaligenes faecalis – nalazi se u crevima.

Rod Flavobacterium Psihrotrofni, G- štapići. Karakteriše se pigmentisanim kolonijama (narandzaste, žute boje). Kao i vrste iz roda Alcaligenes nalaze se u vodi, Marija Marinković TA 00/25

6


zemljištu, namirnicama i poseduju proteolitička i lipolitička svojstva, dok slabije deluju na ugljene hidrate.

Rod Brevibacterium Obuhvata G+ štapiće koji se razvijaju na površini sireva. Stvaraju braonkaste kolonije. Imaju jake proteolitičke i lipolitičke enzime (specifičan ukus sireva)

Rod Brochotrix Obuhvata G+ štapiće koji se razvijaju na površini mesa stvarajući sluzave kolonije. Transformiše ugljene hidrate po homo i heteromermentativnom tipu fermentacije.

Rod Aeromonas Pripada grupi psihrotrofnih mikroorganizama. To su G- štapici koji se razvijaju na površini namirnica animalnog porekla.

Rod Propionibacterium Anaerobni ili fakultativno anaerobni štapići čiji su osnovni produkti metabolizma propionska kiselina, sirćetna kiselina i CO2. To su propionske bakterije koje učestvuju u proizvodnji ementalera.

Rod Microbacterium G+, okruglasti, termorezistentni mikroorganizmi, najčešće se nalaze u mleku.

Rod Serratia G- štapići, nalaze se u crevnoj flori. Stvara ružičaste kolonije na površini namirnica.

8. Osnovne karakteristike kvasaca Kvasci predstavljaju grupu mikroorganizama koji po svojim morfološkim i fiziološkim osobinama pripadaju gljivama. Glavna odlika kvasaca je što su većinom jednoćelijski organizmi, a razvijaju se i u aerobnim i anaerobnim uslovima. Najbolje rastu na supstratima koji sadrže ugljene hidrate. Deluju lipolitički ali im je lipolitička aktivnost slaba. Ćelije su veličine 5-8µm, a mogu biti i do 15µm. Razvijaju se pri pH=4 do 5, i temperaturi 25-300C. uništavaju se na temperaturi 600C. javljaju se kao epifitna mikroflora biljaka. Razmnožavaju se polno (preko askospora) i bespolno (deljenjem, pupljenjem). Na površini hranljivih podloga stvaraju sjajne beličaste kolonije.

Marija Marinković TA 00/25

7


Sachharomyces cerevisiae Poznat je još kao pekarski kvasac, razmnožava se polno, koristi se u pakarskoj industriji i proizvodnji alkoholnih pića.

Klyveromyces fragilis i Klyveromyces lactis obe vrste fermentišu laktozu, stvaraju navlaku na površini sireva i maslaca. Obe vrste su oksidativne. K.lactis kod sireva stvara šupljine usled izdvajanja gasa.

Debaryomyces hansenii Ova vrsta se koristi kao premaz kod fermentisanih kobasica.

Pichia, Hansenula Mogu da podnesu odreñenu koncentraciju alkohola i na površini vina stvaraju vinski cvet. Stvaraju navlake na površini salamure. Candida Obuhvata veći broj vrsta: Candida kefyr (ulazi u sastav kefirnih zrna), Candida lipolytica (izaziva užeglost maslaca i stvara sluzave kolonije na površini)...

Trichosporum pullulans Razvija se na niskim temperaturama, stvara navlake na ohlañenom mesu.

Rhodotorula Stvara ružičaste kolonije na površini cireva. Stvara lažne (pseudo) micele.

9. Gljive (Plesni) Plesni predstavljaju mikroorganizme koji imaju končaste ćelije (hife) čiji splet čini miceliju. Osnovna karakteristika plesni je da su to aerobni mikroorganizmi. Ovi mikroorganizmi se nalaze na velikom broju supstrata koji sadrže skrob i celulozu, na većini namirnica gde stvaraju pigmentisane kolonije (žute, zelene, crne, maslinaste, mrke...) Razvijaju se u temperaturnom opsegu od -5 do 700C i u opsegu pH do 2.0 do 8.5. Plesni poseduju široke spektre enzima koji mogu biti proteolitički, lipolitički, saharolitički a koji dovode do fermentativnih promena. Zahvaljujući ovim fermentativnim karakteristikama plesni su našle široku primenu u prehrambenoj, farmaceutskoj i hemijskoj industriji. Plesni takoñe predstavljaju i ozbiljan problem jer dovode do kontaminacije namirnica, što utiče na smanjenje kvaliteta i nutritivne vrednosti. Imaju sposobnost sinteze toksina čije dejstvo može biti i letalno. Podela gljiva na više i niže se zasniva na septiranosti hifa. Niže gljive imaju neseptirane a više septirane hife. 8 Marija Marinković TA 00/25


Niže gljive: Rod Mucor Predstavnici ovog roda su: Mucor miehei, Mucor pusillus…, proizvode enzime koji deluju na sličan način kao himozin. Sirila mikrobiološkog porekla imaju izraženiju aktivnost što dovodi do gorkog ukusa (koriste se za sireve koji imaju kratak rok zrenja).

Rod Rhizopus Predstavnici su: Rhizopus koje razgrañuju skrob.

delamar, Rhizopus oryzae…, sintetišu amilaze

Više gljive: Rod Penicillium 1.Penicillium crysogenum – koristi se za proizvodnju antibiotika. Na namirnicama animalnog porekla izaziva omekšavanje i dovodi do lipolitičkih i proteolitičkih procesa. Ove plesni su poželjne na sirevima sa plesnima. 2.Penicillium roqueforti – koristi se za proizvodnju Rokfora (Francuska), Gorgonzole (Italija), Stiltona (Engleska) i doprinosi specifičnom mirisu i ukusu koji imaju ovi sirevi. 3.Penicillium nalgiovense – to su beličaste plesni, stvaraju beličaste navlake na površini kobasica. 4.Penicillium camemberti – spada u bele plesni i javlja se za proizvodnju sireva sa belim plesnima tj. Kamembera.

Rod Aspergillus 1.Aspergillus niger – se koristi za proizvodnju amilaza, organskih kiselina (limunska, oksalna), genetskog sirila... 2.Aspergillus oryzae – se koristi za proizvodnju enzima. 3.Aspergillus flavus – sintetiše mikotoksine (aflatoksini koji izazivaju cirozu jetre...)

Rod Geotriujm Stvara navlake na sirevima i maslacu, vrši oksidaciju mlečne kiseline uz izdvajanje CO2 i dovodi do pojave užeglosti.

Rod Alternaria Ovaj rod ima konidije u vidu šišarke, razvija se na površini mesa, sireva, maslaca i stvara tamno zelene i mrke kolonije.

Rod Cladosporium Nalazi se na površini mesa, kobasica, sireva i stvara maslinaste i crne kolonije. Marija Marinković TA 00/25

9


Rod Fusarium Obuhvata fitopatogene pigmentisane kolonije.

vrste

koje

stvaraju

mikotoksine.

Obrazuje

Rod Trichoderma Koristi se za sintezu polisaharida i razvija se na celuloznim materijalima. Može da izazove kontaminaciju na površini mesa i sireva.

10. Mikroorganizmi izazivači toksiinfekcija i intoksikacija Postoje četiri vrste toksina koje sintetišu mikroorganizmi: 1. Enterotoksini – u intestinalnom traktu, promene u metabolizmu ćelija 2. Citotoksini – dovode do automatskog uginuća 3. Neurotoksini – oštećuju nervni sistem 4. Endotoksini – oslobañaju se iz autolizovanih ćelija. Postoje dve grupe mikroorganizama koji izazivaju trovanja hranom. Jedni dovode do toksiinfekcija (potrebno je brojno prisustvo u intestinalnom traktu) dok drugi izazivaju intoksikacije (mikroorganizmi ne moraju biti prisutni, ali su prisutni njihovi toksini).

Staphilococcus aureus Mikroaerofilna, asporogena, G+, katalaza pozitivna, okruglasta vrsta prečnika 0.8-1.2µm. Stvara okruglaste, zlatno-žute kolonije. Poseduje ferment koagulazu, fosfatazu, nukleazu i to predstavlja kriterijume za odreñivanje proizvodnje enterotoksina. Stvara oko 6 enterotoksina, od kojih se enterotoksin B smatra najtoksičnijim jer dovodi do β-hemolize (potpuna razgradnja crvenih krvnih zrnaca). Optimalna temperatura za razviće je 370C, podnosi veće koncentracije soli i ugljenih hidrata. Na temperaturama manjim od 80C se ne razmnožava, a na 100C je minimalna produkcija toksina. Ne raste pri pH<4.3. Najčešće se nalazi u mleku i mlečnim proizvodima, šunkama, itd. Ne podnosi temperaturu pasterizacije, ali su toksini termostabilni. Uzimanje namirnica koje sadrže Staphilococcus aureus izazvaće reakciju u vidu crevnih promena.

Clostridium botulinum Štapići veličine 0.5-0.8µm, G+, katalaza negativni, pokretni, razlažu želatin. Spore su nešto šire od štapića. Optimalna tempratura je 350C, a mogu da rastu i na 200C, pri pH=7.4. Stvara jak nervni otrov. Postoje tipovi A, B, E koji su patogeni za čoveka, i C i D za životinje. Toksin je termolabilan, a spore izdržavaju 1200C nekoliko minuta. Sniženje pH ispod 4.5 sprečava rast.

Clostridium perfrigens Marija Marinković TA 00/25

10


Sporogeni štapići, ne uništavaju se pasterizacijom. enterotoksin koji nastaje unošenjem velikog broja ćelija.

Bolest

izaziva

Bacillus cereus Sprogena forma, nalaze se u svežem mleku. Spore preživljavaju pasterizaciju. Bolest se ispoljava dijarejom koju izaziva toksin, a za njeno ispoljavanje potrebno je uneti 107-1010 živih ćelija u organizam.

Esherichia coli Spada u koliformne tj. naseljava debelo crevo. To su asporogeni, G- štapići sa pokretnim peritrihama. Karakteristika je da razlaže žučne soli, a dovodi i do zgrušavanja mleka. Pored glukoze fermentiše i laktozu. Optimum za razviće je 370C, a raste i na 440C, nisu termorezistentne. Pojedini sojevi su patogeni i dovode do crevnih poremećaja kod dece i odojčadi. Izazivaju i urinarne infekcije. Njeno prisustvo u namirnicama govori o nehigijenskoj proizvodnji. Samo neki sojevi su enteropatogeni.

Proteus sp. G-, asporogeni, pokretni štapići, javaljaju se pojedinačno, u paru ili u dugim lancima. Rastu na svim podlogama, stvaraju mat sive kolonije, nalaze su u zemljištu, otpadnim vodama i prisutni su u svim truležnim procesima. Optimalna temperatura je 370C, fakultativni su anaerobi, stvaraju H2S i fermentišu većinu šećera.

Shigella sp. G- štapić, uzročnik dizenterije.

Salmonella Štapićasta, G-, asporogena bakterija sa pokretnim peritrihama, javlja se pojedinačno, u parovima ili kratkim lancima. Optimalna temperatura je 370C, ali je otporna na niske temperature. Stvara H2S, pojedini sojevi izazivaju crevni tifus. Ne preživljavaju pasterizaciju. Prenosi se putem muva i miševa.

Pseudomonas sp. G-, asporoteni štapići veličine 1-4µm. rastu u opsegu od 0-210C. To su i proteoliti i lipoliti, dovode do užeglosti. Uništava ih temperatura pasterizacije. Ima termorezistentne enzime i dovodi do koagulacije mleka ili hidrolize mlečne masti.

Listeria monocytogenes G+, asporogeni štapići čiji je optimum razvića 30-450C. Raste sporo na 00C tako da hlañenje mleka ne sprečava njen rast. Otporna je na veći sadržaj soli. Uništava se pasterizacijom. Izaziva dijareju, meningitis…

Yersinia enterocolitica Marija Marinković TA 00/25

11


G-, asporogena, štapićasta vrsta. Optimalna temperatura je 10-450C. nalazi se u mleku, siru, mesu… Mnogi sojevi proizvode toksin. Može da raste na 00C, min pH za rast je 4.6, ne toleriše veći % soli. Eliminiše se pasterizacijom. Izaziva crevne poremećaje.

Campylobacter sp Izolovan je iz mlečnih proizvoda i mesa. Ne raste na temperaturama manjim od 300C. Osetljive su na promene uslova rasta: kiseonik, koncentracija soli, pH… Izaziva stomačne tegobe.

Vibrio parahaemoliticus Kontaminent riba, školjki, podnosi 7-10% soli. Raste na 10-400C. Izaziva crevne poremećaje.

11. Karakteristike mikotoksina Mikotoksini su sekundarni metaboliti plesni sa različitim stepenom toksičnosti. Ovi metaboliti su često veoma toksični i napadaju vitalne organe ljudi i životinja.

Afla toksin (Aspergillus flavus) – najtoksičniji je B1 koji izaziva cirozu jetre i kancerogen je. Ako se muzna stoka hrani stočnom hranom zaraženom aflatoksinom B1 onda se u mlečnoj žlezdi sintetiše aflatoksin M1 koji je manje toksičan. Sinteza aflatoksina je povezana sa povećanom vlažnošću vazduha i temperaturu. Visoka relativna vlažnost pogoduje sintezi toksina. Postoje mnogo norme koje propisuju dozvoljene koncentracije aflatoksina u namirnicama. Detektuju se tako što pod dejstvom UV-zraka fluoresciraju.

Ohra toksin (Aspergilus očraceus) – je manje toksičan od aflatoksina B1 ali izaziva rak bubrega, kao i druga oboljenja bubrega.

Sterigmatocietin (Aspergillus versicolor) – je oko 100 puta manje toksičan od aflatoksina B1. Vrste iz roda Penicillium takoñe sintetišu mikotoksine a najznačajniji su: papulin (P. exepansum), citrinin (P. citrinum), rokfortin (P. roqueforti). Pored ovih mikotoksina veoma je značajan i toksin T2. Njega sintetiše nekoliko vrsta iz roda Fusarium. Ako su se plesni razvile to ne znači da će doći do sinteze toksina, ali povećana vlažnost, temperatura i pH utiču na sintezu ovih metabolita.


12


12. Karakteristike transformacije organskih jedinjenja po tipu fermentacija Biološke oksidacije predstavljaju biohemijske reakcije koje omogućavaju ćeliji da dobije energiju a ono što je karakteristično je da se odvijaju u samoj ćeliji pod uticajem jednog ili više enzima pri čemu su davaoci i primaoci e- tj. p+ organska jedinjenja. Ove reakcije se nazivaju i fermentacijama. Kao supstrat za transformacije služe ugljenmi hidrati, a dobijena energija se delimično koristi za sintezu ćelijske supstance ili se zadržava u vidu jedinjenja sa makroenergetskim vezama. Kao produkti ovih transformacija nastaju organske kiseline, alkoholi, kao i jedinjenja koja su karakteristična za finalnu razgradnju kao što su CO2, H2O... Ako se ove transformacije odvijaju pod kontrolom dobija se niz proizvoda korisnih za ljudsku upotrebu, tako da su ove fermentacije našle široku primenu u prehrambenoj, hemijskoj i farmaceutskoj industriji. Istovremeno sa ekološkog aspekta ove fermentacije su veoma poželjne.

13. Osnovne karakteristike anaerobnih fermentacija Centralni metabolit kod svih transformacija je PGA, a dalja sudbina PGA zavisi od prisutnih mikroorganizama. Ako su prisutni mikroorganizmi koji poseduju enzim laktat-dehidrogenazu kao finalni proizvod transformacije se javlja mlečna kiselina koja nastaje redukcijom PGA (izdvaja se NAD+). Ova fermentacija se naziva mlečna (vrše je bakterije mlečne kiseline). Ako su prisutni kvasci koji poseduju dekarboksilaze onda dekarboksilacijom PGA nastaje acet-aldehid i izdvaja CO2. U prisustvu dehidrogenaza acet-aldehid se redukuje do etil-alkohola. Ovo je alkoholna fermentacija. Ovo su dve najznačajnije fermentacije koje se odvijaju u anaerobnim uslovima. Buterna fermentacija se odvija transformacijom PGA u prisustvu dekarboksilaza i acetil-CoA, pri čemu se PGA prevodi u sirćetnu kiselinu, a zatim se u zavisnosti od pH sredine dobija se buterna kiselina ili aceton. Ovu fermentaciju omogućuju sporogene bakterije iz roda Clostridium.

14. Alkoholna fermentacija Predstavlja vid transformacije ugljenih hidrata u anaerobnim uslovima koja se karakteriše dekarboksilacijom PGA do acet-aldehida i njegovom redukcijom do etil-alkohola u prisustvu alkoholne dehidrogenaze. Prvi finalni proizvod je CO2, a acet-aldehid je meñu proizvod. Pored etil-alkohola javljaju se i nus proizvodi koij potiču od intracelularnog sadržaja mikroorganizama koji učestvuju u ovoj fermentaciji. Količina etil-alkohola i CO2 nije identična Marija Marinković TA 00/25

13


polaznoj sirovini, već je manja jer se pri transformaciji dobijaju male količine organskih kiselina, a deo šećera se koristi za sintezu sopstvene ćelijske supstance od strane mikroorganizama. Alkoholna fermentacija se odvija pri pH=3-6. U slučaju prisustva sulfita, Na, K kao krajnji proizvod se javlja glicerol.

Mikroorganizmi koji učestvuju u alkoholnoj fermentaciji Su pre svega kvasci. Nazivaju se selekcioni mikroorganizmi za razliku od divljih koji u nekontrolisanim uslovima stvaraju alkohol. Povećanjem koncentracije šećera u supstratu povećava se i % dobijenog alkohola. 1. Saćharomyces serevisiae (pekarstvo, proizvodnja piva...) 2. Saćharomyces elipsoideus (proizvodnja vina) 3. Saćharomyces uvarum (proizvodnja vina) 4. Sčizosaćharomyces pombe 5. Mucor rouxii i Mucor oryzae (menjaju oblik i zovu se mukorovi kvasci, a stvaraju oko 50% alkohola) 6. Zymomonas mobilis (bakterija za industrijsko dobijanje špiritusa)’ 7. Sarcina ventriculi (vrši fermentaciju u tropskim uslovima).

15. Primena alkoholne fermentacije 1. U pekarstvu 2. Proizvodnja kefira i kumisa (paralelno se odvijaju alkoholna i mlečna fermentacija) 3. Proizvodnja konzervisane stočne hrane-silaže (u biljnom materijalu se nalaze kvasci koji vrše alkoholnu fermentaciju). 4. proizvodnja alkohola (kao supstrat se koriste žitarice, dok su sekundarne sirovine skrob, šećerna trska i drugi meterijali koji sadrže ugljene hidrate).

16. Mlečna fermentacija Je vid transformacije ugljenih hidrata u anaerobnim uslovima pri čemu se PGA redukuje do mlečne kiseline pod uticajem laktat-dehidrogenaze. Ovaj enzim poseduju BMK, a postoje dva tipa: 1. Homofermentativne (jedini produkt je mlečna kiselina i od 1mola glukoze 2 mola mlečne kiseline + 2 ATP-a) 2. Heterofermentativne (pored mlečne kiseline dobija se sirćetna kiselina, etil-alkohol, CO2... 1 mola glukoze 1mol mlečne kiseline, sirćetne kiseline, etil alkohola, CO2 i H2O + 1ATP


14


Pored homo i heterofermentativnih BMK ovu transformaciju mogu da vrše i E. coli i mikrokoke.

Mikroorganizmi koji učestvuju u mlečnoj fermentaciji - fermentisani mlečni proizvodi – 1. Lactococcus lactis šp. lactis 2. Lactococcus lactis šp. cremoris 3. Lactococcus lactis šp. lactis biovar diacetylactis 4. Leuconostoc mesenteroides šp. cremoris 5. Streptococcus salivarius šp. thermophilus 6. Lactobacillus delbruckii šp. bulgaricus 7. Lactobacillus helveticus 8. Lactobacillus casei 9. Lactobacillus acidophilus 10. Bididobacterium bifidum - fermentisani biljni proizvodi – 1. Lactobacillus plantarum 2. Pediococcus pentosaceus 3. Leuconostoc mesenteroides - fermentisani proizvodi od mesa – 1. Lactobacillus sake 2. Lactobacillus curvatus 3. Lactobacillus plantarum 4. Pediococcus pentosaceus - pekarski fermentisani proizvodi – 1. Laktobacillus sanfrancisko 2. Lactobacillus plantarum 3. Lactobacillus casei Dolazi do simbioze kvasaca i laktobacila

17. Primena mlečne fermentacije 1. proizvodnja mlečnih napitaka (jogurt, kiselo mleko, kefir), sireva, maslaca i napitaka na bazi surutke. 2. proizvodnja fermentisanih proizvoda od mesa – kobasice, kulen, šunka... 3. proizvodnja fermentisanih biljnih proizvoda – kiseli kupus, sokovi od povrća.. 4. proizvodnja sira od sojinog mleka (TOFU) 5. proizvodnja silaže.

18. Propionska, sirćetna i limunska fermentacija Marija Marinković TA 00/25

15


Propionska fermentacija je dalji vid transformacije ugljenih hidrata u anaerobnim uslovima. Krajnji proizvodi ove fermentaciej su propionska, sirćetna kiselina, CO2 i H2O. Postoji više puteva dobijanja propionske kiseline, ali je najznačajniji onaj koji je vezan za mlečnu kiselinu tj. put nastajanja propionske kiseline iz mlečn. Mikroorganizmi koji učestvuju u ovoj fermentacijijsu štapićaste bakterije iz roda Propionibacterium koje se karakterišu velikom osetljivošću na so. Optimalna temperatura je 300C, katalaza pozitivni, transformišu čitav niz ugljenih hidrata. Karakteristika ovih bakterija je pleomorfazama (sposobnost promene oblika pri malim koncentracijama O2). Imaju složene nutritivne zahteve a prirodno stanište im je mleko i sirevi. Primena propionske fermentacije je relativno ograničena i čine se pokušaji da se ona iskoristi za industrijsko dobijanje propionske kiseline. Kao supstrat se najčašće koristi surutka. Ova fermentacija ima najveću primenu u mlekarstvu kod proizvodnje odreñene grupe sireva (ementaler, grojer...) i od aktivnosti ovih bakterija zavisi presek sireva (rasprored šupljina). Propionska kiselina se može koristiti kao konzervans jer sprečava sintezu ćelijskog zida plesni.

Sirćetna fermentacija se odvija u aerobnim uslovima. Javlja se kao nastavak alkoholne fermentacije, a kao meñuproizvod se javlja acet-aldehid. Proces dobijanja sirćetne kiseline se odvija u tri faze. U prvoj fazi, u prisustvu alkoholnih dehidrogenaza, vrši se dehidrogenacija alkohola do acet-aldehida. Zatim se vrši hidratacija acet-aldehida u prisustvu 1mola H2O i nastaje hidrat acet-aldehid. U prisustvu dehidrogenaza vrši se oslobañanje vodonika i nastaje Č3COOH i H2O. Č3Č2OH + ½ O2 Č3ČO + H2O Č3ČO + H2O Č3Č(OH)2 Č3Č(OH)2 + ½ O2 Č3COOH + H2O U ovoj fermentaciji učestvuju mikroorganizmi iz rodova Acetobacter i Acetomonas, a supstrat je alkohol koncentracije 2-10%. Bakterije mogu stvarati navlake na površini supstrata koji fermentišu i tada stvaraju manji % sirćetne kiseline. Max % Č3COOH je 12-15%. Sirćetna fermentacija se koristi za dobijanje: sirćetne kiseline, glukonske kiseline, askorbinske kiseline i sorbita, dehidroksiacetona…

Limunska fermentacija podrazumeva mikrobiološko dobijanje limunske kiseline pod aerobnim uslovima. Polazni supstrat je PGA. Suština ove fermentacije je da se u ciklusu trikarbonskih kiselina izvrši blokiranje limunske kiseline. Kod ove fermentacije pored limunske kiseline stvara se i oksalna kiselina. U neutralnoj sredini javljaju se obe kiseline kao krajnji proizvodi. U kiseloj sredini limunska kiselina je glavni proizvod, a u alkalnoj sredini oksalsirćetna kiselina. Marija Marinković TA 00/25

16


Hemijski proces može da se usmerava promenom pH. Mikroorganizmi koji se najviše koriste u ovoj fermentaciji su plesni iz roda Aspergillus i to vrsta Aspergillus niger.

19. Buterna fermentacija Buterna fermentacija se odvija u anaerobnim uslovima pod uticajem striktnih anaeroba. Postoje dva tipa buterne fermentacije: 1. prava buterna fermentacija (u neutralnoj sredini, Clostridium butyricum) 2. aceton-butilna fermentacija (u kiseloj sredini, Clostridium acetobutyricum, dobija se aceton i butil-alkohol). Ove bakterije koriste brojne izvore C i N, celulozu, pentoze, pa se ova fermentacija javlja u biljnim proizvodima, mleku, mesu, organima za varenje… Kod ove fermentacije krajnji produkt je buterna kiselina koja je isparljiva i ima neprijatan miris. Ova fermentacija se smatra nepoželjnom. Istovremeno tokom fermentacije dolazi do izdvajanja gasa što izaziva bombažu konzervi, pojavu preterane šupljikavosti, a silaža je neupotrebljiva za ishranu stoke. Buterna fermentacija se odvija transformacijom PGA u prisustvu dekarboksilaza i aceton-CoA pri čemu se PGA prevodi u sirćetnu kiselinu, a zatim se u zavisnosti od pH sredine dobija buterna kiselina ili aceton.

20. Razgradnja proteina – proteolitički mikroorganizmi Hidrolitički procesi razgradnje proteina su nepoželjni jer se teško zaustavljaju. Razlikujemo razgradnju proteina, peptida, aminokiselina. Kao rezultat proteolitičkog razlaganja nastaju: organske kiseline, aceton, indol, fenol, H2O, NH3, CO2, H2. Postoje dva izuzetka kada je poželjna razgradnja proteina a to su zrenje sireva i zrenje fermentisanih kobasica. Mikroorganizmi koji učestvuju u razgradnji poseduju proteolitička svojstva i produktima razgradnje snadbevaju i ostale mikroorganizme. Ključni proces u razgradnji proteina je dalja ragradnja aminokiselina. Aminokiseline mogu da se redukuju, oksiduju, hidrolizuju, dekarboksilizuju i kao produkti ovih reakcija nastaju organske kiseline i NH3. Dekarboksilacijom nastaju amini čije je delovanje toksično i zato se namirnice ispituju na prisustvo bioamina. Transformacijom triptofana nastaju indol i skatol, a tirozina nastaju fenol i krezol. Transformacijom aminokiselina sa sumporom nastaju merkaptani. Veoma je bitno zaustaviti transformaciju proteina na nivou aminokiselina jer je dalja transformacija nepoželjna.

Mikroorganizmi koji učestvuju u razgradnji proteina Marija Marinković TA 00/25

17


Podeljeni su u pet grupa: 1. G+, aerobni, sporogeni štapići – Bacillus subtilis, Bacilllus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus pumilis, B. mycoides. 2. G-, aerobni, asporogeni štapići – E.coli, Euterobacter aerogenes, Proteus, Pseudomonas fluorescens, Alcaligenes. 3. G+, anaerobni, sporogeni štapići – Clostridium sporogenes, Clostridium putrefaciens, Clostridium histoliticum, Clostridium botulinum. 4. G+, asporogene koke – Micrococcus varians, Staphylococcus aureus, Micrococcus flavus. 5. Kvasci i plesni – Candida, Mycoderma, Geotričum candidum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Alternaria, Fusarium, Cladosporium. Plesni se koriste za dobijanje komercijalnih proteinaza. Kod ovih mikroorganizama proteinaze su ekstracelularni enzimi, dok su peptidaze više intracelularnog karaktera.

21. Razgradnja skroba Polisaharidi ulaze u sastav biljnog (skrob) i životinjskog (glikogen) materijala, a nalaze se i u ćelijama mikroorganizama kao rezervna materija. Po hemijskom sastavu skrob je polimer koji se sastoji od dva lanca glukozidnih jedinica (amilaze i amilopektina). Hidroliza skroba može da se vrši neorganskim kiselinama ali i enzimima amilazama. α - amilaza raskida veze unutar molekula skroba i pri tom nastaju dekstrini, maltoza i glukoza, a amilopektin se delimično razgrañuje ovim enzimom (oko 60%). β - amilaza razlaže skrob sa spoljašnje strane pri čemu se amilaza potpuno razlaže, a amilopektin oko 40%. Amilaze poseduju sporogene bakterije i plesni iz rodova Aspergillus, Mucor i Rhizopus.

Mikroorganizmi koji učestvuju u razgradnji polisaharida 1.skrob – Bacilus polimyxa, Bacillus subtilis, Clostridium acetobutyricum, Aspegillus niger, Rhizopus delamar, Mucor oryzae. 2.glikogen – Bacillus, Micrococcus, Saćharomyces, Mucor, Rhizopus, Penicillium. 3.celuloza – Bacillus, Clostridium, Tričoderma… Ovi mikroorganizmi vrše razgradnju celuloze u zemljištu i omogućavaju kruženje ugljenika u prirodi.

22. Razgradnja masti Masti su estri glicerola i viših masnih kiselina. Razgradnja masti može biti: 1. oksidativna (kao posledica oksidacije nezasićenih masnih kiselina pri čmu nastaju peroksidi) 2. hidrolitička (pod uticajem enzima lipaza, oslobañaju se masne kiselina). Marija Marinković TA 00/25

18


Masne kiseline mogu da se transformišu po tipu β - oksidacije. Razgradnjom holin nastaju amini koji su većinom neprijatnog mirisa. Masne kiseline doprinose senzornim karakteristikama namirnica. Do razgradnje masti dolazi kada mikroorganizmi koriste masti kao izvor ugljenika. Kod sireva se na bazi sadržaja isparljivih masnih kiselina može odrediti stepen zrenja (intezitet lipolitičkih promena).

Mikroorganizmi koji učestvuju u razgradnji masti 1. 2. 3. 4.

bakterije: Pseudomonas, Proteus, Micrococcus, Bacillus. kvasci: Candida, Saćharomyuces, Klyveromyces. plesni: Aspergillus, Penicillium, Mucor, Cladosporium, Geotričum. aktinomicete: Actinomyces flavus.

23. Mleko kao hranljiva sredina za mikroorganizme Mleko predstavlja osnovnu namernicu u ishrani kao i dobru podlogu za razvoj mikroorganizama. Razviće mikroorganizama zavisi od ekoloških faktora: temperatura, pH, aw vrednosti, oksido-redukcionog potencijala, kao i od prisustva hranljivih materija, broja prisutnih mikroorganizama i vrste mo. Sastav mleka je takav da voda čini 87.3%, suva materija 12.7%, mast 3.8%, proteini 3.55%, laktoza 4.7%, pepeo 0.65%. Na sastav mleka utiču: period laktacije, rasa životinje, način ishrane i zdravstveno stanje. Mikroorganizmi koriste azot iz proteina, a ugljenik iz laktoze. Proteini su zastupljeni u vidu koloida, mlečna mast u vidu emulzije, a laktoza u vidu pravog rastvora. Važan faktor za razvoj mikroorganizama u mleku je temperatura. Ako je mleko ohlañeno broj mikroorganizama u njemu u naredna 3h stagnira ili opada. Ovaj vremenski period se naziva mikrobicidna faza. Baktericidne osobine mleka podrazumevaju sposobnost svežeg mleka da izvesno vreme posle proizvodnje inhibira razmnožavanje bakterija. Ovaj vremenski period se naziva baktericidna faza i traje od 0-6h od muže i zavisi od individualnih osobina muzne životinje, broja i vrsta mikroorganizama, kao i temperature mleka. Na višoj temperaturi ( do 40 0 C) baktericidnost je jače izražena i tada je ova faza kraća.

24. Mikroflora sirovog mleka U mleku su prvenstveno zastupljeni aerobni, mezofilni mikroorganizmi, koji se mogu podeliti u grupe: 1. Okruglaste G+ bakterije – Micrococcus, Staphylococcus, Enterococcus, Lactococcus... 2. Asporogeni G+ štapići – Microbacterium, Corinebacterium Marija Marinković TA 00/25

19


3. Sporogeni štapići – Bacillus 4. Asporogeni G- štapići – Pseudomonas, Flavobacterium, Enterobacter, Esčeričia, Serratia, Alcaligenes. 5. Kvasci

Sastav mikroorganizama u sirovom mleku dobrog kvaliteta Micrococcus, Staphilococcus Streptococcus, Lactococcus Asporogeni G+ štapići Asporogeni G- štapići Bacillus Ostali

30-99% 0-50% <10% <10% <10% <10%

25. Značaj psihrotrofne mikroflore sirovog mleka Psihrotrofni mikroorganizmi su mo koji se razvijaju na temperaturi <70C. Ova mikroflora čini 20-30% ukupnih mo u neohlañenom mleku, dok u ohlañenom postaje dominantna 80-90%. Psihrotrofi su: Pseudomonas, Alcaligenes, Micrococcus, Bacillus, Enterococcus, Flavobacterium. Ovi mikroorganizmi najčešće potiču iz vode, a ima ih i u zemljištu. Dominantno mesto imaju vrste iz roda Pseudomonas (oko 70%). Ovi mikroorganizmi se uništavaju pasterizacijom, ali poseduju termorezistente enzime (lipaze, proteinaze) koji menjaju senzorne karakteristike mleka i preživljavaju pasterizaciju (veliki problem kod trajnih proizvoda kao što su UHT mleko, sir, maslac...). Da bi se broj psihrotrofnih mo u mleku smanjio primenjuju se sledeći postupci 1. hlañenje (usporava brzinu biohemijskih reakcija i razmnožavanje mo) 2. termizacija (blag termički tretman na 63-650C u toku 10 sec. Ne sem se smatrati zamenom za pasterizaciju. 3. pirmena konzervisanja 4. aktiviranje antimikrobnih sistema mleka 5. primena BMK koje svojom antimikrobnom aktivnošću sprečavaju razviće psihrotrofnih mikroorganizama. Termorezistentni mikroorganizama podnose temperaturu pasterizacije u laboratorijskim uslovima 63-650C u toku 30min. Ovde spadaju: Micrococcus, Enterococcus, Microbacterium, Corynebacterium, Bacillus, Clostridium, neke BMK, Alcaligenes tolerans (% preživljavanja je 20%). Ovi mo potiču iz zemljišta, a u mleko dospevaju preko stočne hrane, mlekarske opreme... Koliformni mikroorganizmi ukazuju na kontaminaciju mleka mikroflorom koja potiče iz crevnog trakta. Ovde spadaju: E.coli, Enterobacter, Klebsiella... Marija Marinković TA 00/25

20


26. Poreklo mikroorganizama u mleku Mikroorganizmi mogu poticati iz žive prirode (muzna stoka, ljudi, instekti) ali i nežive (oprema, voda, vazduh, stočna hrana...). mleko koje nastaje u mlečnoj žlezdi je sterilno (ima mali broj mo pa se može reći da je praktično sterilno). Mikroorganizmi u mleko dospevaju preko sisnih kanala. U principu se smatra ako je muzna stoka zdrava da glavni izvor mo u mleku predstavlja oprema koja dolazi u kontakt sa mlekom. Ona se mora prati i dezinfikovati nakon svake muže. Pored opreme i voda je potencijalni izvor kontaminacije. U njoj se najčešće nalaze psihrotrofni mo – Paeudomonas, Flavobacterium, Bacillus... Kontaminacija ovih mo je veoma česta na farmama gde se koristi bunarska voda i gde nije izražena sanitacija opreme. Vazduh ne predstavlja ozbiljan problem, mada u stajama uvek ima prašine gde su prisutni mo – Bacillus, Micrococcus... Stočna hrana je izvor sporogenih bakterija, a mogu biti prisutni plesni i kvasci. Iz prostirke u mleko dospevaju najčešće koliformni mo – E.coli, Enterobacter...

27. Antimikrobni sistem mleka Antimikrobni sistem je složena kategorija pri čemu razlikujemo različite vidove: Specifične prirode (antitela, fagocitoza) 1. Antitela obuhvataju imunoglobuline koji se luče u mlečnoj žlezdi i koji predstavljaju primarnu zaštitu od infekcije. 2. Fagocitoza je rezultat delovanja polimorfonuklearnih leukocita koji imaju sposobnost da okruže strane ćelije koje dospeju u vime i da izvrše njihovu destrukciju. Prilikom upale vimena broj leukocita raste.

Nespecifične prirode 1. Laktoferin je protein koji luči mlečna žlezda, vezuje Fe i time ga čini nedostupnim za neke enzime mo i dovodi do inaktivacije tih enzima. 2. LPS (laktoperoksidaza tiocijanat vodonik-peroksid). Laktoperoksidaza je enzim u mleku, tiocijanat dospeva u mleko ishranom stoke, a vodonik peroksid je metabolit koga produkuju prisutni mo u mleku. Ovaj sistem deluje na G+ mo kao što su Staphylococcus, Clostridium, a doddavanjem vodonik-peroksida u višku se pospešuje antimikrobna aktivnost ovog sistema. Antimikrobno delovanje ovog sistema se pripisuje oksidativnoj formi tiocijanata. 3. Produkti metabolizma masti - antimikrobno delovanje se pripisuje kaprinskoj, kaprilnoj i palmitinskoj kiselini. 4. Deterdženti i dezificijenti – ostaci ovih jedinjanja mogu da izazovu inhibiciju prisutne mikroflore. 21 Marija Marinković TA 00/25


5. BMK produkuju antimikrobne metabolite, a to su organske kiseline, H2O2, CO2, bakteriocini, diacetil… 6. U mleku su prisutni i proteini koji vezuju vitamin B12 i folnu kiselinu čineći ih nedostupnim za mo. Najznačajniji mikrobicidni uticaj imaju antitela i leukociti, a prisutni proteini i mast otežavaju njihovu aktivnost.

28. Zarazne bolesti koje se prenose mlekom Tuberkuloza Izaziva je Mycobacterium tuberculosis. To je G-, štapićasta bakterija koja dobro podnosi kiselu sredinu. Uništava se pasterizacijom.

Mastitis Izazivaju ga Streptococcus agalacticae, Staphylococcus aureus, E.coli, Streptococcus uberis, Corynebacterium bovis... Razlikujemo dva oblika mastitisa: subklinički i klinički (akutni). Kod subklinične forme je blaže zapaljenje, a sastav mleka je neznatno izmenjen. Povećan je broj leukocita. Kod kliničke forme smanejn je % kazeina, sadržaj laktoze, masti, a povećan je sadržaj serum proteina, hlorida kao i broj leukocita. Ako je zapaljenje intenzivno onda nastaje potpuno presušivanje, a prethodi mu pojava krvi u vimenu. Najčešće se prenosi ishranom stoke. Postoje dva načina lečenja: 1. sve krave u periodu kada nema laktacije treba tretirati antibioticima. 2. ispitivanje zbirnog mleka na prisustvo somatskih ćelija i traženje izvora infekcije. Kada se utvrdi koje su krave obolele onda se one tretiraju antibioticima.

Brucela Izazivaju je Brucella abortus (kod goveda), Brucella melitensis (kod ovaca) i Brucella suis (kod svinja). To su G-, štapićasti, nepokretni mo. Ovi mo se uništavaju pasterizacijom. Ovo oboljenje izaziva pobačaj, a kod ljudi se manifestuje u vidu povišene temperature.

Q-groznica Izaziva je Coxiella burnetii, kod ljudi se manifestuje u vidu blage pneumonije. U mleku je povećan sadržaj hlorida. Onaj parazit se uništava pasterizacijom.

31. Uticaj termizacije i pasterizacije na mikrofloru mleka Najvažniji termički tretmani su: Marija Marinković TA 00/25

22


1. termizacija 63-650C, 15sec 2. trajna pasterizacija 63-650C, 30min 3. kratkotrajna pasterizacija 72-750C, 5-20sec 4. trenutna pasterizacija 90-950C, 30-60sec 5. pasterizacija pavlake >800C, 1-5sec 6. UHT tretman 135-1400C, 2-3sec 7. sterilizacija 115-1200C, 20-30min Termizacija je termički tretman koji ima za cilj da smanji broj prisutnih psihrotrofnih mo. Pasterizacija je zagrevanje mleka do odreñene temperature i zadržavanje na toj temperaturi odreñeno vreme, a ima zadatak da uništi 99% prisutne mikroflore.

Mikroorganizmi koji se uništavaju kratkotrajnom pasterizacijom: Enterobakterija – E.coli, Salmonellae; Stafilokoke, Pseudomonas, Brucella abortis, sve vrste kvasaca i plesni.

vrste

iz

roda

Mikroorganismi koji preživljavaju pasterizaciju – termorezistentni: Neki sojevi enterokoka i mikrokoka, neki sojevi iz roda Microbacterium, Alcaligenes tolerans, Streptococcus thermophilus, sporogene vrste iz roda Bacillus i Clostridium. Faktori koji utiču na uspešnost tretmana: 1. odnos temperatura i vreme delovanja 2. broj mo u supstratu 3. istorija ćelija ili spora (sastav podoge, temperatura inkubacije, faza rasta i starost). 4. sastav supstrata u kome se ćelije ili spore tretiraju – pH, voda, drugi sastojci… efikasnost pasterizacije zavisi od odnosa temperatura i vreme, od ukupnog broja mo u mleku i od sastava prisutne mikroflore. Prisustvo termorezistentnih mo smanjuje efikasnost pasterizacije.

Mikroorganizmi otporni na UHT tretman: Spore Bacillus stearothermophilus, B.subtilus..

32. Uticaj sterilizacije na mikrofloru mleka Sterilizacija predstavlja termički tretman na t>1000C. Produžava se trajnost mleka dok se nutritivna vrednost ne menja. UHT tretman podrazumeva tretiranje mleka vrlo kratkim ali intenzivnim termičkim tretmanom (2-3sec, 135-1400C) Cilj UHT tretmana je: 1. da mleko ostane nepromenjeno u odreñenom vremenskom periodu. 2. da mleko ne sadrži mo i toksine štetne po zdravlje potrošača. 3. da mleko ne sadrži mo koji bi mogli da se razvijaju u toku predviñenog roka trajanja. Mikrobiloški uzročnici kvarenja UHT mleka: Marija Marinković TA 00/25

23


1. termorezistentne forme 2. kontaminenti (termorezistentni i termolabilni mo) 3. termorezistentni enzimi ranzih mo (Pseudomonas fluorescens) D-vrednost (vreme decimalne redukcije) predstavlja vreme potrebno da se pri odreñenoj temperaturi broj najrezistentnijih mo smanji za 90%. Z-vrednost je definisana kao razlika temperature koja bi trebala toliko da se poveća da bi se D-vrednost smanjila 10 puta.

Termorezistencija sporogenih bakterija u mleku Tipovi spora Clostridium botulinum Bacillus cereus Bacillus coagulans Bacillus subtilis Bacillus stearothermophilus

D-vrednost na 1200C/sec 3 2-4 18 3-20 200-500.

33. Starter kulture u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda Starter kulture su selekcionisani sojevi mo koji imaju zadatak da usmere tok fermentacije. Ovi mo moraju da ispune neke opšte kriterijume: 1. sigurnost – neposedovanje patogene aktivnosti, odsustvo toksičnog delovanja 2. tehnološke karakteristike – dominacija u odnosu na spontanu mikrofloru, stabilan metabolitska aktivnost, otpornost na kontaminaciju tokom tehnološkog procesa. 3. ekonomski aspekt – primena kultura mora biti rentabilna, kulture moraju biti liofilizovane, rukovanje kulturama mora biti jednostavno.

Istorijski razvoj starter kultura Spontana acidifikacija ↓ Inokulacija sa prethodno fermentisanim proizvodom ↓ Mešane nedefinisane kulture ↓ Precizno definisane kulture ↓ Definisane kulture koje sadrže modifikovane sojeve

BMK koje ulaze u sastav startera Marija Marinković TA 00/25

24


Mezofilne – fermentacija je na 25-350C 1. Lactococcus lactis šp. lactis 2. Lactococcus lactis šp. cremoris 3. Lactococcus lactis šp. lactis biovar diacetylactis 4. Leuconostoc sp. Termofilen – fermentacija je na >400C 1. Streptococcus salivarius šp. thermophilus 2. Lactobacillus delbruckii šp. bulgaricus 3. Lactobacillus delbruckii šp. lactis 4. Lactobacillus acidophilus 5. Lactobacillus casei 6. Bifidobacterium sp.

34. faktori koji doprinose inaktivaciji starter kultura 1. Deterdženti i dezificijenti – usporavaju fermentaciju i mogu dovesti do njenog potpunog prestanka. Dospevaju u mleko preko cevi i sudova. 2. Bakteriofagi – virusi koji napadaju bakterije i izazivaju autolizu ćelije. 3. Antibiotici – prisutni su u mleku kao posledica tretiranja obolelih krava. Termofilni mo su osetljiviji na antibiotike od mezofilnih. 4. produkti metabolizma BMK – mlečna kiselina, H2O2, CO2, diacetil… 5. produkti razgradnje masti 6. antimikrobni sistemi mleka – antitela, leukociti, laktoferin, LPS.

35. Osnovna svojstva mo koji ulaze u sastav startera i nove metode koje se koriste u cilju poboljšanja njihove aktivnosti Postoji podela starter kultura na: mezofilne (deluju na t=20-350C) i termofilne (deluju na t>400C). U okviru ova dva tipa razlikujemo mešane (nedefinisane) i definisane kulture. Mešane se sastoje od većeg broja sojeva različitih vrsta, dok se definisane sastoje od jednog ili više sojeva jedne ili više vrsta.

Prednosti mešanih kultura 1. Dobro ponašanje u proizvodnim uslovima 2. Proizvodi imaju dobra organoleptička svojstva

Nedostaci mešanih kultura 1. problemi nastali kao rezultat delovanja faga teško se rešavaju 2. sistem zahteva veliko angažovanje

Prednosti definisanih kultura 1. sastav startera je poznat 2. zamena soj aje moguća Marija Marinković TA 00/25

25


3. nema variranja u aktivnosti kulture 4. manji inokulum (količina startera koja se dodaje u mleku) 5. poboljšanje kvaliteta sireva

Nedostaci definisanih kultura 1. kada je u pitanju aroma najbolji rezultati se dobijaju kod Čedra i Mocarele 2. kod ostalih sireva zapažena slična organoleptička svojstva.

36. Tipovi starter kultura Tečne - mo se čuvaju u mleku, trajnost je sedam dana u frižideru, 102-108 mo/ml.

Sušene - u vidu praha ili granula. 1. sušene sprej sistemom 2. liofilizovane - sušene u zamrznutom stanju pod vakuumom u vidu granula, manje su aktivne pa se dodaju u većoj meri, traju 6-12 meseci na 180C a u frižideru 45 dana. Smrznute – 1. na -600C, traju oko 6 meseci 2. ne -1960C, traju neograničeno, smrzavaju se u tečnom azotu. Komercijalne kulture koje dobijaju mlekare su mrznute na -450C do -600C u suvom ledu ili tečnom azotu i upakovane u odgovarajuću ambalažu. Kod tradicionalnih starter sistema fermentacija počinje laboratorijski sa 2-3% kulture od koje se presejavanjem u veću količinu mleka dobija matična kultura. Zatim se od matične kulture presejavanjem dobija radna kultura koja se dodaje u mleko koje treba da fermentiše. DVS – koncentrovana kultura koja se dodaje direktno u mleko RED-SET – konc. kultura od koje se najpre pravi radna, pa se ona dodaje u mleko.

37. Značaj koncentrovanih kultura Koncentrofane kulture predstavljaju selekcionisane mo koji su koncentrofani, smrznuti i upakovani u odgovarajuću ambalažu. Koriste se za proizvodnju radne kulture ili za direktnu fermentaciju. Koncentracija ćelija kod koncentrovanih kultura je 1010-1011, kod smrznutih 1011, a kod liofiliczovanih 1012.

Prednosti koncentrovanih kultura 1. lako se koriste 2. aktivnost kultura se može kontrolisati 3. poseduju konstantnu aktivnost 4. smanjena mogućnost infekcije Marija Marinković TA 00/25

26


prednosti super koncentrovanih kultura 1. nije potrebno pripremanje radne kulture 2. zastupljenost sojeva u kulturi je konstantna što je veoma važno za proizvoñače aroma. 3. moguće je kombinovanje različitih kultura čime se stvara mogućnost dobijanja sireva sa specifičnim karakteristikama. 4. smanjen stepen infekcije sa bakteriofagima

38. Značaj bakteriofaga i metode sprečavanja infekcije bakteriofagima Bakteriofagi su virusi koji napadaju bakterije. Bakteriofagi sadrže enzime koji razgrañuju ćelijski zid. Fag se pričvršćuje za ćelijski zid, razlaže ga, a zatim se vrši ubacivanje sadržaja iz glave faga u bakterijsku ćeliju. Bakteriofage možemo podeliti na umerene i virulentne. Genetski materijal umerenog bakteriofaga se za vreme razmnožavanja bakterija udvaja zajedno sa genetskim materijalom bakterija, jer je DNK faga ugrañena u DNK bakterije. Bakterije koje proizvode umerene bakteriofage poznate su kao lizogene bakterije. Pod uticajem odreñenih faktora (t, odreñena hemijska jedinjenja, antibiotici) umereni fag može da postane virulentan. Kod virulentnog faga DNK se otima kontroli hromozoma i počinje nezavisno da se razmnožava na račun ćelijskih elemenata (od jedne DNK faga za 1h može da nastane preko 120 novih virusa u ćeliji). Ovo ima za posledicu prestanak metabolizma u ćeliji bakterije. Zatim dolazi do pucanja ćelijskog zida i oslobañanja faga koji napada nove ćelije. Prelaz umerenog faga u virulentan se naziva indukcija. Transdukcija je kada virusi služe ka oprenosioci genetskog materijala. Na plazmidima se nalaze geni koji kontrolišu vitalne funkcije ćelije. Gubitak plazmida govori o nestabilnoj aktivnosti ćelije. Ubacivanjem faga u ćeliju bakterije možemo postići cepanje DNK-plazmida pri čemu se odcepljeni segment ugrañuje u DNK faga. Dobijeni bakteriofag sa novom sekvencom se unosi u drugu ćeliju koja u svoj hromozom ugrañuje DNK faga i na ovaj način bakterijska ćelija dobija nova svojstva.

Sprečavanje adsorpcije faga 1. postoje restrikcioni modifikovani enzimi koji napadaju svaku stranu DNK koja uñe u ćeliju. 2. ako ćelija u sebi sadrži umereni fag ona je otpornija na delovanje drugih faga.

Postupci za sprečavanje infekcije bakteriofagima 1. 2. 3. 4. 5.

startere treba posejati u aseptičnim uslovima potrebno je smanjiti subkultivisanja uvoñenjem koncentrovanih kultura treba koristiti startere koji sadrže fagoticirane sojeve treba koristiti podloge koje inhibiraju rast faga treba koristiti sojeve koji su otporni na fage 27 Marija Marinković TA 00/25


6. upotreba modifikovanih sojeva

39. Uloga mikroorgnizama u proizvodnji jogurta Proces proizvodnje kiselog mleka 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

standardizacija masti koncentrisanje ili dodatak 2-4% praha homogenizacija mleka 150-200 kg/cm3 termički tretman 90-950C, 3-5min hlañenje do temperature inokulacije 32-430C dodavanje kultura punjenje u ambalažu fermentacija 5h na 430C hlañenje na 150C i hladno lagerovanje na 40C

Proces proizvodnje jogurta 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

standardizacija masti koncentrisanje ili dodatak 2-4% praha homogenizacija 150-200kg/cm3 termički tretman 90-950C, 3-5min hlañenje do t fermentacije 32-430C dodavanje kulture fermentacija 5h na 430C mešanje hlañenje na 200C, punjenje i hladno lagerovanje

Posle fermentacije jogurt treba hladiti do 250C i vršiti punjenje u ambalažu, a zatim ga ponovo hladiti jer se tako postiže bolji viskozitet nego kada bi se jogurt odmah hladio do 150C ili 50C. Izbor jogurtnih kultura utiče na viskozitet. Dobar viskozitet daju kulture koje imaju moć acidifikacije (fermentacija se sporo odvija).

Mikrobiološki aspekti proizvodnje jogurta Temperatura na kojoj se vrši fermentacija je 43-440C jer je to optimaln at za razvoj Bulgaricusa i Thermophilusa. Ove dve vrste mo žive u simbiozi. S.thermophilus sintetiše mravlju kiselinu koja povoljno deluje na L.bulgaricus, a sintetiše u malim količinama i CO2 koji snižava redox potencijal i omogućava razvoj bulgaricusa jer se on razvija u uslovima manje količine kiseonika nego thermophilus. L.bulgaricus poseduje proteolitičku aktivnost i razgrañuje proteine pri čemu nastaju aminokiseline koje stimulativno deluju na thermophilus koji je slabiji proteolit. Ovi mo stvaraju mlečnu kiselinu koja u odreñenim količinama deluje inhibitorno i na jednu i na drugu vrstu. Za fermentaciju se mogu koristiti


28


definisane ili nedefinisane jogurtne kulture. Obe vrste stvaraju acet-aldehid koji daje aromu. U mleku se prvo razvija thermophilus koji snižava pH i produktima metabolizma stvara uslove za razviće bulgaricusa koji zatim svojim produktima metabolizma stimuliše rast thermophilusa pa je pri kraju fermentacije odnos 1:1. Ako želimo kiseliji proizvod povećavamo temperaturu fermentacije a skraćujemo vreme fermentacije, a dobijamo proizvod lošijeg viskoziteta. Ako želimo bolju konzistenciju i blagu aromo koristimo niže temperature sa produženom fermentacijom.

Mikroorganizmi koji izazivaju kontaminaciju Kvasci su najčešće uzrok kvarenja fermentisanih napitaka. Odgovaraju im uslovi proizvodnje i to im je optimalna sredina za razviće. Kvasci izazivaju bombažu i daju rezak ukus usled izdvajanja gasa. Predstavljaju problem kod voćnog jogurta gde dospevaju preko voćne paste, ako ona nije dovoljno termički tretirana. Tečni jogurt ima veoma slab viskozitet. To je proizvod koji se pakuje pod aseptičnim uslovima, ima trajnost 2 meseca. Najčešće se proizvodi sa dodacima voća ili sirupa, ima tečnu konzistenciju.

Nedostaci jogurta 1. proizvod nema dobar viskozitet (usled niskog sadržaja proteina, nedovoljnog termičkog tretmana, preteranog mešanja...) 2. vazduh u grušu (ulazi preko oštećenja na pumpama, kontaminacija kvascima ili koliformnim bakterijama). 3. nedostaci ukusa (suviše dugo vreme hlañenja, visoka t čuvanja, suviše veliki inokulum...).

40. Uloga mikroorganizama u proizvodnji ostalih fermentisanih napitaka

Faktori koji utiču na kvalitet fermentisanih mlečnih proizvida su: 1. hemijski i mikrobiološki kvalitet mleka 2. sadržaj citrata u mleku 3. sadržaj kiseonika u mleku 4. termički tretman i homogenizacija 5. temperatura fermentacije 6. tehnološki postupci nakon fermentacije 7. sastav i kvalitet starter kultura 8. aktivnost kulture 9. meñusobni odnos različitih vrsta u kulturi Uloga pojedinih vrsta: Marija Marinković TA 00/25

29


1. Streptococcus salivarius šp. Thermophilus Produkuje mlečnu kiselinu, produkuje egzopolisaharide, acet-aldehid, stimuliše rast Lactobacillus bulgaricusa u jogurtnoj kulturi... 2. Lactobacillus delbruckii šp. Bulgaricus Produkuje mlečnu kiselinu, stimuliše thermophilus u jogurtnoj kulturi. 3. Lactobacillus delbruckii šp.lactis Produkcija mlečne kiseline. 4. Lactobacillus acidophilus Produkcija mlečne kiseline, probiotska svojstva. 5. Lactobacillus casei Produkcija mlečne kiseline, probiotska svojstva. 6. Bifidobacterium sp. Produkcija mlečne kiseline, produkcija acetata, probiotska svojstva.

41. Značaj probiotika i primena kod proizvoda od mleka Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Bifidobacterium sp. nisu klasične BMK, njihovo prirodno stanište je intestinalni trakt i zato se ovi mo koriste i u industrijskim fermentacijama. Ovi mo su probiotici, mikrobiološki ingredijenti hrane koji imaju pozitivan zdravstveni efekat izvan uobičajenih nutritivnih vrednosti.

Karakteristike probiotskih bakterija: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Humano poreklo Otpornost na žučne soli i povećanu kiselost Adhezija na crevni epitel (humane ćelije intestinalnog trakta) Produkcija antimikrobnih supstanci Mogućnost korišćenja u industriji hrane Klinički su ispitane

Terapeutski efekti probiotskih bakterija: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Bolje usvajanje laktoze kod laktozointolerantnih osoba Sniženje holesterola i triglicerida u krvi Uspostavljanje normalne crevne flore posle tretmana antibioticima Pozitivan efekat u tretmanu akutnih i hroničnih oblika dijareje Bolje usvajanje kalcijuma iz mleka Poboljšanje imunog sistema

Faktori koji utiču na primenu antibiotika: 1. 2. 3. 4. 5.

Karakteristika soja Sastav supstrata i redox potencijal Veličina inokuluma Temperatura inkubacije i temperatura čuvanja finalni pH

Proizvodnja ABT mleka 1. standardizacija masti 3.5%, proteina 3.6-3.8% Marija Marinković TA 00/25

30


2. 3. 4. 5. 6.

homogenizacija termički tretman 90-950C 3-5min inkubacija 370C, inokulacija direktnom kulturom fermentacija 14-16h, pH=4.5 mešanje, hlañenje do 20-250C, punjenje

Kisela pavlaka Spada u grupu mezofilnih fermentisanih napitaka, koriste se maslačne kulture i to: 1. Lactococcus lactis šp. Lactis, cremoris – produkcija mlečne kiseline, snižavanje pH vrednosti… 2. Lactococcus lactis šp. lactis biovar diacetylactis – produkcija aromogenih jedinjenja, diacetila, acetata, acet-aldehida, CO2 3. Leuconostoc mesenteroides šp. cremoris – produkcija aromogenih jedinjenja, redukcija acet-aldehida do etanola. Pavlaka može da ima 12-30% mlečne masti. Diacetil je značajan kod pavlake za specifičnu aromu.

Butter milk U tečnom je stanju i prijatnog je mirisa i ukusa. Koristi se sa dodatkom voća i voćnih sokova. 1. mleko za 0.5-1% masti 2. homogenizacija 3. pasterizacija 90-950C 1-2min 4. inokulacija 20-220C 5. acidifikacija pH=4.5 6. mešanje, homogenizacija, hlañenje, pakovanje.

Kumis Kumis je napitak sa Kavkaza sa odreñenim procentom alkohola. Za fermentaciju se koristi kravlje mleko, a nekad se koristilo kobilje mleko.

Kefir Zastupljena je mlečna i alkoholna fermentacija u toku koje se stvara 0.20.6% alkohola i CO 2 . Za proizvodnju se koriste kefirna zrna veličine 1520mm. Kefirna zrna se čuvaju u mleku (jedno zrno ide na 5% mleka). Mešanjem i filtriranjem dobijamo filtrat koji predstavlja radnu kulturu koja se dodaje ohlañenom mleku koje zatim ide na fermentaciju na 22-250C. Potom se hladi na 14-160C a zatim se 12h vrši alkoholna fermentacija i hlañenje na 5-80C i pakovanje i zrenje na toj temperaturi. Nastali alkohol daje karakterističan ukus a CO 2 manje ili više penušavu strukturu. Prema trajanju zrenja i količini alkohola razlikujemo 3 vrste kefira: jednodnevni – slabi kefir, kiselost je 36 0SH, dvodnevni – srednji, 0.2% etanola, slabo penušav. Marija Marinković TA 00/25

31


dvodnevni – srednji, reñi je, 42 0SH, 0.4% alkohola, više CO 2 trodnevni – jak, 0.6% alkohola, redak je 48 0SH.

42. Maslac kao hranljiva sredina za mikroorganizme Maslac je proizvod koji se dobija bućkanjem pavlake. Sadržaj mlečne masti u maslacu je 80-95%.

Postupak proizvodnje: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

sirovo mleko zagrevanje, separacija, standardizacija pavlaka pasterizacija dodavanje mlečnih streptokoka 15-200C, 16-18h hlañenje i delimična kristalizacija bućkanje i kontinualna proizvodnja gde se javljaju dve faze: mlečna mast i mlaćenica. Mali procenat ugljenih hidrata i proteina nije idealna sredina za razvoj mo pa pri izradi 90% mo odlaze sa mlaćenicom. Na mikrobiološku sliku maslaca najveći značaj ima raspored kapljica (ako su neravnomerne onda je maslac dobar za razvoj mo, a sam izvor kontaminacije ja sama pavlaka, voda, oprema…) Mikrobiološke mane maslaca: 1. Neprijatan ukus – Pseudomonas putrefaciens, sluzave kolonije na površini 2. Užeglost – Pseudomonas fluorescenst, Pseudomonas fragi, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, mikrokoke i plesni iz rodova Penicillium, Aspergillus, Cladosporium. 3. mrke ili crne mrlje – Pseudomonas nigrifaciens, crveno mrke mrlje – Fusarium, Penicillium, crvene mrlje – Serratia, zelene mrlje – Penicillium, crne mrlje – Cladosporium, maslinaste mrlje – Alternaria.

43. Mikroorganizmi u proizvodnji sireva Uloga mikroorganizama u proizvodnji sireva je da snizi pH mleka do vrednosti optimalne za dejstvo himozina. Kasnije u fazi zrenja mo imaju proteolitichku aktivnost. Najvazzniji proces je zrenje u kome dolazi do razgradnje osnovnih sastojaka sirne mase: proteina, masti, ugljeni hidrati. U toku zrenja veliki broj enzima učestvuje u razgradnji ovih sastojaka: himozin, enzimi startera, enzimi mleka, enzim termorezistentnih mo, enzimi kontaminenata. Uloga enzima je da razgradi proteine do nižih azotnih materija koje time postaju dostupne enzimskom sistemu BMK (startera). Marija Marinković TA 00/25

32


Sirevi predstavljaju biološku konzervu gde se kazein i mlečna mast koncentruju 6-12 puta. Sinerezis je proces koji predstavlja izdvajanje surutke iz sira.

Klasifikacija sireva na osnovu količine vlage data je u tabeli:

Proces proizvodnje sireva 1. prijem – prijem mleka, termizacija ili hladjenje, skladištenje 2. predtretman – separacija, standardizacija masti, pasterizacija, baktofugacija (centrifuga sa velikim brojem obrtaja koja izdvaja mo iz mleka), sterilizacija i mešanje baktofugata. 3. formiranje gruša – prijem starter kulture i obrazovanje gruša 4. završna obrada – izdvajanje surutke, punjenje kalupa i predpresovanje, finalno presovanje, pranje kalupa, soljenje, pakovanje, skladištenje. Klasifikacija sireva prema % V u BMS Kategorija %V u BMS Extra tvrdi <51 44. Tvrdi 49-56 Polutvrdi 54-69 Meki >67

Mikrobiološki aspekti zrenja sireva Zrenje predstavlja biohemijski proces u kome dolazi do postepene razgradnje osnovnih sastojaka sirne smese a to su kazein, laktoza i mlečna mast.

Zrenje sirnih pogača Kazein (osnovni protein mleka) razgradjuju ga enzimi do peptida velike molekulske mase peptidi male molekulske mase dostupni enzimima BMK aminokiseline amini, alkoholi, aldehidi, amonijak.

Osnovni biohemijski procesi u toku zrenja 1. Proteoliza – starteri, BMK koje ne pripadaju starterima, mikrokoke, pediokoke... 2. Glikoliza – transformacija laktoze, laktata 3. Lipoliza – ovaj proces prate sekundarne transformacije koje utiču na finalna senzorna svojstva – lipolitičke promene. Marija Marinković TA 00/25

33


Primarna uloga u razgradnji proteina pripada himozinu. Razgradnjom kazeina stvaraju se produkti koji omogućuju BMK da vrše dalju transformaciju. Osnovni agensi uključeni u zrenje su: sirila (deluju kao proteolitichki enizmi), enzimi mleka, enzimi startera, enzimi sekundarnih startera (Brevibacterium, Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti, Propionibacteriu sp.), enzimi termorezistentnih kontaminenata.

Put hidrolitichke razgradnje masnih kiselina Masne kiseline ↓ Estri Buterna Kapronska Kaprilna ↓ ↓ Aceto-sirćetna kiselina β-keto kapronska kiselina ↓ ↓ Sirćetna kiselina Aceton Ketoni ↓ Acetil-CoA ↓ Aminokiseline

Kaprinska ↓ β-ketokiselina

Osnovni tipovi zrenja 1. Primarno – proces razgradnje proteina se odvija ujednačeno u celoj masi i proces zrenja je ravnomeran u celoj sirnoj masi: (polutvrdi i tvrdi sirevi) 2. Sekundarno – proces zrenja započinje na površini i dalje se odvija ka unutrašnjosti sirne mase (Kamember). 3. Mešovito – zastupljena su oba načina zrenja (Rokfor, Gorgonzola) Za proizvodnju sireva se koriste i mezofilne i termofilne kulture (Thermophilus, helveticus, bulgaricus…)

Mane sireva 1. mane ukusa i mirisa Gorak ukus – izražena proteoliza, izazivači su Micrococcus, Proteus, Bacillus) Prekiseo ukus – izazivači su koliformni mikroorganizmi 2. Mane izgleda Rano nadimanje – karakteriše se pojavom sitnih kapljica u početku zrenja zbog izdvajanja gasa (najchešcce kod polutvrdih i tvrdih sireva). Izazivači su koliformni mo, kvasci, Bacillus.


34


Kasno nadimanje – u poznim fazama zrenja dolazi do formiranja velikih šupljina usled buterne fermentacije. Izazivači su Clostridium sporogenes, Clostridium butyricum. 3. Mane konzistencije Pojava sluzi na površini sireva. Izazivachi su Alcaligenes, Pseudomonas… javlja se kod mekih sireva. 4. Mane boje Na preseku – narandzzaste mrlje od Lactobacillus plantarum, bele mrlje od Clostridium butyricum. Na površini – sive mrlje od Rhizopus, Mucor, zelene od Penicillium, Aspergillus, crne od Aspergillus, maslinaste mrlje od Alternariae. Na površini mekih sireva obojene mrlje stvaraju kvasci i mikrokoke.

45. Mikroorganizmi u proizvodnji tvrdih sireva Ementalera Ementaler ima tezzinu 70-80kg. Proizvodi se od pasterizovanog mleka kome se dodaju termofilne kulture Lactobacillus helveticu, Streptococcus thermophilus i propionske bakterije. U toku prvih 24h dolazi do razgradnje laktoze. Nakon mlechne fermentacije, posle nekoliko dana zrenja, dolazi do razvicca propionskih bakterija, a propionska fermentacija pochinje 12-og dana i dostize maksimum izmedju 60-80 dana. Kao posledica aktivnosti propionskih bakterija, koje koriste laktate, dolazi do oslobadjanja CO2 i na mestima gde je struktura sirnog testa bila najlabavija formiraju se šupljine. Preterana aktivnost propionskih bakterija dovodi do preterane šupljikavosti. Kao rezultat propionske fermentacije nastaju propionska i sirccetna kiselina. Faktori koji doprinose šupljikavosti:


35

predavanja-tehn-mikorbiologija

Recommend Documents