5 Organizmy jednokomórkowe używane do produkcji żywności
Istnieje wiele różnych organizmów jednokomórkowych, które są wykorzystywane do wytwarzania żywności. Od czasów starożytnych człowiek używał mikroorganizmów do produkcji chleba, wina, jogurtu i sera. Obecnie gama produktów rozszerzyła się na kapustę kiszoną, sos sojowy, piwo i miso.
Grzyby i bakterie są organizmami jednokomórkowymi, które są zwykle używane do wytwarzania tych produktów. Te żywe istoty działają na różnych pokarmach, zazwyczaj surowych, tworząc kolonie.
W ogromnej większości przypadków te grupy mikroorganizmów działają poprzez fermentację cukrów. Fermentacja może być typu alkoholowego, jak to ma miejsce w chlebie, produktu aktywności grzyba drożdży piwnych.
Inne organizmy jednokomórkowe wytwarzają fermentację mleka, używaną do produkcji jogurtu. W niektórych winach stosuje się bakterie wytwarzające fermentację malolaktyczną.
Przy innych okazjach gatunki te rozkładają strukturę żywności, dodając specyficzne smaki, tekstury i aromaty. Jednocześnie zapobiegają rozprzestrzenianiu się innych kolonii, które mogłyby przyspieszyć naturalny proces rozkładu żywności.
Przykłady organizmów jednokomórkowych używanych do produkcji żywności
Saccharomyces cerevisiae
Drożdże piwne, jak znany jest ten gatunek, są grzybami jednokomórkowymi, które od starożytności były związane z dobrobytem i postępem ludzkości. Jest to drożdże typu heterotroficznego, który uzyskuje energię z cząsteczek glukozy.
Ma wysoką zdolność fermentacyjną. Proces ten występuje, gdy Saccharomyces cerevisiae znajduje się w podłożu bogatym w cukier, takim jak D-glukoza. W wyniku tego powstaje etanol i dwutlenek węgla.
Jeśli warunki środowiska, w którym brakuje drożdży, organizm wykorzystuje inne szlaki metaboliczne poza fermentacją, które pozwalają mu mieć energię.
Drożdże te należą do gatunków zaliczanych do mikroorganizmów GRAS, ponieważ uważa się je za substancję, która może być bezpiecznie dodawana do żywności. Ma kilka zastosowań na poziomie przemysłowym, głównie w produkcji chleba. Stosuje się go również do produkcji win i piw.
Dwutlenek węgla wytwarzany podczas fermentacji jest gazem, który „gąbkuje” chleb. Również drożdże piwne są używane w innych podobnych produktach spożywczych, takich jak ciasto na pizzę.
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Ta gram-dodatnia bakteria ma wydłużony i nitkowaty kształt. Nie tworzy zarodników i nie ma mobilności. Jego pożywienie oparte jest na laktozie. Jest uważany za kwasofilny, ponieważ wymaga niskiego pH, między 5, 4 a 4, 6, aby skutecznie się rozwijać.
Ma charakter fakultatywnie beztlenowy. Jest to gatunek o metabolizmie fermentacyjnym, którego głównym produktem jest kwas mlekowy. Służy do konserwacji mleka, co sprawia, że bakterie te są szeroko stosowane w przygotowywaniu jogurtu.
W produkcji tej pochodnej mleka Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus jest powszechnie stosowany razem ze Streptococcus thermophilus . Obie działają synergicznie z L. d. Bulgaricus, który produkuje aminokwasy z białek zawartych w mleku. Nadają jogurtowi charakterystyczny zapach.
Początkowo S. thermophilus zaczyna fermentować laktozę, wytwarzając akumulację kwasów. W tym czasie L bulgaricus nadal działa, co jest tolerancyjne dla kwaśnych mediów.
Oba gatunki bakterii wytwarzają kwas mlekowy, który powoduje zmianę struktury mleka, nadając jogurtowi gęstą konsystencję i charakterystyczny smak.
Lactobacillus plantarum
Jest to bakteria należąca do rodziny Lactobacillaceae, zdolna do prowadzenia fermentacji typu mlekowego. Można go znaleźć naturalnie w żywności lub można go dodać, aby go zachować.
Lactobacillus plantarum jest jednym z głównych odpowiedzialnych za proces fermentacji kapusty kiszonej, preparatu kulinarnego pochodzenia europejskiego. Jest to bardzo powszechne we Francji, Niemczech, Szwajcarii, Rosji i Polsce. Obecnie jego konsumpcja rozprzestrzeniła się na Azję i Amerykę.
Produkcja kapusty kiszonej opiera się na fermentacji mlekowej liści kapusty ( Brassica oleracea ). Soki pochodzące z warzyw, wraz z solą morską, która jest dodawana do preparatu, tworzą naturalną solankę.
Fermentację osiąga się dzięki działaniu Lactobacillus plantarum, które beztlenowo metabolizuje cukry zawarte w kapuście. Produktem tego procesu jest kwas mlekowy, który wzmacnia smak i działa jak naturalny środek konserwujący.
Propionibacterium freudenreichii
Ta bakteria jest wykorzystywana do produkcji sera Emmental. Jest również używany, gdy sery Jarlsberg, Maasdam i Leerdammer są produkowane przemysłowo. Stężenie tej bakterii Gram-dodatniej jest wyższe w szwajcarskich serach mlecznych niż w innych serach.
W produkcji sera Emmental P. freudenreichii fermentuje mleczan, tworząc octan, dwutlenek węgla i propionian. Produkty te przyczyniają się do orzechowego i słodkiego smaku, typowego dla tego rodzaju sera.
Dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za „dziury”, które je charakteryzują. Twórcy sera mogą kontrolować wielkość tych dziur, modyfikując temperaturę, czas utwardzania i kwasowość.
Ostatnie badania potwierdzają, że spożywanie produktów zawierających tę bakterię jest korzystne dla organizmu. Mogą przyczynić się do prawidłowego funkcjonowania przewodu pokarmowego i zmniejszyć pojawienie się nowych przypadków raka jelita grubego.
Oenococcus oeni
Jest to nieruchoma bakteria Gram-dodatnia, która tworzy łańcuchy jajowatych komórek. Należy do grupy bakterii mlekowych. Swoją energię uzyskuje poprzez oddychanie, w obecności tlenu, a przy jej braku pobierają ją z fermentacji.
Jest to główna bakteria kwasu mlekowego, która wpływa na fermentację malolaktyczną wina. Ten rodzaj fermentacji jest prostym procesem metabolicznym, ponieważ ma tylko jedną reakcję. Kwas jabłkowy poprzez katalityczne działanie enzymu malolaktycznego przekształca się w kwas mlekowy.
Innym produktem ubocznym jest dwutlenek węgla, ponieważ jest to dekarboksylacja. CO2 nie jest tak oczywisty jak wytwarzany w tych przypadkach fermentacji alkoholowej.
Czasami przy opracowywaniu win można łączyć kilka bakterii, z wyjątkiem O. Oeni. Saccharomyces cerevisiae i Kloeckera apiculata mogą być wykorzystane do poprawy właściwości tego napoju .
