5 JEDNOKOMÓRKOWE ORGANIZMY UŻYWANE DO PRODUKCJI ŻYWNOŚCI - BIOLOGIA - 2025

Istnieje wiele różnych organizmów jednokomórkowych wykorzystywanych do produkcji żywności. Od czasów starożytnych człowiek wykorzystywał mikroorganizmy do produkcji chleba, wina, jogurtu i sera. Dziś oferta została poszerzona o kapustę kiszoną, sos sojowy, piwo i miso.

Grzyby i bakterie to organizmy jednokomórkowe, które są zwykle używane do wytwarzania tych produktów. Te żywe istoty działają na różne pokarmy, zazwyczaj surowe, tworząc kolonie.

Saccharomyces cerevisiae. Źródło: Wątpliwość, źródło Wikimedia Commons

W zdecydowanej większości przypadków te grupy mikroorganizmów działają poprzez fermentację cukrów. Fermentacja może być alkoholowa, tak jak w przypadku chleba, będąca wynikiem działania grzybów drożdżowych.

Inne jednokomórkowe organizmy powodują fermentację mleka, z której wytwarza się jogurt. W niektórych winach stosowane są bakterie, które powodują fermentację malolaktyczną.

W innych przypadkach gatunki te działają, niszcząc strukturę żywności, dodając określone smaki, tekstury i aromaty. Jednocześnie zapobiegają namnażaniu się innych kolonii, które mogłyby przyspieszyć naturalny proces rozkładu pożywienia.

Przykłady organizmów jednokomórkowych używanych do produkcji żywności

Saccharomyces cerevisiae

Rainis Venta, źródło Wikimedia Commons

Drożdże piwowarskie, jak nazywamy ten gatunek, to jednokomórkowy grzyb, który od czasów starożytnych był kojarzony z dobrobytem i postępem ludzkości. To drożdże typu heterotroficznego, które czerpią energię z cząsteczek glukozy.

Ma wysoką zdolność fermentacji. Proces ten zachodzi, gdy Saccharomyces cerevisiae znajduje się w pożywce bogatej w cukier, na przykład D-glukozę. W wyniku tego powstaje etanol i dwutlenek węgla.

Jeśli w warunkach środowiska, w którym znajdują się drożdże, brakuje składników odżywczych, organizm wykorzystuje inne szlaki metaboliczne niż fermentacja, które pozwalają mu mieć energię.

Te drożdże są jednym z gatunków zaliczanych do mikroorganizmów GRAS, ponieważ są uważane za substancję, którą można bezpiecznie dodawać do żywności. Ma kilka zastosowań na poziomie przemysłowym, głównie do przygotowywania chleba. Wykorzystywany jest również do produkcji win i piw.

Dwutlenek węgla powstający podczas fermentacji jest gazem, który „dogniata” chleb. Drożdże piwne są również używane w innych podobnych produktach spożywczych, takich jak ciasto na pizzę.

Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

Ta bakteria Gram-dodatnia ma wydłużony i nitkowaty kształt. Nie tworzy zarodników i jest mało ruchliwy. Ich dieta jest oparta na laktozie. Uważa się, że jest kwasofilny, ponieważ wymaga niskiego pH, między 5,4 a 4,6, aby skutecznie się rozwijać.

Charakteryzuje się względną beztlenową. Jest to gatunek o metabolizmie fermentacyjnym, którego głównym produktem jest kwas mlekowy. Służy do konserwacji mleka, co sprawia, że ​​bakteria ta jest szeroko stosowana w produkcji jogurtów.

Przy produkcji tej mlecznej pochodnej Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus jest powszechnie stosowany w połączeniu ze Streptococcus thermophilus. Obie działają synergistycznie z L. d. Bulgaricus, który produkuje aminokwasy z białek mleka. Dzięki nim jogurt ma charakterystyczny zapach.

Początkowo S. thermophilus zaczyna fermentować laktozę, generując nagromadzenie kwasów. W tym czasie nadal działa L bulgaricus, który jest odporny na kwaśne media.

Oba gatunki bakterii wytwarzają kwas mlekowy, który powoduje zmianę struktury mleka, nadając jogurtowi gęstą konsystencję i charakterystyczny smak.

Lactobacillus plantarum

Lactobacillus plantarum. Zrobione i zredagowane z theprobioticslab.com

Jest to bakteria należąca do rodziny Lactobacillaceae, posiadająca zdolność do prowadzenia fermentacji mlekowej. Występuje naturalnie w pożywieniu lub można go dodawać w celu konserwacji.

Lactobacillus plantarum jest jednym z głównych składników odpowiedzialnych za proces fermentacji kiszonej kapusty, preparatu kulinarnego pochodzenia środkowoeuropejskiego. Występuje bardzo często we Francji, Niemczech, Szwajcarii, Rosji i Polsce. Obecnie jego spożycie rozprzestrzeniło się na Azję i Amerykę.

Produkcja kapusty kiszonej opiera się na fermentacji mlekowej liści kapusty (Brassica oleracea). Soki z warzyw wraz z dodaną do preparatu solą morską tworzą naturalną solankę.

Fermentację uzyskuje się dzięki działaniu Lactobacillus plantarum, które beztlenowo metabolizują cukry zawarte w kapuście. Produktem tego procesu jest kwas mlekowy, który wzmacnia smak i działa jak naturalny konserwant.

Propionibacterium freudenreichii

Bakteria ta jest wykorzystywana do produkcji sera Emmental. Jest również używany, gdy sery Jarlsberg, Maasdam i Leerdammer są produkowane przemysłowo. Stężenie tych bakterii Gram-dodatnich jest wyższe w nabiale typu szwajcarskiego niż w innych serach.

Podczas produkcji sera Emmental P. freudenreichii fermentuje mleczan, tworząc w ten sposób octan, dwutlenek węgla i propionian. Produkty te zapewniają orzechowo-słodki smak typowy dla tej klasy serów.

Dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za „dziury”, które je charakteryzują. Producenci serów mogą kontrolować wielkość tych otworów, modyfikując temperaturę, czas peklowania i kwasowość.

Najnowsze badania wskazują, że spożywanie produktów zawierających tę bakterię jest korzystne dla organizmu. Mogą przyczynić się do prawidłowego funkcjonowania przewodu pokarmowego i zmniejszyć pojawianie się nowych przypadków raka okrężnicy.

Oenococcus oeni

Jest to nieruchoma bakteria Gram-dodatnia, która tworzy łańcuchy komórek jajowatych. Należy do grupy bakterii mlekowych. Pozyskuje swoją energię poprzez oddychanie, w obecności tlenu, aw przypadku jego braku pobiera ją z fermentacji.

Jest to główna bakteria typu kwasu mlekowego, która uczestniczy w fermentacji jabłkowo-mlekowej wina. Ten rodzaj fermentacji jest prostym procesem metabolicznym, ponieważ ma tylko jedną reakcję. Kwas jabłkowy, w wyniku katalitycznego działania enzymu malolaktycznego, przekształca się w kwas mlekowy.

Kolejnym produktem ubocznym jest dwutlenek węgla z powodu jego dekarboksylacji. CO2 nie jest tak wyraźny, jak wytwarzany w przypadku fermentacji alkoholowej.

Czasami przy produkcji wina można było połączyć działanie kilku bakterii, poza O. oeni. Saccharomyces cerevisiae i Kloeckera apiculata mogą być wykorzystane do wzmocnienia właściwości tego napoju .

Bibliografia

1. Wikipedia (2019). Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus. Odzyskany z en.wikipedia.org.
2. Mikrobiologia online (2019). Producenci. Odzyskany z microbiologyonline.org.
3. Wikipedia (2019). Lista mikroorganizmów stosowanych w przygotowywaniu żywności i napojów. Odzyskany z en.wikipedia.org.
4. OMICS International (2019). Zastosowania mikroorganizmów w żywności. II Międzynarodowa Konferencja Mikrobiologii Żywności - Madryt, Hiszpania. Odzyskany z omicsonline.org.
5. Ayushi R. (2019). Mikroby w przemyśle spożywczym - Mikroorganizmy - Biologia Odzyskane z biologydiscussion.com.