Cenoanabiosa Biologická konzervace potravin

Transkript

1 Cenoanabiosa Biologická konzervace potravin 1

2 Princip Metabolity jedné skupiny mikroorganismů brání rozvoji jiných -nezabijí, ale potlačí růst Prodloužení trvanlivosti Dosažení určitých senzorických vlastností potraviny (organické kyseliny, diacetyl, aromatické a chuťové látky, změna konzistence, vývoj plynů ) Zvýšení nutriční hodnoty potraviny (např. tvorba vitaminů skupiny B, zvýšení stravitelnosti bílkovin) 2

3 Princip Metabolity Účinek proti Princip Organické kyseliny (mléčná, octová, propionová, jablečná, mravenčí, máselná ) Plísně, kvasinky, bakterie Pokles ph Antimikrobiální účinek CO 2 Peroxid vodíku Aldehydy, ketony, alkoholy (acetaldehyde, diacetyl, acetoin, ethanol) Bacteriociny (nisin, pediocins, lacticins), reuterin (3- hydroxypropionaldehyde) Aerobní bakterie a další MO Plísně, kvasinky, bakterie bacterie bacterie Vytváří anaerobní podmínky Pokles ph Antimikrobiální účinek a může zvyšovat propustnost membrán Antimikrobiální účinek Antimikrobiální účinek 3

4 Požadavky na konzervující MO Rychlý růst na vhodném substrátu, snadná kultivace ve velkém objemu Stabilita fyziologických projevů, produkce žádoucích metabolitů Jednoduché podmínky pro maximální růst Příklad účinného procesu 1 g suchých MO s vysokou aktivitou - zkvasí 10 kg laktosy/h Bezpečnost produktu 4

5 Bakteriociny Produkty bakterií (peptidy, proteiny, LAB), které ničí jiné bakterie obvykle stejného nebo podobného druhu Regulace: Statut GRAS produkujícího MO a / nebo purifikovaných bakteriocinů Široké (vs. úzké) spektrum inhibice Problémy s termostabilitou Zákaz humánních antibiotik Aplikace: Očkování při výrobě Použití surovin dříve zaočkovaných Čišté bakteriociny jako aditiva (nisin E234) 5

6 Konzervace kvašením Princip cukerný substrát úplná oxidace substrátu - na vodu a oxid uhličitý částečná oxidace ethanolové, mléčné, octové kvašení Faktory mikroorganismy substrát teplota ph kyslík látky s chemoanabiotickým účinkem 6

7 Konzervace kvašením 7

8 Alkoholové kvašení - princip 1mol glukosy 2 moly ethanolu + 2 moly CO 2 Substrát - zkvasitelné cukry přirozeně přítomné (glukosa, fruktosa, sacharosa po inverzi), hydrolýza dextrinů nebo škrobu (pivo) Mikroorganismy kvasinky Saccharomyces Produkt - ethanol mikrobicidní účinek - 60 až 70 % ethanolu denaturace proteinů v protoplastu -bakterie citlivější než kvasinky Cenoanabiosa Alkoholické nápoje ethanol - 3 do 13 % a w CO 2 ph + O 2 Výrobky - legislativa Pivo Víno Ovocná vína 8

9 Alkoholové kvašení - mikroorganismy Kvasinky - Saccharomyces : pivní, vinné, pekařské kulturní S. cerevisiae (svrchní k.), S. uvarum, S. bayanus, S. pastorianus (carlbergensis, spodní k.) kulturní formy snášejí až 13 % ethanolu shluky, sedají - vyčiřují kvasicí kapalinu Nežádoucí Divoké kvasinky (tzv. non-saccharomyces: Dekkera, Brettanomyces, Torulaspora delbrueckii) málo ethanolu, nežádoucí aroma a chuť. Aerobní křísovité kvasinky Candida, Hansenula a Pichia Plísně (při nedostatečně anaerobním prostředí) 9

10 Alkoholové kvašení - podmínky Substrát - zkvasitelné cukry (optimum 8-20 %; obecně do 30%) podle Gay Lussaca ze 100 g hexosy 64,4 ml ethanolu Organické a minerální živiny - zdroj dusíku a fosfátu (30-40 g NH4H2PO4 na 100 l ředěné šťávy, nebo šťávy z méně zralého ovoce, i na dusík chudých zdroj) ph - optimální ph kolem 3,5 ovocné kyseliny (jablečná, citronová, vinná) vliv na kontaminující bakterie!!! kyselina mléčná a octová kvasinkám škodí kyselé ovoce nutné odkyselení (ředění, iontoměniče) Teplota C kvašení za chladu 8 10 C, chladnomilné kvasinky Přítomnost kyslíku - kvasinky mikroaerobní (důležitý při klíčení askospor a při rozmnožování) 10

11 Mléčné kvašení Bakterie mléčného kvašení Lactococcus spp., Leuconostoc spp., Lactobacillus spp. Mechanismus účinku ph x disociace kyselin Kyselina mléčná octová, propionová průchod do mo buňky denaturace mo bílkovin Výrobky krouhaná zelenina, zelí okurky, fazolové lusky, kukuřičné klasy, houby, olivy mléčné výrobky fermentované masné výrobky startovací kultury 11

12 Mléčné kvašení - mikroorganismy homofermentativní Lb. acidophilus, Lb. delbrueckii (subs. bulgaricus nebo lactis), Lactococcus lactis subs. lactis, rod Pediococcus (výjimky), rod Streptococcus (thermophilus) heterofermentativní Lb. casei, Lb. plantarum (fakultativně), Lb. brevis, Lb. buchneri, rod Leuconostoc, Lactococcus lactis subs. lactis biovar. diacetylactis, Pediococus cerevisiae kontaminující, vždy nežádoucí hnilobné - směs různých, ph 6-7, Bacillus subtilis (obrana - okyselení) máselné - Cl. butyricum plísně, křísy, povlaky - Candida, Oospora 12

13 Mléčné kvašení 13

14 Mléčné kvašení podmínky - zelenina Substrát- cukr zelenina přisladit Přísady - sůl (1,7 %), fytoncidní látky - křen, česnek, koření, cibule přikyselení Teplota C přítomnost kyslíku mléčné kvašení C; anaerobní octové C; aerobní máselné 35 41; anaerobní Hygiena procesu Sterilace Chladírenské skladování Balení v modifikované atmosféře Chemoanabiosa 14

15 Mléčné a masné výrobky Kysané mléčné produkty Sýry kysané mléko ( Lactococcus lactis, Lc. cremoris) jogurt (Steptococcus thermophilus, Lb. bulgaricus) acidofilní mléko (Lb. acidophilus) biokys (Lb. acidophilus, Bifidobacterium bifidum, Pediococcus acidilactici) sýry - kyselé (z tvarohu sraženého kys. mléčnou) plísňové sýry - Camembert, Blue cheese, rizika - biogenní aminy, mykotoxiny Blue cheese flavour - beta oxidace mastných kyselin parfémové žluknutí Fermentované salámy startovací kultury streptokoky, laktobacily produkce kyseliny mléčné, snížení ph 15

16 Octové kvašení - podmínky Princip - oxidace etanolu na kyselinu octovou činností bakterií rodu Acetobacter aceti a Gluconobacter oxydans CH 3 -CH 2 OH + O 2 oxidace CH 3 COOH + H 2 O Substrát ethanol nebo ovocné víno Živiny - glukóza, močovina, glycerol, hydrolyzát droždí Teplota C Přítomnost kyslíku - aerobní Výrobky - legislativa 16

17 Mikrobiální proteolýza Čínská vejce Kachní vejce Uložení do alkalizovaných směsí zeminy, rýžových slupek, vápna apod. Vlastní enzymy + proteolyzující mo: Bacillus subtilis Proteolytické změny bílkovin, fosfolipidů Chuťové, barevné změny; změny konzistence Surströming Ryby v hermeticky uzavřených plechovkách - polokonzerva Protelolýza jen do určitého stupně Sójové omáčky Suroviny: sója, pšenice (zdroj kyseliny glutamové, prekurzor cukrů, alkoholu a organických kyselin), sůl, popř. rýže; tři fáze výroby 1. enzymový preparát kóji (Aspergillus oryzae, proteolytický, amylolytický) 2. slaná fermentace 3. rafinace 17

18 Kulturní plísně Startovací kultury (Penicillium, lipolytická a proteolytická aktivita): Klobásy a salámy (např. Winter salami Křemešník, Uherák) pro zlepšení chuti a rizika růstu nežádoucích bakterií během zrání (Penicillium nalgiovense) Bílé formy na površích sýru Brie a Camembert (Penicillium camemberti) přispívají k jejich hladké smetanové struktuře a jedinečné vůni Modrý sýr (Gorgonzola, Roquefort, Niva - Penicillium roqueforti) se svou vlastní výraznou barvou, chutí, strukturou a vůní 18

19 Bariérová teorie Minimálně opracované potraviny 19

20 Bariérová teorie Postupy tzv. minimálního opracování Čerstvé nebo minimálně opracované potraviny - Překážkový efekt Kombinace několika konzervačních zákroků, které samotné nestačí na stabilizaci, ale společně vytváří systém překážek, bariér proti růstu mikroorganismů omezení kontaminace omezení pomnožení mikroorganismů dodržení hygienických podmínek dodržení technologických postupů při výrobě žádné nebo minimální prodlevy při optimálních teplotách pro růst mikroorganismů 20

21 Bariérová teorie Počáteční MO kontaminace Teplota skladování ph Aktivita vody Co nejnižší Co nejnižší Co nejnižší Co nejnižší Kyslík Co nejnižší (pro kazící MO) Tepelné ošetření nad 65 C Co nejvyšší Použití chemických látek s konzervačním účinkem Ano Použití ušlechtilé mikroflóry Ano 22

22 Barierová teorie Minimální podmínky růstu vybraných MO (G.Betts) 22

23 Bariérová teorie 22

24 Barierová teorie (L. Leistner) 24

25 Barierová teorie 25