Bioteknik till vardags PÅKLÄDNAD: Bomulsskjorta AMYLAS (Bacillus subtilis) Nytvättad PRTEAS (Bacillus licheniformis) + LIPAS (Rhizopus sp.) Jeans CELLULAS (Trichoderma reesei) Läderskor PRTEAS (Bacillus sp) FRUKST: stsmörgås Saccharomyces cerevisiae + + Lc. cremoris + Lc. diacetylactis + Propionibacterium sp. Juice PEKTINAS (Aspergillus sp) Kaffe PEKTINAS (Spontan mikroflora) LUNCH: Isterband m. mos Pediococcus pentosaceus Gurksallad plantarum + S. cerevisiae + Acetobacter acetii Lättöl + S. cerevisiae MIDDAG Enterocote med soyarört smör Aspergillus oryzae + + Saccharomyces rouxii + Lc. lactis + Lc.cremoris + Lc. diacetylactis S. cerevisiae m.fl Ö l / Vin Glass LAKTAS (Aspergillus sp) S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 1 Produkt rganism Reaktion Öl Vin Bröd Yogurt/Fil Smör st Salami mfl. Saltgurka Surkål liver Jäst (Saccharomyces cerevisiae) Mjölksyrabakterier (mögelsvamp) Socker +C2 etanol Socker mjölksyra Citrat diacetyl Proteolys/ lipolys Mjölksyrabakterier Socker mjölksyra Sojasås Aspergillus + + Jäst+ Mjölks.bakt. Kakao Jäst + Ättiksyrabakterier Stärkelse/ proteinhydrolys mm Socker Etanol etanol ättiksyra Varför fermentera livsmedel? Konservering: salt, ph, mjölksyra, antibiotika Smak och konsistens fettsyror, estrar, peptider (metyl)ketoner Näringsvärde? digererbarhet, probiotika Kaffe Tobak Pektinhydrolys Lin Hampa S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 2 Fytinsyra (inositolhexafosfat) komplexbinder Fe 2+ Distribution of lactose intolerance H - P - H 1 6 - P -H H - P -H H 2 - P -H H H - P - H - P -H H Nigeria,Fulani nomads Nigeria, Ibo Japan S. America, indians Canada indians Canada, white US,black children US,black adults US,white adults GreatBritan Switzerland Mikrobiella fytaser hydrolyserar en eller flera fosfatgrupper Finland Sweden 0 20 40 60 80 100 120 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 3 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 4
Nomenklatur: Mjölksyrabakterier och streptokocker Mjölksyrajäsning Mjölksyrabakterier: Fam. Streptococcacae: Streptococcus Enterococcus Lactococcus Leuconostoc Pediococcus Fam Lactobacillaceae Bifidobacterium Listeria Brochothrix thermosphacta bligat fermentativa men oftast syretåliga Katalsnegativa H 2 2 Kräver rikt odlingsmedium Ekologisk indelning av "streptokocker": 1. Mjölk-"streptokocker" Lactococcus thermophilus 2. Fekala "streptokocker (enterokocker) Enterococcus faecalis Enterococcus faecium 3. Hä molytiska streptokocker!-hä molytiska (viridans-grp) Streptococcus viridans ß-hämolytiska (pyogenes-grp) Streptococcus pyogenes Homofermentativ liten smakeffekt Heterofermentativ större smakeffekt EMP LDH Glucose Pyruvate > 70% HLac Slemhinnor, S.-. Enfors, i ruttnande KTH växter, mjölkmiljö Fermenterade livsmedel / 2004 5 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 6 Glucose Lactococcus Pediococcus HMP Pyruvate Bifidobacterium Leuconostoc (vissa) (vissa) HLac HAc EtH C 2 Diacetyl Filmjölk & Gräddfil Långfil Yoghurt Produkt Filmjölksprodukter rganism Lactococcus diacetilactis var. longis Jäsning vid 20 C i 24h ph! 4.5 bulgaricus Lactococcus thermophilus Jäsning vid 44 C i 4 h ph! 3.9 Funktion Syraväckare Arombakterier syra + polysackarid arom Syrabildare och svagt proteolytiska S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 7 1. YSTNING Mjölk + + CaCl 2 + löpe Lactococcus diacetilactis ph sänkning proteolytisk avskiljning av hydrofila delen av kaseinmicellerna stmassa (kasein) + vassle 2. VASSLEAVSKILJNING 3. FRMNING 4. LAGRING Gasutveckling (C 2 ) Mjölksyrajäsning Proteolys pipor smak. konservering peptider, konsistens Aromämnen (mg/kg) 2-heptanone 2-nonanone 2-heptanol S.-. Lipolys Enfors, KTH syror Fermenterade ketoner livsmedel aldehyder / 2004 8 Brie 2.5 3.2 0.4 Grö nm Tröskel ögel 75 3 85 13 0.05
Kasein-miscell i mjölk Chymosin hydrolyserar specifikt en met-phe bindning i gränsen mellan kappakaseinets hydrofila och hydrofoba del och gör miscellens yta hydrofob vilket leder till hydrofob interaktion = ostutfällning. Resterande proteiner och vätska = vassle. Smakdominerande metylketoner och alkoholer i ädelostar Förening Brie (mg/kg) Grönmögelost (mg/kg) 2-hepatnone 2.5 75 3 Tröskelvärde för smak (mg/l) 2-nonanone 3.1 85 0.05 2-heptanol 0.4 13 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 9 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 10 Smör 1. Syrning av grädde: L. lactis m,fl. syraväckare L. diacetilactis m.fl. arombildare Diacetyl viktig smörsmak 2. Kärning: Fasomvändning (vatten i fett) smörkorn 3. Sköljning: Bakterihalt ned till 10 4 /ml 4. Saltning: 1-3 % 5. Ältning: Ger 16% ( allt salt) vatten dispergeras i fettfasen Smöret konserveras mikrobiologiskt genom att vattendropparna (10 10 /g) ä r många fler än bakterierna (10 4 /g). Salthalten i vattenfasen är hög (6-19%). Hållbarheten begränsas vanligen av härskning eller mögelkolonibildning på ytan. I södra Europa fermenteras smöret inte alltid S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 11 Fermentering av korv Primärflora - G-negativa psykrotrofa stavar (! Pseudomonas ) - Mjölksyrabakterier Korvberedningen Malning spridning av mikrofloran Ympning hög koncentration mjölksyrabakterier Saltning låg a w ; HN 2 Stoppning syrebrist och å terinfektionsskydd Inkubering ph 5.1; 1-2% mjöksyra, antibiotika? R ökning vä rmeinaktivering; kemiska inhibitorer Starterkulturer: Pediococcus cerevisiae plantarum Micrococcus S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 12
Barley + H 2 Air Hot air H 2 Hops Yeast Malt Worth C 2 Rootlets Husks Hops + tanninprotein C 2 MALTING (6d) MÄLTNING Steeping with water to raise the water content (45%) and germination to activate enzymes and initiate hydrolysis of the polymers KILNING (hrs) KÖLNING Drying with hot air to stop biochemical reactions and induce Maillard reactions (colors and aroma) MASHING (hrs) MÄSKNING Extraction and hydrolysis of starch, ß- glucans and proteins. Enzyme activity controlled by T-profile WRTH BILING VÖRTKKNING Extraction of bitter compounds from hops, interruption of hydrolysis, sterilization FERMENTATIN (days) and LAGERING (weeks) Growth, production of EtH, EtAc!- acetolactate etc. Formation/re-assimilation of diacetyl FILTRATIN PASTEURIZATIN S.-. Enfors, KTH Yeast Fermenterade livsmedel / 2004 BTTLEING 13 4 6 CH2H! -1,4 bindning 1! -amylas Stärkelsehydrolys vid bryggning CH2H Dextriner Pullulanas! -1,6 bindning ß-amylas CH2H Maltos + gränsdextriner Stärkelse består av amylos (raka kedjor) och amylopektin (grenade). Vid bryggning hydrolyseras stärkelsen till maltos (jäsbar) och dextrin + gränsdextrin( ej jäsbara) av maltets!- amylas och ß-amylas. Pullulanas (ej i malt) kan öka halten jäsbart socker. S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 14 CH2 Konc. Jäst Lagring: Etanol EtAc,!-acetolaktat, mm. CH tid CH 3 - C - C - CH 3 H dekarboxylering!- acetolaktat sekretion CH CH 3 - C - C - CH 3 H Primär jäsning diacetyl CH 3 - C - C - CH 3 resorption under lagring Mjölksyrabakterier: brevis fermentum sanfransisco plantarum, m.fl. Jäst: Candida krusei Candida mirelli Saccharomyces cerevisiae, m.fl. Initialt även: Enterobacteriaceae (10 6 g -1 ) men de konkurreras ut av mjölksyrabakterierna ph: 5.5-5 Surdeg 4-3.8 på 10-20 timmar S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 15 S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 16
Surströmming A) Lekmogen strömming (maj-juni) B) 1-2 d. försaltning, 24% C) Rensning o. skö ljning D) Lagring på tunna >1mån/15-18 C salthalt: 17% 12% E) Lagring på förpackning till 3e To i aug. Totalantal bakterier: 10 3 10 6 ml -1 Dominerande mikroflora: Grampositiva, catalanegativa, proteanegative, halofila, mesofila, kocker! Pediococcus! Spadet: Stark proteolytiskt. Steril tillverkning utan ymp ger "fel smak". Patogentest (ympning): Bacillus cereus Clostridium perfringens Staphylococcus aureus Överlevnadstid < 1 dag < 1 vecka överlever men växer ej S.-. Enfors, KTH Fermenterade livsmedel / 2004 17