معلومة

كيف تعمل إمكانية عكس عملية تخمير حمض اللاكتيك؟


لإنتاج حمض اللاكتيك نحتاج البيروفات من تحلل السكر. تُعرف هذه العملية باسم تخمير حمض اللاكتيك. إحدى ميزات هذه العملية هي قابلية الانعكاس. كيف يعمل هذا الانعكاس؟


الإنزيم الذي يحفز هذا التفاعل في الثدييات هو اللاكتات ديهيدروجينيز الذي يوجد منه شكلين إسويين رئيسيين: LDHA و LDHB. يمكن عرض مخطط التفاعل العام على النحو التالي:

في العضلات يقلل LDHA البيروفات إلى اللاكتات التي تستهلك NADH واحد. هذا يتخلص من الإلكترونات التي عادة ما تمر عبر السلسلة التنفسية. ثم يتم نقل حمض اللاكتيك إلى الكبد حيث يتم تحويله مرة أخرى إلى البيروفات بواسطة LDHA لإنتاج NADH واحد. هذا يعرف بدورة كوري.

ومع ذلك ، فإن كلا الإنزيمين متشابهان للغاية ويمكنهما تحفيز التفاعل في أي من الاتجاهين ، إلا أنهما مختلفان قليلاً في التركيب مما يجعلهما أكثر تقاربًا مع البيروفات أو اللاكتات.


ما هو التخمير؟ التعريف والأمثلة

التخمير هي عملية تستخدم لإنتاج النبيذ والبيرة والزبادي وغيرها من المنتجات. فيما يلي نظرة على العملية الكيميائية التي تحدث أثناء التخمير.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: التخمير

  • التخمير هو تفاعل كيميائي حيوي يستخرج الطاقة من الكربوهيدرات دون استخدام الأكسجين.
  • تستخدم الكائنات الحية التخمير للعيش ، بالإضافة إلى أن لها العديد من التطبيقات التجارية.
  • تشمل منتجات التخمير المحتملة الإيثانول وغاز الهيدروجين وحمض اللبنيك.

علم تخمر حمض اللاكتيك في الغذاء

الزبادي ، مخلل الملفوف ، المخللات ، لا يوجد أي من هذه المنتجات بدون تخمير حمض اللاكتيك. هذه سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحول مكوناتك إلى شيء مختلف تمامًا (ولذيذ) بفضل بكتيريا حمض اللاكتيك.

في هذا المنشور & # 8217ll نستكشف تخمر حمض اللاكتيك ببعض التفاصيل ، مما يساعدك على فهم ما يحدث عندما تبدأ هذه البكتيريا في العمل!

ما هو تخمير حمض اللاكتيك؟

لكي يعيش أي كائن حي ، يجب أن يكون قادرًا على استخراج الطاقة من مصدر طاقة. التخمير هو وسيلة للحصول على هذه الطاقة ، تمامًا مثل التنفس (الذي تستخدمه النباتات والحيوانات). عادة ما تستخدم البكتيريا والخمائر (على سبيل المثال في تخمير البيرة) التخمير كمصدر للطاقة.

هناك عدة أنواع من التخمير ، تخمير حمض اللاكتيك هو نوع يتشكل فيه حمض اللاكتيك نتيجة لعملية التخمير. يتم تخمير السكريات ، على سبيل المثال اللاكتوز أو الجلوكوز ، على طول الطريق التي يتم بها إطلاق الطاقة وإنتاج حمض اللاكتيك. لا يتطلب تخمير حمض اللاكتيك حدوث الأكسجين.

لا يحدث تخمير حمض اللاكتيك في البكتيريا فحسب ، بل يحدث أيضًا عند البشر! إذا كنت & # 8217ve تمارس الرياضة على نطاق واسع وتشعر بأن عضلاتك & # 8216 تتحول إلى حزن & # 8217 ، فإنها تتحول حرفياً إلى تعكر. لم يعد هناك ما يكفي من الأكسجين وقد عاد جسمك إلى استخدام تخمير حمض اللاكتيك ليمنحك تلك الطاقة الإضافية.

بكتيريا حمض اللبنيك

تستخدم أنواع مختلفة من البكتيريا تخمر حمض اللاكتيك لتحويل السكريات إلى حمض اللاكتيك ، ومعظمها يندرج تحت مجموعة بكتيريا حمض اللاكتيك المسماة بشكل مناسب. ضمن هذه المجموعة هناك عدة أنواع مرة أخرى ، على سبيل المثال اكتوباكيللوس ، ليوكونوستوك أو المكورات اللبنية. يمكن إضافة البكتيريا إلى الطعام عن قصد لتخمير حمض اللاكتيك ، ولكنها توجد أيضًا بشكل طبيعي في مجموعة متنوعة من المناطق ، بما في ذلك في جسم الإنسان وفي معظم النباتات.

بكتيريا حمض اللاكتيك المختلفة لها ظروف معيشية مثالية مختلفة. يمكن أن ينمو البعض عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 0 درجة مئوية ، بينما يتوقف البعض الآخر عن النمو عند 10 درجات مئوية.

حمض اللاكتيك

حمض اللاكتيك هو حمض مما يعني أنه سيقلل من قيمة الرقم الهيدروجيني للسائل ، يمكنك رؤية الهيكل أدناه. مجموعة -COOH الموجودة على الجانب الأيمن من الجزيء هي ما يصنع حمض اللاكتيك وحمضه. يترك البروتون (H +) لهذه المجموعة المجموعة بسهولة تامة للجلوس في بقية الماء حولها. نتيجة لذلك ، يزداد تركيز البروتونات ، مما يؤدي إلى انخفاض قيمة الأس الهيدروجيني (انظر المزيد هنا).

هيكل جزيء حمض اللاكتيك (المصدر: ويكيبيديا)

تفاعل تخمر حمض اللاكتيك

هناك أنواع مختلفة من بكتيريا حمض اللاكتيك وهناك أيضًا طرق مختلفة في كيفية تحويل السكريات إلى حمض اللاكتيك. أيضًا ، يعتمد ذلك على أنواع السكريات المتاحة للبكتيريا ، وكيف سيبدو التفاعل. الآلية الأبسط والأكثر شيوعًا هي الآلية التي تبدأ بالجلوكوز كمصدر للطاقة.

يمكن تخمير الجلوكوز إلى حمض اللاكتيك من خلال مسارين رئيسيين: التخمر المتجانس والتخمر المتغاير. نحن & # 8217 سنقوم بتبسيط المسارات هنا ، في الواقع هناك الكثير من الخطوات بين الخلايا. أيضًا ، للبكتيريا الكثير من التفاعلات الأخرى أثناء حصاد الطاقة أثناء التخمير. تتشكل جزيئات النكهة على سبيل المثال وتميل آليات التفاعل هذه إلى أن تكون معقدة للغاية وتعتمد على المنتج والبيئة والبكتيريا بحيث يستحيل هنا إنشاء نظرة عامة كاملة على كل ما يحدث.

مخطط التفاعل 1: الجلوكوز & # 8211 التخمير المثلي

في آلية التخمير المتجانسة لتخمير حمض اللاكتيك ، يتم تقسيم جزيء واحد من الجلوكوز إلى جزيئين من حمض اللاكتيك. ينتج عن هذا التفاعل إطلاق طاقة يمكن أن تستخدمها البكتيريا بعد ذلك. في مخطط رد فعل يبدو كما يلي:

مخطط التفاعل 2: الجلوكوز & # 8211 التخمير المتغاير

ليست كل بكتيريا حمض اللاكتيك قادرة على تكسير الجلوكوز بكفاءة. بدلاً من ذلك ، يتم تكوين الإيثانول بالإضافة إلى حمض اللاكتيك أيضًا:

ج6ح12ا6 → ج3ح6ا3 + ج2ح6O (إيثانول) + CO2 مرة أخرى يتم إطلاق الطاقة التي تخزنها البكتيريا ، ولكن فقط نصف ذلك من تفاعل التخمير المتجانس.

تخمر السكريات الكبيرة ، اللاكتوز

ولكن لا تحتوي جميع المنتجات التي يتم فيها تخمير حمض اللاكتيك على الجلوكوز. خذ على سبيل المثال الحليب. السكر الموجود في الحليب هو اللاكتوز. اللاكتوز هو ما يسمى disacharide ويتكون من جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الجالاكتوز. عند استخدام بكتيريا حمض اللاكتيك الصحيحة ، سيكون لديهم إنزيم يمكنه تكسير اللاكتوز في الجلوكوز والجالاكتوز. يمكن بعد ذلك تخمير الجلوكوز من خلال أحد المسارات الموضحة أعلاه. يمكن تحويل الجالاكتوز نفسه إلى جلوكوز من خلال سلسلة من التفاعلات ويمكن بعد ذلك أيضًا تخميره.

تخمر حمض اللاكتيك في الغذاء

يكون تخمر حمض اللاكتيك في الأطعمة مرغوبًا في بعض الأحيان ، ولكن في حالات أخرى غير مرغوب فيه للغاية.

غير مرغوب فيه ، فساد

تسبب بكتيريا حمض اللاكتيك تلف اللحوم والخضروات على حد سواء. يؤدي إنتاج حمض اللاكتيك إلى جعل المنتجات حامضة وغير شهية. بهذه الطريقة تعد بكتيريا حمض اللاكتيك مؤشرًا جيدًا على التلف ، نظرًا لأنها لا تضر بنفسها ، فهي تمنعنا من تناول شيء فاسد وقد يحتوي على كائنات دقيقة ممرضة لا تتذوقها بالضرورة.

بكتيريا حمض اللاكتيك المرغوبة في الطعام

في حالة الزبادي والمخللات والزيتون ومخلل الملفوف والقشدة الحامضة والعجين المخمر ، نريد أن تقوم بكتيريا حمض اللاكتيك بعملها. تساعد بكتيريا حمض اللاكتيك في الحفاظ على الأطعمة. مجرد إلقاء نظرة ، الزبادي والقشدة الحامضة هي شكل محفوظ من الحليب ، ومخلل الملفوف هو شكل محفوظ من الملفوف. بصرف النظر عن الحفظ ، فإنها تسبب أيضًا التغييرات المرغوبة في المذاق والقوام!

مصادر

Pessione Enrica ، مساهمة بكتيريا حمض اللاكتيك في تعقيد ميكروبيوتا الأمعاء: الأضواء والظلال ، الحدود في علم الأحياء الدقيقة الخلوي والعدوى ، المجلد. 2 ، 2012 ، ص. 86 ، DOI 10.3389 / fcimb.2012.00086 ، رابط


تخمير الكحول

الشكل 3. تخمير عصير العنب في النبيذ ينتج ثاني أكسيد الكربون2 كمنتج ثانوي. تحتوي خزانات التخمير على صمامات بحيث يمكن إطلاق الضغط داخل الخزانات الناتج عن ثاني أكسيد الكربون الناتج.

عملية التخمير المألوفة الأخرى هي تخمير الكحول (الشكل 3) الذي ينتج الإيثانول ، وهو كحول (لهذا السبب ، يُعرف هذا النوع من التخمير أحيانًا أيضًا باسم تخمير الإيثانول). هناك نوعان من ردود الفعل الرئيسية في تخمير الكحول.

يتم تحفيز التفاعل الأول بواسطة بيروفات ديكاربوكسيلاز ، وهو إنزيم حشوي ، مع أنزيم من بيروفوسفات الثيامين (TPP ، مشتق من فيتامين B1 ويسمى أيضًا الثيامين). تتم إزالة مجموعة الكربوكسيل من حمض البيروفيك ، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون كغاز. يؤدي فقدان ثاني أكسيد الكربون إلى تقليل حجم الجزيء بمقدار كربون واحد ، مما يجعل الأسيتالديهيد. يتم تحفيز التفاعل الثاني بواسطة نازعة هيدروجين الكحول لأكسدة NADH إلى NAD + وتقليل الأسيتالديهيد إلى إيثانول. ينتج عن تخمير حمض البيروفيك بواسطة الخميرة الإيثانول الموجود في المشروبات الكحولية. يختلف تحمل الإيثانول للخميرة ، حيث يتراوح من حوالي 5 في المائة إلى 21 في المائة ، اعتمادًا على سلالة الخميرة والظروف البيئية.

الشكل 4. رسم تخطيطي لتخمير الكحول


حمض اللاكتيك

أحد منتجات تخمير حمض اللاكتيك هو حمض اللاكتيك نفسه. ينخرط البشر والحيوانات وبعض البكتيريا في تخمير حمض اللاكتيك كاستراتيجية أيضية لا هوائية ، على عكس الخميرة والبكتيريا الأخرى التي تستخدم التخمر الإيثانولي بدلاً من ذلك. كما أشار د. ريجينالد جاريت وتشارلز جريشام في كتابهما ، & quot؛ الكيمياء الحيوية ، & quot ؛ يختلف حمض اللاكتيك عن الإيثانول بمقدار ذرة كربون واحدة ، ويحتوي حمض اللاكتيك على ثلاثة ذرات كربون ، بينما يحتوي الإيثانول على اثنين. على هذا النحو ، ينقسم جلوكوز واحد ، مع ست ذرات كربون ، بدقة إلى جزيئين من حمض اللاكتيك ، مما يعني أنه على عكس المخمرات الإيثانولية ، لا تنتج مخمرات حمض اللاكتيك ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي.

لا تنتج عملية التخمير طاقة في الواقع. في الواقع ، بدون الأكسجين ، ينقسم الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات من خلال عملية التمثيل الغذائي لتحلل السكر ، والتي تولد كمية صغيرة من الطاقة. يتم تحويل البيروفات إلى حمض اللاكتيك من خلال تخمير حمض اللاكتيك ، ولكن الغرض من التحويل ليس إنتاج طاقة إضافية. بدلاً من ذلك ، يتطلب تحلل السكر مشاركة مادة تسمى NAD +. التخمير يخدم الغرض من تجديد NAD + ، يشرح الدكاترة. ماري كامبل وشون فاريل في كتابهما ، & quot؛ الكيمياء الحيوية. & quot ؛ NAD + منتج مهم لتخمير حمض اللاكتيك لأنه يسمح باستمرار عملية تحلل السكر المنتجة للطاقة.


الفرق بين حمض اللاكتيك والتخمير الكحولي

تعريف

تخمير حمض اللاكتيك: يشير تخمير حمض اللاكتيك إلى عملية التمثيل الغذائي التي يتم من خلالها تحويل الجلوكوز إلى مستقلب: اللاكتات والطاقة الخلوية.

التخمير الكحولي: يشير التخمير الكحولي إلى عملية التمثيل الغذائي التي يتم من خلالها تحويل الجلوكوز إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون.

حادثة

تخمير حمض اللاكتيك: يحدث تخمر حمض اللاكتيك في الملبنة النيابة ، الخميرة وخلايا العضلات.

التخمير الكحولي: يحدث التخمير الكحولي في الخميرة والكائنات الحية الدقيقة الأخرى.

منتجات

تخمير حمض اللاكتيك: ينتج تخمر حمض اللاكتيك جزيئات حمض اللاكتيك من البيروفات.

التخمير الكحولي: ينتج التخمير الكحولي الإيثانول وثاني أكسيد الكربون من جزيء البيروفات.

الانزيمات

تخمير حمض اللاكتيك: إنزيم نازعة هيدروجين اللاكتات وبيروفات ديكاربوكسيلاز هما الإنزيمان المتورطان في تخمير حمض اللاكتيك.

التخمير الكحولي: بيروفات ديكاربوكسيلاز والكحول ديهيدروجينيز هما الإنزيمان المتورطان في التخمير الكحولي.

في صناعة المواد الغذائية

تخمير حمض اللاكتيك: يستخدم تخمير حمض اللاكتيك في إنتاج الزبادي والجبن.

التخمير الكحولي: يستخدم التخمير الكحولي في إنتاج الخبز والبيرة والنبيذ والخل.

استنتاج

حمض اللاكتيك والتخمير الكحولي هما آليتان تشاركان في التنفس في غياب الأكسجين. كلا النوعين من التخمير يحدثان في العصارة الخلوية. التحلل السكري هو الخطوة الأولى لكل من حمض اللاكتيك والتخمير الكحولي ، والذي ينتج البيروفات. ينتج تخمر حمض اللاكتيك جزيئات حمض اللاكتيك من البيروفات بينما ينتج التخمير الكحولي الإيثانول وثاني أكسيد الكربون من البيروفات. الفرق الرئيسي بين حمض اللاكتيك والتخمير الكحولي هو نواتج كل تخمير.

المرجعي:

1. "التخمير بحمض اللاكتيك." BiologyWise ، متاح هنا.
2. "تحلل السكر والتخمير الكحولي." معهد أبحاث الخلق ، متاح هنا.

الصورة مجاملة:

1. & # 8220 الشكل 07 05 02 & # 8221 بواسطة CNX OpenStax & # 8211 (CC BY 4.0) عبر Commons Wikimedia
2. & # 8220Lactic-acid-skeletal & # 8221 بواسطة NEUROtiker & # 8211 العمل الخاص (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز
3. & # 8220Pyruvate decarb 1 & # 8221 بواسطة Cwernert في en.wikipedia & # 8211 تم النقل من en.wikipedia إلى Commons بواسطة Ronhjones. (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia

نبذة عن الكاتب: لاكنه

لاكنا ، خريجة البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية ، هي عالمة أحياء جزيئية ولديها اهتمام واسع وحاد باكتشاف الأشياء ذات الصلة بالطبيعة


تخمير السجق: عملية وإنتاج وثقافات تجارية | علم الأحياء الدقيقة الصناعية

في هذه المقالة سوف نناقش حول تخمير السجق: - 1. عملية تخمير السجق 2. الثقافات التجارية لكائنات السجق 3. تأثير كائنات السجق 4. تثبيط المكورات العنقودية في تخمير السجق 5. الإنتاج الاقتصادي للسجق.

  1. عملية تخمير السجق
  2. الثقافات التجارية لكائنات السجق
  3. عمل كائنات السجق
  4. تثبيط المكورات العنقودية في تخمير السجق
  5. الإنتاج الاقتصادي للنقانق

1.عملية تخمير السجق:

ربما كانت عملية تخمير النقانق واحدة من أولى أشكال معالجة اللحوم. تمليح اللحوم الطازجة ومعالجة اللحوم الطازجة بالتجفيف كانت أولى محاولات الإنسان لحفظ الطعام. ربما بدأ تصنيع النقانق قبل التاريخ المكتوب.

كان أول ذكر لتصنيع النقانق وصناعة النقانق في التاريخ المكتوب في القرن التاسع قبل الميلاد ، عندما تم ذكره في ملحمة هوميروس # 8217s. السجق كان يسمى أورييا. مسرحية Orya التي كتبها Epicharmus حوالي 500 قبل الميلاد. يذكر oryae. من المحتمل أن كلمة سلامي قد صيغت من المنتج المصنوع في سالاميس ، قبرص ، وهي مدينة دمرت عام 449 قبل الميلاد.

النقانق التي أكلها البابليون واليونانيون والرومان كانت بلا شك منتجات لحوم مخمرة ومجففة. ذكر Brested (1938) أن جحافل قيصر في بلاد الغال تستهلك النقانق الجافة. يؤكد وصف عملية صنع النقانق أن العديد من أنواع النقانق الجافة قد أكلها البابليون واليونانيون والرومان.

كتب بيدرسون (1979) مراجعة ممتازة لتاريخ استخدامات النقانق وتصنيعها. المناطق المختلفة من البحر الأبيض المتوسط ​​المتطور والنقانق المميزة الخجولة ، كما هو موضح من قبل السالميين المعروفين باسم جنوة وميلانو ولومباردي. احتلت دول البحر الأبيض المتوسط ​​منتجات غير مدخنة عالية الخبرة ومصنفة على أنها من النوع اللاتيني.

طورت دول شمال أوروبا شكلاً من أشكال المنتج الروماني ، لكنه متبل قليلاً ، ومدخن بشدة ، ورطب ، ومحتوى أعلى من الملح. غالبًا ما يشار إلى هذا المنتج بالنوع الجرماني. في المناطق الأكثر برودة في أوروبا ، تم صنع النقانق في أشهر الشتاء ، وتخزينها ، وتعمرها حتى الصيف ، ومن ثم كان يطلق عليها النقانق الصيفية.

ليس هناك شك في أن منتجات النقانق هذه قد تم تلقيحها بشدة بالنباتات الأصلية مما أدى إلى نمو بكتيريا حمض اللاكتيك والخمائر والعفن داخل السجق وعلى سطحه. ينتج عن النمو السطحي للعفن على النقانق منتج فريد في العديد من مناطق العالم.

في أوائل القرن العشرين ، تم اكتشاف أن البكتيريا مسؤولة عن (1) إنتاج حمض اللاكتيك و (2) تقليل النترات في النقانق. اعتبر أن نسبة البكتيريا في إنتاج السجق يمكن مقارنتها بالتغييرات التي حدثت في صناعة الجبن.

استخدم Jensen and Paddock (1940) أنواعًا مختلفة من بكتيريا حمض اللاكتيك لتوحيد وإثبات طابع النقانق ، وكانا أول من حصل على براءة اختراع أمريكية لتخمير النقانق. أظهروا في براءات الاختراع الخاصة بهم أن العديد من أنواع Lactobacillus يمكن استخدامها كمزارع بداية.

وجد جنسن (1942) أن الصفة الحمضية اللطيفة للسجق على طراز تورينجر تتكون من عدة أنواع من Lactobacillus و Leuconostoc. ولخص عمله بالقول (1) أن التطعيم بالصدفة بواسطة البكتيريا الأصلية ليس اقتصاديًا ، و (2) يمكن تقصير عمليات النقانق شبه الجافة.

تتطلب العملية الأوروبية لصنع النقانق استخدام النترات بدلاً من الاستخدام الشائع للنتريت. قام Niinivaara (1955) بعزل مزرعة من اللحوم ، Micrococcus aurantiacus (M-53) ، مما يقلل من النترات إلى النتريت ويظهر تثبيطًا لنباتات اللحوم الأخرى. يتم عرض عينة من السكان الميكروبيين من النقانق المخمرة في الجدول 7.1.

تم أخذ عينات النقانق من السوق وتحليلها لبكتيريا حمض اللاكتيك. الأنواع السائدة كانت Lactobacillus plantarum. كانت المستعمرات التي تم رصدها على وسط بيرد باركر عادةً مكورات صغيرة سلبية المخثر أو المكورات العنقودية. النقانق التي تحتوي على مستويات عالية من Pediococcus كانت مخمرة وخجولة مع مزارع البادئ.

أبلغ Deibel and Niven (1957) عن استخدام الأنواع البكتيرية ، Pediococcus cerevisiae ، كمزرعة بداية للنقانق الصيفية شبه الجافة. P. cerevisiae هو كائن حي حقيقي من حمض اللاكتيك ينتمي إلى عائلة Streptococcaceae ويختلف اختلافًا جوهريًا عن المكورات الموجبة للجرام الأخرى من هذه العائلة. درجة الحرارة المثلى هي 43 درجة مئوية ، وتنمو جيدًا في وسط مالح بنسبة 5-7٪. إيفرسون وآخرون (1970) أن تصنيفها وتحويلها إلى P. cerevisiae كان خاطئًا ، وأعيد تصنيفها إلى P. acidilactici.

Deibel et al. (1961 ب) أن الهدف النهائي لاستخدام ثقافة البادئ هو التحكم بشكل أكبر في عملية التخمير. قاموا بتطوير مزارع مجففة بالتجميد من P. cerevisiae والتي كان أداؤها مرضيًا في ظل ظروف التصنيع في الولايات المتحدة ، وتمت الموافقة على استخدام P. cerevisiae من قبل وزارة الخارجية الأمريكية. الزراعة.

تم تسويق هذه الثقافة لأول مرة تحت اسم & # 8220Accel & # 8221. كانت أول ثقافة بداية تجارية في أوروبا هي & # 8220Bactoferment & # 8221 (M. aurantiacus) بعد Niinivaara (1955). تم تعزيزه بثقافة تسمى & # 8220Duploferment ، & # 8221 مزيج من L. plantarum و M. aurantiacus ، في عام 1966.

في عام 1971 ، حصل روثشايلد وأولسن على براءة اختراع تصف عملية صنع النقانق باستخدام مركزات مجمدة من P. cerevisiae. في عام 1976 ، تم إصدار براءة اختراع أمريكية لـ Olsen و Rothchild للحصول على منتج مجمد ومركّز ومركّز يحافظ على قابليته للحياة عند -18 درجة مئوية لفترات تخزين طويلة. يباع هذا المنتج تحت الاسم التجاري & # 8220Lactacel. & # 8221

يوضح الشكل 7.1 نمو ثقافة بادئ حمض اللاكتيك في تخمير اللحوم. يتناقص الأس الهيدروجيني بشكل أسرع مع زيادة درجة الحرارة ، وتبلغ درجة الحرارة المناسبة للتخمير باستخدام P. cerevisiae 43 درجة -45 درجة مئوية. ينتج عن عمل الكائن المتخمر المثلي بيئة ممتازة للتجفيف (حوالي 5.2 إلى 5.3 درجة حموضة) ، ويؤدي عمل الملح والسكريات مع حمض اللاكتيك إلى إنتاج صنف صيفي آمن وقابل للتسويق.

تمت دراسة النقانق الأصلية من نوع كوريزو في الفلبين بواسطة سيسون (1967). أظهر وجود العديد من سلالات Micrococcus ، لكن التخمير كان بسبب P. cerevisiae ، إما محلي أو مضاف. تم عزل Leuconostoc mesenteroides وسلالة Streptococcus وثيقة الصلة بـ S. faecalis. تم ذكر Lactobacillus brevis أيضًا ككائن محتمل للثقافة البادئة.

يتمثل النشاط الرئيسي لبكتيريا حمض اللاكتيك في تحويل السكريات ، عادةً الجلوكوز أو السكروز ، إلى حمض اللاكتيك عن طريق مسار Embden-Meyerhof. Deketelaere et al. وجد (1974) أن حمض اللاكتيك كان الحمض الرئيسي المتكون أثناء تخمير الكربوهيدرات ، مع كميات قليلة من حمض الأسيتيك ، بشكل عام حوالي 10 إلى 1 من حمض اللاكتيك إلى حمض الأسيتيك. ووجدوا أيضًا كميات صغيرة من أحماض الزبد والبروبيونيك. يحول Leuconostoc mesenteroides و Lactobacillus brevis أقل بقليل من 50٪ من السكر المخمر إلى حمض اللاكتيك وكمية مماثلة للإيثانول وحمض الخليك وثاني أكسيد الكربون. Streptococcus lactis سلالات diacetylactis pro & shyduces diacetyl و acetoin التي تضفي نكهة ورائحة الجوز على بعض النقانق.

أظهر Palumbo and Smith (1977) أن المكورات الدقيقة تهيمن على سطح النقانق المحشوة خلال المراحل الأولى من التخمير. يتم قتل هذه المكورات الدقيقة عند درجة الحموضة 5.5 ولا توجد في النقانق بعد المعالجة الحرارية للتجفيف.

تتمثل الوظائف الرئيسية للمكورات الدقيقة أثناء التخمير في تقليل النترات إلى نتريت وإنتاج الكاتلاز. نادرا ما تقلل بكتيريا حمض اللاكتيك النترات إلى نتريت. تعمل المكورات العنقودية بشكل فعال على تقليل الني والسترات إلى نتريت ، وخاصة بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية ، و S. xylosus ، و S. البشروية.

المكورات الدقيقة هي موطن لجميع أنواع الحيوانات وكل نوع يحمل نباتات معينة من المكورات الدقيقة. لوحظ وجود مستويات زائدة من النتريت في النقانق عند استخدام تركيزات عالية من النترات مع المكورات الدقيقة ، مما يؤدي إلى حدوث خلل في السجق المعروف باسم & # 8220 نتريت حرق & # 8221.

المكورات الدقيقة هي أيضًا محللة للدهون ، وتنتج الليباز خلال المراحل المبكرة من التخمير. كانتوني وآخرون (1967) أكد عمل المكورات الدقيقة على دهن الخنزير. كانت هناك زيادة كبيرة في الأحماض الدهنية الحرة والأحماض الدهنية المتطايرة ومركبات الكربونيل بعد 28 يومًا من التجفيف.

تجابيرج وآخرون (1969) أن بكتيريا حمض اللاكتيك تنتج كميات متفاوتة من بيروكسيد الهيدروجين. تنتج المكورات الدقيقة الكاتلاز الذي يدمر بشكل فعال بيروكسيد الهيدروجين المنتج على سطح النقانق. قام Haymon و Acton (1978) بتلخيص دور المكورات الدقيقة في تطوير نكهة النقانق المخمرة.

Demeyer et al. (1974) أظهر زيادات في الأحماض الدهنية الحرة ومركبات الكربونيل في السلامي البلجيكي أثناء التجفيف. تم تحلل الدهون الثلاثية جزئيًا إلى أحماض دهنية حرة وتم تحلل الأحماض الدهنية الحرة غير المشبعة إلى مركبات الكربونيل. يعزى نشاط التحلل المائي إلى عمل الليباز للمكورات الدقيقة.

4. تثبيط المكورات العنقودية في تخمير السجق:

وظيفة أخرى لعمل بكتيريا حمض اللاكتيك في إنتاج النقانق هي تثبيط المكورات العنقودية الذهبية. في السنوات الخمس عشرة الماضية ، تم الإبلاغ عن العديد من حالات التسمم الغذائي بسبب استهلاك اللحوم المخمرة للمركز الوطني لمكافحة الأمراض. كما أن تثبيط أو قمع نمو المكورات العنقودية الذهبية يثبط إنتاج السموم المعوية.

استعرض Genigeorgis (1976) الجوانب التنافسية للمكورات العنقودية مع البكتيريا الأخرى في الأطعمة. كانت المكورات العقدية و P. cerevisiae هي أكثر مثبطات نمو المكورات العنقودية وإنتاج السم المعوي. لا يثبط Leuconostoc citrouorum و lactobacilli النمو ويثبطان بشكل طفيف إنتاج السم المعوي B.

يكون تثبيط المكورات العنقودية في النقانق أكثر وضوحًا مع زيادة نسبة اللاكتيك إلى المكورات العنقودية وتناقص درجة حرارة التخمير. درجات الحرارة المرتفعة (38.9 درجة مئوية هي الأمثل لبكتريا المكورة العنقودية البرتقالية) ويميل تركيز المحلول الملحي إلى تعزيز نمو المكورات العنقودية الوسيطة التي تتحمل الملح.

تم إثبات التأثير المفيد لمزارع بادئ حمض اللاكتيك في تثبيط أو قمع نمو المكورات العنقودية وإنتاج السم المعوي في النقانق المخمرة.

أظهر Haymon and Gryczka (1978) أن P. cerevisiae يحد من نمو المكورات العنقودية والمكورات الشيلية إلى أقل من 3 دورات لوغاريتمية باستخدام مزارع مرق قديمة 18 ساعة من S. aureus. اقتصرت المكورات العنقودية الأصلية في النقانق على أقل من دورتين لوغاريتمتين للنمو عند درجات الحرارة المثلى بواسطة P. cerevisiae و Micrococcus varians.

5. الإنتاج الاقتصادي للنقانق:

تتكون العملية التقليدية لتخمير النقانق من طحن اللحوم بطريقة ما ، وخلطها في كلوريد الصوديوم ونترات الصوديوم أو نترات البوتاسيوم ، وخلط البهارات والتوابل ، ونقل هذا الخليط إلى أحواض المعالجة. تم تعبئة خليط اللحم بإحكام في طبقات بعمق حوالي 15 إلى 20 سم (6 إلى 8 بوصات) وتم الاحتفاظ بها عند 40 درجة مئوية لمدة 48 إلى 72 ساعة. خلال فترة المعالجة هذه ، تقوم بكتيريا تقليل النترات بتحويل بعض النترات إلى نترات ، وهي مادة مطلوبة لتفاعل تصبغ اللحوم الحمراء.

بعد الحشو ، تم وضع النقانق في غرفة & # 8220green & # 8221 لمدة 12 إلى 48 ساعة عند 10 درجات - 15 درجة مئوية. بعد التخضير ، تم نقل المنتج إما إلى حفرة دخان وخجل أو إلى مدخن للتدفئة والتدخين. بالنسبة للنقانق الجافة ، أعقب الغرفة الخضراء التجفيف في غرفة عند درجات حرارة محيطة لمدة تصل إلى 120 يومًا.

تم تقليل هذه العملية الخاصة بالنقانق الصيفية إلى 12-24 ساعة من إجمالي وقت المعالجة منذ إدخال مزارع البادئ من P. cerevisiae. يتم تجفيف النقانق الجافة أو نضجها في غضون 24-48 ساعة باستخدام مزارع البادئ بدلاً من 7-14 يومًا بالطريقة التقليدية.

نظرًا لأن النقانق يتم تحمضها بالقرب من نقطة تساوي الطاقة الكهربية ، حيث يكون لها أدنى مستوى من المنفردة والخجل ، فيمكن تجفيفها بسهولة أكبر في هذا الرقم الهيدروجيني ، وقد انخفضت أوقات تجفيف النقانق الجافة مثل البيبروني وجنوة إلى 25-40 يومًا اعتمادًا على عيار السجق وعلى إجراءات التصديق على trichinae.

لقد تغير إجمالي السكان الميكروبيولوجيين من النقانق المخمرة من التلوث الصدفي أو العشوائي إلى أحد جداول الإنتاج والتشكيل الآمنة والاقتصادية. النقانق المخمرة في السوبر ماركت آمنة من سم التسمم الغذائي والتسمم الغذائي بالمكورات العنقودية ، وهي منتجات لحوم مصنعة ومحددة جيدًا.


تأثير HPP على البروبيوتيك: دراسة التنميط الحركي والتمثيل الغذائي للزبادي المنتج تحت ظروف ضغط مختلفة

ريتا ب. لوبيز ،. Jorge A. Saraiva ، في الحاضر والمستقبل لمعالجة الضغط العالي ، 2020

2.2 شروط التخمير

تم إجراء تخمير حمض اللاكتيك عند 43 درجة مئوية (درجة الحرارة المثلى للتخمير عند الضغط الجوي) وتحت ظروف HP مختلفة. أجريت التجارب في معدات الضغط العالي U33 (Unipress Equipment ، بولندا) ، في قسم الكيمياء بجامعة أفيرو. تم استخدام وعاء ضغط 35 × 100 مم محاط بغلاف خارجي متصل بحمام ثرموستاتي للتحكم في درجة الحرارة. تم إجراء التخمر عند 5 و 15 و 30 و 50 و 100 ميجا باسكال ، باستخدام التخمر عند الضغط الجوي (0.1 ميجا باسكال) كعنصر تحكم. تم إجراء التخمير على مدى 600 دقيقة وتم جمع العينات كل 100 دقيقة. من أجل إيقاف التخمير ، تم غمر العينات في حمام جليدي وحفظها عند 4 درجات مئوية ، أو تجميدها في النيتروجين السائل وتخزينها عند -80 درجة مئوية ، حتى الاستخدام. تم إجراء كل تجربة من نسختين وتم إجراء التحليلات في ثلاث نسخ.


المواد والأساليب

جمع عينات اللبن

تم جمع 32 عينة من اللبن الرائب من 10 مزارعين فرديين وست وحدات تعاونية ومراكز تدريب تقوم بتربية أبقار هولشتاين فريزيان في شمال إثيوبيا. أنتج المزارعون الأفراد اللبن الرائب (SMB) ، عن طريق خلط اللبن الرائب ، في حين أن وحدات الألبان التعاونية تصنع اللبن الرائب الكريمي (SCB) ، عن طريق خلط القشدة الحامضة. تم صنع عينات من اللبن الرائب من الحليب أو الكريمة المخمرة بشكل طبيعي. جمعت مجموعة واحدة من العينات في الموسم الدافئ (أبريل إلى يوليو ، متوسط ​​درجة الحرارة 26-32 درجة مئوية) ومجموعة أخرى في الموسم البارد (أكتوبر إلى ديسمبر ، متوسط ​​درجة الحرارة 10-16 درجة مئوية). كممارسة شائعة ، تم تخمير الحليب أو الكريمة بشكل طبيعي لمدة 32 ساعة خلال فترات السنة الأكثر دفئًا ولمدة 48 ساعة خلال بقية العام كما وصفها Negussie وآخرون. (2012). تم أخذ حوالي 180 مل من كل عينة من اللبن الرائب مباشرة من المخضض وتمت إضافة برونوبول (Microtabs II D & F Control Systems Inc ، نوروود ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية) على الفور كمادة حافظة للنقل إلى جامعة ميكيلي ، باستخدام صندوق ثلج مؤقتًا التخزين البارد ، ثم تخزينها في درجة حرارة -20 درجة مئوية. ثم تم نقل العينات المجمدة إلى الجامعة النرويجية لعلوم الحياة (NMBU) ، Ås ، النرويج ، للتحليل الكيميائي.

تحليل كيميائي

محتوى الأس الهيدروجيني والبروتين والدهون

تم قياس الرقم الهيدروجيني لعينات الحليب / القشدة واللبن الزبدي في مواقع أخذ العينات من 0 إلى 3 ساعات بعد الحلب ، وبعد 24 ساعة من تخمير الحليب / القشدة وأخيراً بعد التخمر بعد 32 أو 48 ساعة من التخمير. تم تحديد الرقم الهيدروجيني للعينات بعد المعايرة مقابل المحاليل العازلة من الرقم الهيدروجيني 7.00 و 4.00 ، باستخدام مقياس الأس الهيدروجيني المحمول الذي يتعرف على جهاز التخزين التلقائي في درجة الحرارة المحيطة (CyberScan PH 110 Eutech Instruments ، Nijkirk ، هولندا). لم يتم تحديد محتوى البروتين والدهون في الحليب والقشدة بسبب عدم توفر المرافق في الحقل. تم نقل منتجات اللبن الخاثر النهائية إلى النرويج وتحليلها في NMBU. تم تحديد محتوى البروتين والدهون في منتجات اللبن باستخدام طريقة Kjeldahl (AOAC 1995) وطريقة Gerber (James 1995) على التوالي.

الأحماض العضوية والكربوهيدرات

تم قياس كمية الكربوهيدرات (اللاكتوز والجلاكتوز والجلوكوز) والأحماض العضوية باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الضغط (HPLC) ، كما وصفها Narvhus and Gadaga (2003). بالضبط ، تم وزن 1.0 جم من العينة في أنبوب سعة 10 مل بغطاء لولبي و 2.5 مل من الماء عالي النقاوة ، 0.2 مل 1N · H2وبالتالي4 تمت إضافة 8.0 مل من الأسيتونتريل (Merck KGaA ، Darmestadt ، ألمانيا). تم خلط الخليط باستخدام خلاط دوار لمدة 30 دقيقة (Multi RS-60 ، Biosan ، Riga ، Latvia). تم طرد العينة بالطرد المركزي في كاليفورنيا. 1500 × ز لمدة 15 دقيقة (كوبوتا 2010 ، طوكيو ، اليابان). تم ترشيح المادة الطافية من خلال مرشح بحجم مسام 0.2 ميكرولتر (بيكتون ديكنسون ، أكسفورد ، المملكة المتحدة) مباشرة في قارورة العينة ومختومة بغطاء بلاستيكي. تم تحقيق الفصل الكروماتوغرافي للأحماض العضوية والكربوهيدرات عن طريق حقن 25 ميكرولتر من العينة المفلترة على عمود Aminex HPX-87H HPLC (مختبرات Bio-Rad. ، ريتشموند ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، عند 32 درجة مئوية. تم استخدام حامض الكبريتيك (5 ملي مولار) بمعدل تدفق 0.4 مل / دقيقة كمرحلة متحركة. بناءً على مقارنات أوقات الاستبقاء مع المعايير ، تم إجراء الكشف عن الأحماض العضوية والكربوهيدرات بواسطة كاشف الأشعة فوق البنفسجية الذي تم ضبطه عند 210 نانومتر وكاشف معامل الانكسار ، على التوالي (Perkin Elmer ، Norwalk ، CT ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم إجراء القياس الكمي بواسطة منحنيات المعايرة الخارجية للمعايير المختلطة في الماء عالي النقاوة. كانت المعايير المستخدمة هي حامض الستريك ، وحمض الأوروتيك ، وحمض البيروفيك ، وحمض الماليك ، وحمض السكسينيك ، وحمض اللبنيك ، وحمض الفورميك ، وحمض الخليك ، وحمض البوليك ، وحمض البروبيونيك ، وحمض الكيتوجلوتاريك ، وأحماض DL- بيروجلوتاميك (كلها من سيغما-ألدريتش ، وبوشس). ، سويسرا) والكربوهيدرات اللاكتوز والجلوكوز والجلاكتوز (كلها من Merck KGaA ، دارمشتات ، ألمانيا).

المركبات العضوية المتطايرة

تم تحليل المركبات المتطايرة باستخدام كروماتوجرافيا غاز فراغ الرأس (HS-GC) باتباع الطريقة التي استخدمها Gadaga وآخرون. (2001). تم وزن عينة من 10.0 جم من كل عينة من اللبن الرائب في قارورة فراغ الرأس (Macherey-Nagel ، Düren ، ألمانيا) ومختومة بحاجز مطلي بالتفلون وحلقة من الألومنيوم (Chromacol ، Herts ، المملكة المتحدة). تمت موازنة العينات عند 50 درجة مئوية لمدة 45 دقيقة في جهاز أخذ العينات التلقائي للفراغ الرأسي Hewlett Packard HP 7694 (Agilent ، سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، وتم حقن عينة من 1.0 مل من غاز فراغ الرأس في GC باستخدام النيتروجين كغاز حامل في معدل تدفق 5 مل / دقيقة. تم ضبط مشعب أخذ عينات الرأس عند 60 درجة مئوية. تم تحقيق فصل المركبات العضوية المتطايرة (VOC) باستخدام عمود CP-Sil 5 CB ، 25 م ، معرف. 0.53 مم و 5 ميكرومتر سمك الفيلم (فاريان ، ميدلبورغ ، هولندا) وتطبيق برنامج درجة حرارة GC من 53 درجة مئوية 1 دقيقة زادت عند 15 درجة مئوية / دقيقة إلى 70 درجة مئوية لمدة دقيقتين وزادت عند 22 درجة مئوية / دقيقة إلى 130 درجة مئوية لمدة 3 دقائق. تم استخدام منحنيات المعايرة الخارجية مع المحاليل القياسية المذابة في الحليب (1.5 جم / 100 مل دهن) لتحديد وتقدير المركبات العضوية المتطايرة. تضمنت المركبات القياسية أسيتالديهيد ، 2-بنتانون و 2-بيوتان واحد (سيغما-ألدريتش) إيثانول (أركوس ، أوسلو النرويج) و 2-ميثيل-1-بروبانال ، 2-ميثيل-1-بروبانول ، 2-ميثيل -1 butanal, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanal, 3-methyl-1-butanol, diacetyl, 2-propanol, 2-butanol, 1-butanol, acetoin, acetone and ethylacetate (all from Merck) .

تحليل احصائي

All accumulated data were analysed using Minitab Express v.1.1.0 (Minitab Inc, Coventry, UK. 2014) to generate descriptive statistics and to explore the data using ANOVA with respect to the factors buttermilk type (SCB and SMB) and fermentation time/temperature (32 h 26–32 °C and 48 h 10–16 °C). Means of all the response variables: pH, fat, protein, carbohydrates, organic acids and volatile compounds, were compared, and a significance level of ص < 0.05 was used.

Data on the concentrations of organic acids and volatile compounds were analysed by principal components analysis (PCA) using Unscrambler x (version 10.1, Camo Software AS, Oslo, Norway).


Re-embracing the funk of wild fermentation

Wild microbes produce a huge number of chemicals that affect the flavors of what they ferment. To make sure they know what they’re getting, producers commonly use sulfites, a preservative and natural byproduct of fermentation, to kill off any unwanted yeast and bacteria to prevent these flavors from developing. Wild fermented foods are still ubiquitous around the world and have always been essential to communities in the U.S. However, commercial producers, winemakers, beer brewers, and even home bread bakers have re-embraced the funky, more unpredictable flavors of wild microbes to make foods with more character, bringing them to a wider audience.

الشكل 3: Wild fermentations are like wild animals, while the domesticated yeast and bacteria used in many commercially fermented foods are more like domesticated dogs.

To use an analogy, you can think of making bread or beer from a store-bought yeast-packet as akin to getting a pure-bred dog: you know exactly what you’re getting every time. Wild fermentations, on the other hand, are like a feral and undomesticated relative of the dog – they interact with other organisms in their ecosystem, have many more flavors, and are harder to control. However, that is what makes them interesting and delicious.

Mary May is a PhD candidate in the Chemical Biology Program at Harvard.


شاهد الفيديو: طريقة اعداد وتقديم بكتريا حمض اللاكتيك للجزء 1. الخبير احمد عبود (كانون الثاني 2022).