Bakterie mléčného kvašení: druh, klasifikace, hodnota

Bakterie mléčného kvašení jsou známé svou schopností přeměnit cukr na kyselinu mléčnou. Tento proces již dlouho používají lidé k uchovávání potravin, přípravě krmiva, k výrobě různých mléčných výrobků, vína.

Charakteristika bakterií

Bakterie mléčného kvašení jsou grampozitivní anaerobní látky. To znamená, že pro oxidační procesy a metabolismus nepotřebují kyslík. Bakterie mléčného kvašení patří do skupiny (rodiny) Lactobacillaceae, která zahrnuje:

• podčeleď Lactobacilleae (zahrnuje rod Lactobacillus);
• podrodina Streptococceae (zahrnuje rod Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus).

První dva typy jsou pro člověka a jeho ekonomické aktivity nejdůležitější. Navzdory blízkému vztahu se zástupci řádu Lactobacillales, jako jsou streptokoky pneumonie, obvykle nepřisuzují skupině mléčných bakterií. A užitečné bifidobakterie nebo mikroby z rodu Bacillus, které jsou aerobními buňkami tvořícími spor, jsou někdy označovány jako skupina laktobacilů kvůli podobnosti v metabolismu sacharidů a jejich úloze v potravinářském průmyslu.

Klasifikace

Klasifikace bakterií mléčného kvašení není dostatečně rozvinutá. Díky charakteru uvolněných fermentačních produktů jsou rozděleny do dvou skupin.

• Homofermentative . Výsledkem fermentace uhlovodíků je uvolňování kyseliny mléčné. V malých množstvích je proces doprovázen kyselinami jantarovými a fumarovými, oxidem uhličitým a ethanolem.
• Heterofermentativ také tvoří kyselinu mléčnou jako výsledek rozkladu sacharidů. Spolu s tím, asi polovina cukrů, které používají pro výrobu kyseliny octové, oxidu uhličitého a ethanolu.

Klasifikace podle formy je obtížná, protože bakterie mléčného kvašení patří do skupiny variabilních mikroorganismů. Tvar mikrobiální buňky závisí na věku bakterií, chemickém prostředí a podmínkách prostředí. K určení typu laktobacilů vytvářejí specifické podmínky, používají standardní prostředí a provádějí studium kultury v určitém věku. Také zhodnoťte typ fermentace sacharidů, potřebu zdrojů potravy, optickou rotaci molekuly kyseliny mléčné.

Streptococcus

Druhy fermentačního typu Streptococcus jsou homofermentative. Když fermentují více než 90% původních cukrů, změní se na kyselinu mléčnou a jen malé množství - v kyselině octové a alkoholu. Nejslavnější zástupci jsou kultury:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

Lactobacilli

V mlékárenském průmyslu se laktobacily nazývají tyčinky kyseliny mléčné. Fermentují mléko mnohem rychleji než koksové formy a dosahují nižších hodnot pH (asi 3,5). Optimální vývoj laktobacilů se projevuje v kyselých podmínkách s nízkým obsahem kyslíku. V přírodě tyto bakterie žijí na povrchu rostlin, vystupují ze slin a zažívacího traktu lidí a zvířat.

Je třeba poznamenat, že sterilně mléčné mléko neobsahuje tyčinky kyseliny mléčné - do něj vstupují z vnějšího prostředí. Lactobacily odolávají krátkodobé pasterizaci, ale při vysoké sterilizační teplotě zemřou. Proto v pasterizovaném mléku jsou bakterie kyseliny mléčné významně sníženy, ale stále jsou přítomny. Nejběžnějšími zástupci rodu Lactobacterium jsou:

• L. bulgaricum.
• L. casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. brevis.

Základní vlastnosti

Koksové formy laktobacilů mají průměr 0,6 - 1,1 mikronů. V kultuře jsou koky uspořádány jednotlivě, dvojitě nebo v řetězcích různých délek. Tyče mají velmi variabilní tvar: od kulovitých až po filamentové formy o délce 0,7 až 8,0 mikronů, jednotlivé nebo v řetězcích. Morfologie buněk je významně ovlivněna chemickým složením prostředí. Bakterie mléčného kvašení, jejichž fotografie jsou uvedeny níže, jsou izolovány z jogurtové výchozí kultury.

Lactobacilli se reprodukují hlavně dělením, popisují se případy buněčné ligace a reprodukce za použití gonidia. Prokázal přítomnost filtrovatelných forem a proces sporulace.

Kde žijí bakterie kyseliny mléčné

Lactobacilly nemohou nezávisle syntetizovat aminokyseliny a některé vitamíny. Z tohoto důvodu neexistují ani v půdě, ani ve vodě. Za přirozených podmínek jsou izolovány od obsahu. lidských střev a zvířat z povrchu rostlin. Optimálním prostředím pro život bakterií mléčného kvašení je mléko a mléčné výrobky.

Zdrojem potravin pro laktobacily je mono- a disacharidy. Některé druhy fermentují polysacharidy, jako je dextróza. Také, jako zdroj energie, tyto mikroorganismy za určitých podmínek používají organické látky kyseliny: jablečná, octová, pyrohroznová, mravenčí, fumarová a citronová. Při absenci uhlíkatých substrátů pro výživu mohou zpracovávat aminokyseliny.

Bakterie mléčného kvašení nejsou schopné syntézy organického dusíku, a proto vyžadují jeho obsah v živném médiu. Potřebují také vitaminy, zejména v purinových podkladech: biotin, thiamin, pantothenic, kyseliny listové. Všechny formy laktobacilů jsou odolné vůči zvýšené koncentraci alkoholu. Současně se rozmnožují pomaleji, ale žijí déle. Tak, u vyčištěných vín, mléčné bakterie přetrvávají až 7 měsíců.

Mikrob je mezofilní, méně často termofilní. Optimální teplota pro životnost je + 25 ° C ... + 30 ° С. Při + 15 ° C výrazně zpomaluje fermentace a při + 45 ° C se množí laktobacily. Habitus bakterií mléčného kvašení může být jak kyslík, tak i bez přístupu vzduchu. Nepotřebují kyslík, ve většině případů brání vývoji mikrobů a narušují normální fermentační proces.

Laktová fermentace

Laktová fermentace je proces anaerobní oxidace sacharidů, které produkují kyselinu mléčnou. Výsledkem fermentace kyseliny mléčné je, že bakterie dostávají energii, která je realizována pro růst a reprodukci za anoxických podmínek. Současně laktobacily snižují pH na hodnoty pod 5, což inhibuje růst jiných mikroorganismů.

Heterofermentační fermentace je složitější proces. V závislosti na podmínkách a mikrobiální kultuře se různé kombinace kyseliny mléčné a kyseliny octové tvoří ze sacharidů s uvolněním oxidu uhličitého a ethanolu.

Laková fermentace v čisté formě se používá v chemickém průmyslu k výrobě kyseliny mléčné. Je široce používán pro kůži, v barvivech, ve farmaceutickém průmyslu, při výrobě plastů a pracích prostředků. V potravinářském průmyslu je kyselina mléčná potřebná pro výrobu cukrovinek a nealkoholických nápojů.

Laktová fermentace není vždy prospěšná lidské činnosti. Spontánní proces, začínající v mléce, víno nealkoholické nápoje, vede k poškození potravin. Organolepticky se to projevuje při kyslíku, zakalení a slizování substrátu.

Potraviny a laktobacil

Bakterie mléčného kvašení jsou široce používány pro výrobu a konzervaci různých produktů. Jejich hodnota je zvláště skvělá v mlékárenském průmyslu.

• Mlékárenský průmysl.

K získání produktů mléčné kyseliny se sterilizované mléko nebo krém fermentuje přidáním čistých kultur. Jsou nazývány "spouštěcím startérem". V závislosti na typu spouštěče se získávají různé produkty.

Pro výrobu kefír a koumis se používají kultury, které kromě mléčné kyseliny poskytují alkoholové kvašení. Sourdough se připravuje na základě zrna kefíru, které jsou zdrojem rozsáhlé komunity mikroorganismů, které dosud nebyly plně studovány (tyčinky kyseliny mléčné a streptokoky, mikrokoky a kvasinky).

Při výrobě sýra fungují bakterie mléčného kvašení v prvním stupni, které zajišťují skládání kaseinu, poté jsou nahrazeny mikroorganismy kyseliny propionové.

Pro získání kyselého mléka má smetanu smetanu Str. lactis, str. cremoris a Leuconostoc cremoris. Po přidání do homogenizovaného mléka L. bulgaricus a Str. thermophilus dostat jogurt.

Při výrobě tvarohu a sýrů německé skupiny se fermenty obsahující Str. lactis nebo L. bulgaricus a Str. thermophilus. A pro výrobu tvrdých sýrů ve stádiu zrání s použitím kultury L. casei a Str. lactis.

• Vinařství.

Při výrobě vín se běžně používají tři typy laktobacilů: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. Jedná se hlavně o heterofermentační koky, které poskytují malolaktickou fermentaci ve vysoce kyselých vín. Ovšem fermentují kyselinu jablečnou a neovlivňují jiné chemické složky vína. Lactobacilli mohou pokazit nápoj, což způsobuje mléčnou fermentaci. V důsledku toho se objevují takové vady, jako je randita, obezita, rozklad kyseliny vinné.

• Pekárna.

V chlebu se nachází asi 70 aromatických a aromatických látek, mezi nimi 28 kyselin, 11 alkoholů, 28 karbonylových sloučenin, 6 etherů, methylmerkaptanu a amoniaku. Bakterie mléčných kyselin se podílejí na tvorbě většiny z nich. Lactobacilli mají největší hodnotu pro výrobu žitného chleba. Sourdough dává pružnost těsta, uvolňuje a podporuje zvedání. Kyselost testu je důležitým indikátorem kvality. Při výrobě pšeničného chleba hrají laktobacily nepodstatnou roli, především proces závisí na kvasnicových kulturách. Hlavní složky mléčného kvašení pro přípravu těsta jsou L. brevis, L. plantarum a L. fermenti.

• Konzervování masa a ryb.

Bakterie mléčného kvašení se používají při výrobě salámů a klobás, jiných salámů, při dozrávání ryb se slabým solení. Kyselina mléčná urychluje proces konzervování a dává výrobkům cennou chuť.

• Biologická ochrana zeleniny a ovoce.

Přípravy probíhají podle stejného principu jako krmení pro siláž. Sacharidy rostlin pod vlivem bakterií mléčného kvašení se převádějí na kyselinu mléčnou a kyselinu octovou, což jsou vynikající konzervační látky.

Kysané zelí a okurky, nakládaná jablka, Rajčata a melouny - zde je příklad jednoduchých příprav na zimu. Spontánní fermentační proces tedy začíná v nasekané a dobře zhutněné zelí s malým přídavkem soli, ve které se Leuconostoc podílí nejprve a později L. plantarum.

Role v zemědělství

Krmení krmiv je nejlepší způsob, jak sklízet a udržet zelenou hmotu. Pro vytvoření nezbytných podmínek jsou výchozí suroviny (tráva, zelená hmota kukuřice, vrcholy) umístěny do speciálních sil, pečlivě utlačovány a pokryty vrstvou zeminy. To vytváří podmínky, při nichž většina mikrobů zemře a bakterie mléčného kvašení zpracovávají uhlohydráty rostlin, dokud koncentrace kyseliny mléčné není 60% nebo více a kyselost siláže dosahuje pH 4,5. Kromě kyseliny mléčné se v siláži akumuluje také kyselina octová. Trvání procesu trvá přibližně jeden měsíc.

Mikroflóra v lidském střevě

Člověk střevního traktu je obýván množstvím mikroorganismů mléčné kyseliny, nazývaných lakto a bifidobakterie. Produkt jejich metabolismu - kyselina mléčná - má řadu pozitivních momentů.

• Stimuluje intestinální motilitu.
• Snižuje tvorbu plynu.
• Stimuluje sekreci trávicích šťáv.
• Zlepšuje vstřebávání vápníku, fosforu a železa.

Kromě toho mají laktobacily schopnost odolávat různým patogenním mikrobům. Kvůli výrobě biologicky aktivních látek (organických kyselin, peroxidu vodíku, antibiotik a bakteriocinů) jsou mikroorganizmy nebezpečné pro střevní aktivitu vysídleny. Pokud v obsahu chyby jsou bakterie mléčného kvašení sníženy v množství, pak jejich podmíněně patogenní mikroflóra nahradí. Na základě kmenů izolovaných ze střev lidí a zvířat byly vyvinuty léky, které zlepšují stav pacienta u mnoha infekcí.

Co jsou probiotika?

Na začátku 20. století provedl slavný ruský vědec Ilya Ilyich Mechnikov řadu pokusů o obnovení mikroflóry lidského intestinálního traktu s použitím kultury kyseliny mléčné bacillus L. bulgaricus . V důsledku výzkumu vyvinul Mechnikov první probiotikum "Mechnikov jogurt", které sám sám užíval po mnoho let, předepisoval pacientům a doporučil pití všem svým přátelům.

V současné době jsou probiotika - třída léků zaměřená na obnovu přirozeného prostředí těla. Dlouhodobé studie prokázaly účinnost probiotik (včetně laktobacilů) v různých klinických případech.

• U syndromu dráždivého tračníku pravidelný příjem kultury kyseliny mléčné eliminuje zácpu a snižuje čas, kdy potraviny procházejí střevem.
• Lactobacily mají imunostimulační účinek. Podporují produkci protilátek, cytokinů, interferonu ve střevě a zvyšují aktivitu fagocytů.
• Prostřednictvím regulace imunitní odpovědi je snížena intenzita alergických reakcí, včetně antibiotik.
• Zabraňte výskytu onemocnění dýchacích cest a průjem virového původu v zimních měsících.
• Snížit hladinu "škodlivého" cholesterolu v krvi, zlepšit metabolismus v játrech.

Probiotické bakterie mléka se v lékařství široce používají k prevenci a léčbě akutních a chronických onemocnění střev, respiračního traktu, k obnově střevní mikroflóry ak stimulaci imunitního systému. Je možné vzít kultury probiotik jak ve formě tablet a prášků, tak v přírodní formě (kefír, jogurt, kyselé mléko, jogurty a další produkty mlékárenského průmyslu).