Fermentacja mlekowa

Reakcje zachodzące podczas fermentacji mlekowej

Fermentacja mlekowa (zwana także mleczanową) – proces przemian związków organicznych, polegający na fermentacji węglowodanów do postaci kwasu mlekowego, odbywający się pod wpływem działania bakterii fermentacji mlekowej. Fermentacja ta odgrywa kluczowe znaczenie przy produkcji wielu przetworów mlecznych.

Równanie sumaryczne właściwej fermentacji mlekowej brzmi następująco:

C
6H
12O
6 + 2ADP + 2P
i → 2CH
3CHOHCOOH + 2ATP

Bakterie fermentacji mlekowej

Podział

Bakterie właściwej fermentacji mlekowej dzieli się na:

• homofermentatywne – fermentujące cukrowce wytwarzają tylko kwas mlekowy
• heterofermentatywne – fermentujące cukrowce wytwarzają obok kwasu mlekowego także produkty uboczne (np. kwas octowy lub etanol)
• fakultatywnie heterofermentatywne – w zależności od warunków wytwarzają albo wyłącznie kwas mlekowy, albo kwas mlekowy wraz z produktami ubocznymi

Rodzaje

Właściwą fermentację mlekową wywołują bakterie fermentacji mlekowej zaliczane do rodzajów:

• Lactococcus – paciorkowce homofermentatywne:
  • Lactococcus lactis – paciorkowiec mlekowy,
  • Lactococcus cremoris – paciorkowiec śmietanowy.
• Leuconostoc – paciorkowce heterofermentatywne:
  • Leuconostoc citrovorum – paciorkowiec cytrynowy/masłowy, bywa używany jako dodatek do zakwasów przy wyrobie masła.
• Lactobacillus – pałeczki homo– i heterofermentatywne:
  • Lactobacillus bulgaricus – pałeczka bułgarska występująca w jogurcie,
  • Lactobacillus viridescens – pałeczka powodująca zielenienie mięsa peklowanego i surowych kiełbas.

Zastosowanie

Bakterie są wykorzystywane do procesu przetwórstwa spożywczego, zależnie od jego rodzaju:

• w przemyśle mleczarskim (produkcja napojów mlecznych fermentowanych, ukwaszanie mleka, śmietanki, dojrzewanie serów),
• w przemyśle warzywnym (kwaszenie ogórków i kapusty),
• w przemyśle mięsnym (produkcja wędlin surowych, np. metka, salami),
• w przemyśle piekarskim (wchodzą w skład zakwasów chlebowych, używanych przy produkcji pieczywa).

Szkodliwość

Wykorzystywanie kultur bakterii fermentacyjnych wiąże się także z negatywnymi skutkami w następujących dziedzinach:

• we wszystkich przemysłach opartych na fermentacji alkoholowej (przemysł piwowarski, winiarski, gorzelniczy),
• w cukrownictwie (powodują śluzowacenie soków dyfuzyjnych),
• w przemyśle drożdżowym,
• w przemyśle mięsnym.

Fermentacja mlekowa jako proces biochemiczny

Fermentacja mlekowa jako proces biochemiczny pozwala organizmom (bądź też narządom takim jak mięśnie szkieletowe) działającym w warunkach beztlenowych na regenerację NAD zużytego w procesie glikolizy. Produkt ostatniego etapu wspomnianej glikolizy – pirogronian jest redukowany w mleczan przy jednoczesnym utlenieniu NADH powstałego w procesie glikolizy do NAD przy pomocy dehydrogenazy mleczanowej (LDH – Lactate Deshydrogenase). Warto dodać, że reakcja może przebiegać też w drugą stronę – i tak kwas mlekowy jest jednym z podstawowych substratów energetycznych dla mięśnia sercowego (po przekształceniu w pirogronian włączany jest do cyklu Krebsa).

Fermentacja pseudomlekowa

Obok bakterii właściwej fermentacji mlekowej wyróżnia się bakterie fermentacji pseudomlekowej, jak np.

• pałeczka okrężnicy – wywołują różne wady mleka, wczesne wzdęcie sera, wady masła
• mikrokoki – wywołują różne wady mleka i serów

Fermentacja pseudomlekowa charakteryzuje się tym, że kwas mlekowy jest tylko jednym z produktów, a ponadto powstaje dwutlenek węgla, kwas octowy, alkohol etylowy i inne. Fermentacja pseudomlekowa występuje w mleku zakażonym bakteriami pseudomlekowymi łącznie z właściwą fermentacją mlekową, a także przy fermentacji podłoża roślinnego (np. kwaszenie kapusty i ogórków) obniżając wartość końcową produktu. W mleku powoduje gazowanie oraz rozrywanie skrzepu.

Zobacz też

• fermentacja alkoholowa
• fermentacja cytrynowa
• fermentacja masłowa
• fermentacja octowa
• fermentacja propionowa