Copyright © pohodanovapec.cz 
V mikrobiálním světě probíhají biochemické procesy jen tehdy, pokud má buňka dostatek energie. Z potravinářského a biotechnologického hlediska jsou nejdůležitější katabolické procesy chemoorganotrofních mikroorganismů, které získávají energii oxidací organických sloučenin. Oxidace je katalyzována oxidoredukčními enzymy a jejich kofaktory přenášejí vodík či elektrony; mezi koenzymy patří NAD+/NADH a NADP+/NADPH, kovalentními skupinami zase flavinové kofaktory FAD a FMN. Při oxidaci je donor vodíku organická látka, která se dehydrogenuje, a vodíkové ionty se přenáší na akceptor, jenž se redukuje.
Při regeneraci kofaktoru probíhá buď anaerobně, bez kyslíku, nebo aerobně s účastí kyslíku. V anaerobních procesech je substrát redukovaným kofaktorem dále předáván na další část substrátu, vzniká tedy energeticky bohatá látka, kterou mikroorganismy dále nevyužijí a odchází jako produkt. Při aerobním katabolickém procesu jsou redukované kofaktory oxidovány skrze dýchací řetězec až ke konečnému příjemci - kyslíku, čímž vzniká velké množství ATP.
Anaerobní katabolické procesy představují kvašení, které probíhá bez vzduchu. Kvašení je metabolický proces, při němž probíhá fosforylace ATP na substrátové úrovni; konečným akceptorem vodíku je organická látka. Etanolové kvašení, mléčné kvašení, propionové kvašení, máselné kvašení, smíšené kvašení a kvašení polysacharidů či aminokyselin jsou některé z nejznámějších typů kvašení, které nacházejí uplatnění v potravinářství a průmyslu.
Etanolové kvašení je jedním z nejznámějších a probíhá nejčastěji u kvasinek rodu Saccharomyces; reakce probíhá od glykolýzy po pyruvát, dekarboxylaci pyruvátu na acetaldehyd a redukci na etanol. Mléčné kvašení je hlavně činností bakterií mléčného kvašení (BMK) rodu Lactobacillus a některých mléčných streptokoků; hlavní funkcí je rozklad cukrů na kyselinu mléčnou, která chrání substrát před hnilobou a prodlužuje trvanlivost potravin.
Homofermentativní mléčné kvašení produkuje výhradně kyselinu mléčnou; substrátem bývá hexóza, která se nejprve přemění na pyruvát a poté na laktát, enzym NAD-laktátdehydrogenáza přenáší vodík na pyruvát. Heterofermentativní mléčné kvašení produkuje kromě kyseliny mléčné i další metabolity jako kyselinu jablečnou, jantarovou, octovou, etanol a oxid uhličitý. Tyto procesy významně ovlivňují chuť a vůni fermentovaných produktů a mohou být žádané (např. kefír) nebo naopak nežádoucí (v ovocných šťávách a víně).
bezpečnost při výrobě sušeného masa
Propionové kvašení bývá klíčové při zrání tvrdých sýrů a vede k produkci kyseliny propionové a oxidu uhličitého, které vytváří typická oka v sýrech typu ementál. Máselné kvašení prostřednictvím Clostridium rodu produkuje kyselinu máselnou a plyny a je významné jak pro degradaci potravin, tak pro biologické čištění odpadních vod. Kvasení polysacharidů a proteolýza - rozklad bílkovin - umožňují exoenzymy různých bakterií, včetně Clostridium a Bacillus, které štěpí složité cukry i proteiny na menší molekuly vhodné k dalšímu kvašení.
V potravinářství hraje význam mléčného kvašení v mléčných výrobcích (jogurty, sýry, tvarohy), v kysaných zeleninách (zelí, okurky) a při výrobě siláží. BMK jsou grampozitivní, nepohyblivé či málo pohyblivé tyčinkovité či kokové bakterie, často bez katalázy, vysoce náročné na živiny a růstové faktory. Jejich činnost ovlivňuje texturu, chuť a vůní mléčných výrobků a slouží k inhibici růstu nežádoucí mikroflóry, čímž prodlužují trvanlivost potravin.
V baleném mase v ochranné atmosféře (MAP) se BMK významně podílejí na údržnosti a senzorických vlastnostech. MAP obvykle zahrnuje složení plynů 70-80 % O2 a 20-30 % CO2; CO2 působí bakteriostaticky a O2 udrží červenou barvu, zatímco dusík slouží jako inertní nosný plyn. Nadměrný CO2 může stimulovat mikroaerofilní G+ mikroorganismy, ale rychlost jejich množení je omezena, což přispívá k prodloužení údržnosti baleného masa. V praxi se používají balicí materiály a techniky, které umožňují řízenou atmosféru a spojení s interaktivními obaly pro lepší kvalitu a bezpečnost potravin.
Podle studií detekce BMK v baleném mase ukázala, že Leuconostoc a Lactobacillus mohou být hlavními původci kažení; kvantitativní růst může dosáhnout až 10^6 KTJ/g v 21-28 dnech skladování, s výraznými senzorickými změnami. Identifikace BMK probíhá pomocí kultivačních a molekulárních metod a je důležitá pro řízení fermentačního procesu a zajištění kvality potravin.
Fermentace je staré a ceněné umění: zelí, kimčchi, jogurty, kefíry, sýry nebo vína - to vše vzniklo kvašením. Když fermentaci provádíme doma, je potřeba pracovat s čistými nádobami, zamezit kontaminaci a správně volit sůl a suroviny. Sůl pomáhá chránit zeleninu před kvasinkami a hnilobnými bakteriemi, dokud se nevytvoří dostatek bakterií mléčného kvašení. Důležité je zajistit vhodné prostředí - sklenice s vodou nebo nálevem, zajištění plnění do 3/4 objemu, zakrytí kvasnou zátkou a případné zatížení, aby plody neklesly na hladinu.
Bakterie v listovém těstě: na co si dát v kuchyni pozor
Octová fermentace v kávě se může objevit, pokud dojde k delšímu kvašení v přístupu vzduchu; výsledkem může být octová kyselost, která zhorší chuť kávy. Při řízené fermentaci je klíčové načasování a kontrola teploty a pH, aby nedošlo k přemnožení plísní a degradaci kvality. Například maloobchodní farmáři experimentují s acetic process v Kolumbii, kdy zrna po odslupkování ukládají do betonových nádob a pravidelně je promíchávají pro vznik kyseliny octové.
| Typ kvašení | Hlavní producenti | Klíčové produkty | Typický účinek na potravinu |
|---|---|---|---|
| Etanolové kvašení | Saccharomyces, některé bakterie | Etanol, CO2 | Začlenění alkoholu; konzervace a textura |
| Mléčné homofermentativní | Lactobacillus spp., Lactococcus | Kyselina mléčná | kyselé prostředí; inhibice patogenní mikroflóry |
| Mléčné heterofermentativní | Leuconostoc, Lactobacillus spp. | Kyselina mléčná, octová, etanol, CO2 | rozmanité chutě; různorodé vedlejší produkty |
| Propionové kvašení | Propionibacterium spp. | Kyselina propionová, CO2 | typická oka v sýrech; vynikající chuť |
| Máselné kvašení | Clostridium spp. | Kyselina máselná, plyny | zâhody chuťě a zápach; potraviny se kazí |
Mléčné bakterie a kvašení obecně hrají významnou roli v potravinářství a zemědělství: zlepšují trávení, posilují střevní mikroflóru, vytvářejí kyselinu mléčnou, která inhibuje nežádoucí mikroorganismy, a podporují imunitu. V průmyslu jsou BMK klíčové pro fermentované mléčné výrobky, masné produkty, kvasy a konzervaci. V moderním balení potravin v ochranné atmosféře hraje důležitou roli správná volba poměru plynů, který zajišťuje bezpečnost a kvalitu masa během skladování.
Copyright © pohodanovapec.cz
