Fermente Gıdalar Teknolojisi-1

FERMENTE GIDALAR TEKNOLOJİSİ
FERMANTASYON VE FERMENTE GIDALAR
FERMANTASYON
 Mikrobiyolojik
anlamda
fermantasyon
mikroorganizmalar tarafında havanın serbest oksijenini
veya (NO3 (nitrat) ve SO4 (sülfat)gibi) inorganik
inorganik bileşiklerde bulunan bağlı oksijeni kullanarak
seri reaksiyonlar ile ürün bileşimindeki maddeleri
yıkıma uğratılmasıdır.
MİKROORGANİZMALAR TARAFINDAN
GERÇEKLEŞTİRİLEN VE GIDALARDA ÖNEMLİ OLAN
FERMANTASYON REAKSİYONLARI
 Laktik asit fermantasyonu: şeker laktik asit bakterileri
tarafından anerobik koşullarda laktik asit ve diğer bazı
ürünlere dönüştürülür. Laktik asit bakterileri çeşitli fermente
süt ürünleri, fermente sebzeler(turşular) ve fermente et
ürünlerinde (sucuk)ve marinat üretiminde yaygın olarak
kullanılırlar.
 Alkol Fermantasyonu: Mayalar alkol fermantasyonunda rol
oynayan en önemli mikroorganizmalardır. Saccharomyces
ellipsoideus alkol fermantasyonunda endüstriyel öneme sahip
bir mayadır.
 Propionik asit fermantasyonu: Propionibacterium cinsi
bakteriler anaerobik koşullarda karbonhidratlardan yüksek
oranda Propiyonik asit, asetik asit ve CO2 üretirler.
Propiyonik asit bakterileri isviçre tipi büyük gözenekli
peynirlerin (Emmental ve Gruyere) üretiminde rol oynar.
 Çeşitli
bakteri ve küfler tarafından gerçekleştirilen
fermantasyonlar: sirke üretiminde ve rokfor, kamembert
gibi peynirler ile soya sosu gibi gıdalar bu fermantasyon
tipine örnektir.
FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN
BAKTERİLER
 Laktik asit bakterileri
 Propiyonik asit bakterileri
 Asetik asit bakterileri
LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ
 Laktik asit bakterileri çeşitli gıdalardaki faaliyetler sonucu
karbonhidratlardan laktik asit üretme yeteneğine sahip
mikroorganizmalardır. Bu mikroorganizmalar cins ve tür
özelliklerine bağlı olarak karbonhidratlardan;
 Laktik asit
 Asetik asit
 Karbondioksit
 Alkol
 Bazı tat ve aroma maddeleri üretebilmektedirler.
LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ GLİKOZ
METABOLİZMALARI SONUCUNDA ÜRETTİKLERİ
SON ÜRÜNE BAĞLI OLARAK
1- HOMOFERMANTATİF LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ : HEKSOZ ŞEKERİN
FERMANTASYONU SONUCU BİRİNCİL DERECEDE LAKTİK ASİT
ÜRETEN TÜRLER,
2- HETEROFERMANTATİF LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ : METABOLİK
FAALİYETLER SONUCUNDA HEKSOZLARDAN LAKTİK ASİT , CO2
VE ETANOL ÜRETEN LAKTİK ASİT BAKTERİLERİDİR.
BU TÜRLER ASETALDEHİT VE DİASETİL GİBİ TAT VE AROMA
MADDELERİNİN ÜRETİMİ AÇISINDAN ÖNEMLİDİR.
LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN
SINIFLANDIRILMASI
Geçmişte Laktik asit bakterilerinin sınıflandırılmasında
- Gram reaksiyonu
- Katalaz reaksiyonu
- Laktik asit konfigürasyonu
- Çeşitli karbonhidratları fermente edebilme yetenekleri gibi
ŞU ANA KADAR TESPİT EDİLMİŞ LAKTİK ASİT
BAKTERİLERİNİN BAZI GENEL ÖZELLİKLERİ
1- Bu mikroorganizmalar gelişebilmek için amino asitler ve B
grubu vitaminler gibi besin öğeleri ile pürin ve pirimidin
bazlarına ihtiyaç duyarlar.
2- Çoğu mezofilik mikroorganizmalardır. Ancak bazıları 5 C
derecenin altında, termofilik türleri ise optimum 45 C
derecegibi yüksek sıcaklıklarda gelişebilirler.
3- Bu mikroorganizmaların çoğu optimum 4-4.5 pH da
gelişebilmelerine rağmen 3,2 gibi düşük ve 9,6 gibi yüksek pH
larda gelişebilmektedir.
4- Ayrıca bu mikroorganizmaların bazıları zayıf proteolitik ve
lipolitik özelliğe sahiptir.
GENEL OLARAK LAKTOBASİLLUS GRUBU
 Lactobasillus
- Lactococcus
 Pediococcus
- Carnobacterium
 Streptococcus
- Enterococcus
 Leunocostoc
- Vagococcus
- Weisella
Lactobacillus
Bu cinsteki mikroorganizmalar; Gram pozitif,
katalaz ve oksidaz negatif , mikroaerofilik ve
fermantatif, bazı türleri mutlak anaerob
genellikle hareketsiz ince, uzun veya kısa
çubuk yada kokobasil şeklinde bakterilerdir.Bu
bakteriler gelişebilmek için kompleks besin
maddeleri ve vitaminlere ihtiyaç duyarlar ve
bu türler fermente et, sebze,süt ve su
ürünlerinin üretiminde rol oynarlar.
LAKTOBACİLLUS CİNSİ 3 BÜYÜK GRUBA
AYRILIR
 Betabacterium
 Streptobacterium
 Thermobacterium
Streptecoccus
 Bu türler gram pozitif ,
katalaz negatif, genellikle
hareketsiz,
çoğu
türü
fakültatif,
bazı
türleri
mikroaerofilik, 4 türü mutlak
anaerobik , ikili veya uzun
zincirler
oluşturan
kok
şeklindeki
mikroorganizmalardır.
 Bazı
peynir
çeşitlerinin
üretinminde starter kültür
olarak kullanılırlar.
Pediococcus
Gram pozitif, Katalaz negatif, mikroaerofilik
ve fermantatif kok şeklinde bakterilerdir.
Koklar tekli ve ikili şekilde bulunabilirle
veya kısa zincir ve tetrad oluşturabilirler.
Tuza dayanıklı homofermantatif türlerdir ve
bitkilerde, turşu, bira ,şarap gibi fermente
ürünlerde bulunurlar.
P. cerevisiae ve P. acidilactici türleri starter
kültür olarak turşu ve sucuk yapımında
kullanılır.
Leuconostoc
 Gram
pozitif ,katalaz negatif, hareketsiz,
fakültatif
anaerob,
kok
şeklinde
heterofermantatif laktik asit bakterileridir.
 Gıdalarda önem taşıyan Leuconostoc türlerinin
bazı karakteristik özellikleri
 heterofermantatif oldukları için diasetil ve
diğer bazı aroma bileşileri üretirler.
 tuza toleranslıdırlar. Çoğu türü % 3 bazı türleri de % 6,5 tuz
konsantrasyonlarında gelişebilirler. Bu özelliğinden dolayı L.
mesenteroides salatalık turşusu ve diğer sebze turşularının ilk
aşamasında gelişme gösterir.
 sebze fermantasyonlarının ilk aşamasında hızlı bir şekilde
gelişerek yeteri düzeyde asit üreterek digğer zararlı
bakterilerin gelişimini inhibe ederler.
 yüksek
seker
konsantrasyonuna
dayanıklı
mikroorganizmalardır. Şurup, kek ve dondurma karışımlarında
kolaylıkla gelişebilirler.
Lactococcus
 Gram
pozitif ,katalaz negatif,
hareketsiz
kok
şeklinde
bakterilerdir. Hüçre şekilleri
küresel veya oval olup tekli, ikili
veya zincir şeklinde diziliş
gösterebilirler.
Enterococcus
 Enterococcus cinsi içerisinde 16 tür bulunmaktadır.
 Bunlardan Enterococcus faecalis insan ve hayvan
dışkısında bulunan fekal orijinli bir türdür. E.faecium
a ise yaban domuzlarında daha çok rastlanır.
Enterococcus faecalis, E.faecium ve E. durans dışındaki
diğer 13 tür sanitasyon açısından fekal indikatör
olarak önem arzetmezler.
 Bu cinsteki mikroorganizmalar aerobik ve fakültatif
anaerobik
katalaz negatif, pekçok patojen
bakterinin
gelişebildiği pH aralığının dışında
gelişebilen kok şekilli mikroorganizmalardır.
Vagococcus
 Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketli koklardır.
 10oC de ve %4 tuzlulukta gelişebilirler. Vagococcus cinsi
bakteriler balık, su gibi bazı gıdalarda ve dışkıda bulunur.
LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN
ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ
 Laktik
-
-
asit bakterileri ortamda bulunan diğer
mikroorganizmaları inhibe ederek mikrobiyal açıdan
güvenilir fermente gıdaların üretilmesine olanak
sağlamaktadır.
düşük pH
Organik asitler
Bakteriyosinler
Hidrojen peroksit
Etanol
Düşük oksidasyon ve redüksüyon potansiyeli
PROPİYONİK ASİT BAKTERİLERİ
 Propionibacteriacea familyasına dahil
düzensiz şekilli, hareketsiz, sporsuz,
Gram pozitif, kokoid veya çubuk
şeklinde bakterilerdir.
 Bu
familya
içinde
Propionibacterium
cinsi
önemlidir.
sadece
gıdalarda
 Bu cins süt ürünlerinde özellikle peynirlerde önem taşır ve
11 türü mevcuttur. Katalaz pozitif ve oksijene toleranslı
anaerobik bakterilerdir.
 Karbonhidratlardan Propiyonik asit, asetik asit ve CO2
üretirler. 30 C de ve 6-7 pH da optimum ürerler. Özellikle
İsviçre tipi peynirlerin(Emmantel, Gruyere) üretiminde
önem taşırlar. Bazı türleri gri, kırmızı, pembe, sarı, turuncu
pigment oluştururlar.
ASETİK ASİT BAKTERİLERİ
bakteriler
pseudomonadaceae
familyasına dahil , gram negatif, katalaz
pozitif, oksidaz negatif, hareketli mutlak
aerobik,
kavisli
çubuk
şeklinde
bakterilerdir.
Asetobacter
ve
Gluconobacter cinsi bakteriler çeşitli
organik bileşikleri organik asitlere okside
ederler ve endüstriyel fermantasyonla
sirke yapımında kullanılırlar. Doğada yaygın
olarak
bulunurlar
özellikle
alkol
fermantasyonunun geçtiği bitkilerde daha
yaygındır.
Asetobacter
 Bu
Gluconobacter
FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN
MAYALAR
 Alkol ve CO2 üreten fermantatif mayalar ekmek, şarap ve bira
gibi ürünlerin üretiminde rol oynarlar.
 Mayalar mutlak aerobik mikroorganizmalar olup bu mayalar
film mayalar veya oksidatif mayalar olarak tanımlanırlar.
 Saccharomyces cinsi mayalar ekmek bira ve şarap yapımında
kullanılmaktadır.
 Kımız ve kefir üretiminde ise Candida pseudotropicalis, Torula
koumiss ve Saccharomyces lactis gibi mayalar kullanılmaktadır.
FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN KÜFLER
 Rokfor, Kamembert gibi peynirlerin yapımında ve soya sosu
gibi gıdaların üretiminde bazı küfler rol oynamaktadır.
 Aspergillus ve Penicillium fermente gıdalarda rol oynayan iki
önemli cinstir. Genellikle peynirlerin fermantasyonunda;
 Penicillum camembertii
 P. roqueforti
 P. gargonzolae
 P. stilton
 Mucor rasmusen
 Aspergillus oryzae
STARTER KÜLTÜR
 Çok genel bir tanımlama ile gıda üretiminde kullanılan
mikroorganizmalara “starter kültür” adı verilir.
 “kontrollü koşullarda standart kalitede ürün elde etmek için
gıda sanayiinde kullanılan mikroorganizmalardır”
 Starter kültür tek ya da birden fazla mikroorganizma olabilir.
Amaca göre hangi mikroorganizma ya da mikroorganizmaların
starter olarak kullanılacağı değişir.
STARTER KÜLTÜR SEÇİMİ
 Fermente gıdaların üretiminde kullanılan kültürler
 Hammaddede arzu edilen değişimlere neden olabilen
 Herhangi bir kontaminant içermeyen
 Stabil kültürler olmalıdır.
STARTER KÜLTÜRÜN AKTİVİTESİ
 İnkübasyon sonrası soğutma hızına
 Ortamın kompozisyonuna
 Asitliğine
 Depolama sıcaklığı
 Depolama süresine bağlıdır.
STARTER KÜLTÜRLERİN İNHİBİSYONU
 Doğal inhibitörler
 Antibiyotikler
 Bakteriyofajlar
 Deterjan ve dezenfektan kalıntıları
 Lökositler, insektisitler gibi çevresel orijinli bazı inhibitörler,
uçucu ve uçucu olmayan bileşikler
TİCARİ STOK KÜLTÜR ÜRETİMİ
1. Sıvı kültürler:
2. Kurutulmuş kültürler:
a)
püskürtmeli kurutucuda kurutulmuş konsantre olmayan
kültürler
b)
Dondurarak kurutulmuş konsantre olmayan kültürler
c)
Dondurarak kurutulmuş konsantre kültürler
3. Dondurulmuş kültürler:
a)
-20 C de dondurulmuş konsantre olmayan kültürler
b)
-40 ve -80 C de dondurulmuş konsantre kültürler
c)
-196 c de sıvı azot ile dondurulmuş konsantre kültürler
SIVI KÜLTÜRLER
 Kısa mesafelerde veya bir gün gibi kısa sürede işletmeye
ulaşma imkanı bulunduğu durumlarda pratik ve ekonomik
olması nedeniyle uygulama alanı bulmuştur. İşletmelerde
genellikle sıvı kültürler kullanılır.
KURUTULMUŞ KÜLTÜRLER
 Dondurarak kurutulmuş starter kültürlerin canlılık otanını
etkileyen faktörler.
1. Mikroorganizmanın tipi, cinsi ve türü
2. Mikroorganizmanın gelişme fazı
3. Besiyeri ve ortamdaki besin maddeleri
4. Ortamın ph sı : 5-6
5. Nem: %3 ten az
6. Dondurma, kurutma ve depolama sıcaklığı
7. Oksijen
8. Kültürü aktifleştirme sıcaklığı: 20 C
DONDURULMUŞ KÜLTÜRLER
1) - 20 C derecede dondurulmuş
2) -40 ile -80 C arasında dondurulmuş
3) -196 sıvı azotta dondurulmuş kültürler
FERMENTE GIDALAR
 Fermente su ürünleri
 Fermente süt ürünleri
 Fermente et ürünleri
 Bitkisel orijinli fermente gıdalar
 Fermente alkollü içecekler
 Diğer fermente ürünler
FERMENTE SU ÜRÜNLERİ
 Marinatlar
 Ceviche
 Escabeche
 Paksiw
Laktik asit fermentasyonu ile üretilen su ürünleri
Ürün adı
Ülke
İçerikleri
Sikhae
Kore
deniz balığı, pişirilmiş darı, tuz L. mesenteroides, L. plantarum
Ana öğün
Nazerushi
Japonya
deniz balığı, pişirilmiş darı, tuz L. mesenteroides, L. Plantarum
Ana öğün
Burong-isda Filipinler
tatlısu balığı, pirinç, tuz
Ana öğün
Pla-ra
tatlısu balığı, kavrulmuş pirinç, tuz
Tayland
Mikroorganizmalar
L. brevis, Streptococcus sp.
Balao-balao Filipinler
karides, pirinç, tuz
Kungchao
tatlısu balığı, tatlandırılmış pirinç
Tayland
Pediococcus sp.
L .mesenteroides, P.cerevisiae
P.cerevisiae
Kullanım alanı
Ana öğün
Katkı maddesi
Ana öğün
Plaa som
Bütün balıklar (8:1) oranında tuzla karıştırılır ve bütün gece
boyunca bekletilir. Daha sonra pişirilmiş pirinç ve kıyılmış sarımsak
ilave edilerek (oran 20 balık/tuz: 4 pirinç: 1 ve ağırlığı ile sarımsak)
karışım cam kavanozlarda paketlenir. Uygun sıcaklıkta 5-7 gün
fermente edilir. Bu ürünün raf ömrünün 3 hafta olduğu
belirtilmiştir
Som fak
Balık filetoları süzülür ve kıyılır. Pişirilmiş pirinç, kıyılmış sarımsak
ve tuz (oran 120 kıyılmış balık: 20 pirinç: 7 sarımsak: 7 tuz)
kıyılmış balığa ilave edilir ve karışım küçük porsiyonlara
bölünerek muz yaprakları arasında veya plastik tabakalarda
paketlenir. Bu ürün uygun sıcaklıkta 3-5 gün fermente edilir.
Fermentasyon İşlemini Hızlandırma
Lactobacillus plantarum ve Pediococcus cereviseae gibi ticari laktik
asit starterleri fermentasyon esnasında kullanılmaktadır. Bu
starterlerin ilave edilmesi fermentasyon süresini 7 günden 3-4
güne azalmaktadır. Tat ve kas yapısında ise önemli değişiklikler
meydana gelmemektedir.
Laktik
asit
bakterileri;
bakteriosin,
H202,
laktoperoksidaz, diasetil ve laktik asit üretebilme
özellikleri
nedeniyle
PATOJEN
MİKROORGANİZMALARIN gelişimlerini inhibe ederler
ve bu özelliklerinden dolayı laktik asit fermente ürünler
halk sağlığı açısından güvenli ürünlerdir.
FERMENTE SÜT ÜRÜNLERİ
 Peynir
 Yoğurt
(Streptococcus
bulgaricus)
thermophilus
ve
Lactobacillus
 Tereyağı, yayık altı,ekşi krema
 Kefir (Lactococcus lactis Subsp. Lactis, Lactococcus lactis
Subsp. cremoris)
 Kımız kımız üretiminde ilk aşamada 37 C de 7 saat bekletilmiş
Laktobasillus bulgaricus ikinci aşamada 30 C de 15 saat
bekletilmiş Torula spp. kültürlerinin karışımı ile hazırlanır.
FERMENTE ET ÜRÜNLERİ
Sucuk
Lactobacillus plantarum
Pediococcus acidilactici
Pediococcus pentosaceus
Lactobacillus sake
FERMENTE BİTKİSEL GIDALAR
 Turşu (Laktobacillus brevis, L.plantarum, Pediococcus
pentosaceus, P.cerevisiae )
 Zeytin (Laktobacillus plantarum, L.brevis)
Soya sosu iki aşamalı fermantasyon ile üretilir. 1.
aşamada Aspergillus oryzae ve A.soyae
2.
aşamada
Zygosaccharomyces
rouxii
ve
Laktobacillus delbrueckii
 Tempe
Islatılmış soya fasülyesinin Rhizopus
oligosporus kültürü ile 31 C de 24 saat fermente
edilmesi ile elde edilir
FERMENTE ALKOLLÜ İÇECEKLER
 Bira:
Bira fermantasyonunda gerçekleşen
karbonhidratların etanole dönüşümüdür.
reaksiyon
 Saccharomyces
cerevisiae ve Saccharomyces carlbergens
fermantasyonda görev alır.
 Şarap: Yaş üzümlerden üretilerek olgunlaşmaya bırakılan
alkollü bir içecektir. Saccharomyces cerevisiae ile 18-30 C de
3-5 gün fermente edilir.
DİĞER FERMENTE ÜRÜNLER
 Sirke : iki aşamada gerçekleşir.
1. Aşamada mayalar anaerobik yolla şekerleri etanole
dönüştürürler.
2. Aşmada üretilen etanol Acetobacter ve Gluconobacter
gibi asetik asit bakterileri tarafından aerobik koşullarda
oksidatif
bir
reaksiyonla
asetik
aside
dönüştürülmektedir.
 Ekmek:
Saccharomyces cerevisiae (maya) ve laktik asit
bakterilerinin fermantasyonu ile üretilen fermente bir
üründür.