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 bakterileritarafından anerobik koşullarda laktik asit ve diğer bazıürünlere dönüştürülür. Laktik asit bakterileri çeşitli fermentesüt ürünleri, fermente sebzeler(turşular) ve fermente etürünlerinde (sucuk)ve marinat üretiminde yaygın olarakkullanılırlar.

Alkol Fermantasyonu: Mayalar alkol fermantasyonunda roloynayan en önemli mikroorganizmalardır. Saccharomycesellipsoideus alkol fermantasyonunda endüstriyel öneme sahipbir mayadır.

Propionik asit fermantasyonu: Propionibacterium cinsibakteriler anaerobik koşullarda karbonhidratlardan yüksekoranda Propiyonik asit, asetik asit ve CO2 üretirler.Propiyonik asit bakterileri isviçre tipi büyük gözeneklipeynirlerin (Emmental ve Gruyere) üretiminde rol oynar.

Çeşitli bakteri ve küfler tarafından gerçekleştirilenfermantasyonlar: sirke üretiminde ve rokfor, kamembertgibi peynirler ile soya sosu gibi gıdalar bu fermantasyontipine örnektir.

FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN

BAKTERİLER

Laktik asit bakterileri

Propiyonik asit bakterileri

Asetik asit bakterileri

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ

Laktik asit bakterileri çeşitli gıdalardaki faaliyetler sonucukarbonhidratlardan laktik asit üretme yeteneğine sahipmikroorganizmalardır. Bu mikroorganizmalar cins ve türözelliklerine bağlı olarak karbonhidratlardan;

Laktik asit

Asetik asit

Karbondioksit

Alkol

Bazı tat ve aroma maddeleri üretebilmektedirler.

LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ GLİKOZ

METABOLİZMALARI SONUCUNDA ÜRETTİKLERİSON 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 GİBİTAT VE AROMA

MADDELERİNİN ÜRETİMİAÇISINDAN 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 Bgrubu vitaminler gibi besin öğeleri ile pürin ve pirimidinbazlarına ihtiyaç duyarlar.

2- Çoğu mezofilik mikroorganizmalardır. Ancak bazıları 5 Cderecenin altında, termofilik türleri ise optimum 45 Cderecegibi yüksek sıcaklıklarda gelişebilirler.

3- Bu mikroorganizmaların çoğu optimum 4-4.5 pH dagelişebilmelerine rağmen 3,2 gibi düşük ve 9,6 gibi yüksek pHlarda gelişebilmektedir.

4- Ayrıca bu mikroorganizmaların bazıları zayıf proteolitik velipolitik özelliğe sahiptir.

GENEL OLARAK LAKTOBASİLLUS GRUBU

Lactobasillus

Pediococcus

Streptococcus

Leunocostoc

- Lactococcus

- Carnobacterium

- Enterococcus

-Vagococcus

- Weisella

Lactobacillus

Bu cinsteki mikroorganizmalar; Gram pozitif,katalaz ve oksidaz negatif , mikroaerofilik vefermantatif, bazı türleri mutlak anaerobgenellikle hareketsiz ince, uzun veya kısaçubuk yada kokobasil şeklinde bakterilerdir.Bubakteriler gelişebilmek için kompleks besinmaddeleri ve vitaminlere ihtiyaç duyarlar vebu türler fermente et, sebze,süt ve suürünlerinin üretiminde rol oynarlar.

LAKTOBACİLLUS CİNSİ 3 BÜYÜK GRUBA

AYRILIR

Betabacterium

Streptobacterium

Thermobacterium

Streptecoccus

Bu türler gram pozitif ,katalaz negatif, genelliklehareketsiz, çoğu türüfakültatif, bazı türlerimikroaerofilik, 4 türü mutlakanaerobik , ikili veya uzunzincirler oluşturan kokşeklindekimikroorganizmalardır.

Bazı peynir çeşitlerininüretinminde starter kültürolarak kullanılırlar.

Pediococcus

Gram pozitif, Katalaz negatif, mikroaerofilikve fermantatif kok şeklinde bakterilerdir.Koklar tekli ve ikili şekilde bulunabilirleveya kısa zincir ve tetrad oluşturabilirler.

Tuza dayanıklı homofermantatif türlerdir vebitkilerde, turşu, bira ,şarap gibi fermenteürünlerde bulunurlar.

P. cerevisiae ve P. acidilactici türleri starterkültür olarak turşu ve sucuk yapımındakullanılır.

Leuconostoc

Gram pozitif ,katalaz negatif, hareketsiz,fakültatif anaerob, kok şeklindeheterofermantatif laktik asit bakterileridir.

Gıdalarda önem taşıyan Leuconostoc türlerininbazı karakteristik özellikleri

heterofermantatif oldukları için diasetil vediğer bazı aroma bileşileri üretirler.

tuza toleranslıdırlar. Çoğu türü % 3 bazı türleri de % 6,5 tuzkonsantrasyonlarında gelişebilirler. Bu özelliğinden dolayı L.mesenteroides salatalık turşusu ve diğer sebze turşularının ilkaşamasında gelişme gösterir.

sebze fermantasyonlarının ilk aşamasında hızlı bir şekildegelişerek yeteri düzeyde asit üreterek digğer zararlıbakterilerin gelişimini inhibe ederler.

yüksek seker konsantrasyonuna dayanıklımikroorganizmalardır. Şurup, kek ve dondurma karışımlarındakolaylıkla 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 hayvandışkısında bulunan fekal orijinli bir türdür. E.faeciuma ise yaban domuzlarında daha çok rastlanır.Enterococcus faecalis, E.faecium ve E. durans dışındakidiğer 13 tür sanitasyon açısından fekal indikatörolarak önem arzetmezler.

Bu cinsteki mikroorganizmalar aerobik ve fakültatifanaerobik katalaz negatif, pekçok patojenbakterinin gelişebildiği pH aralığının dışındagelişebilen 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 diğermikroorganizmaları inhibe ederek mikrobiyal açıdangüvenilir fermente gıdaların üretilmesine olanaksağlamaktadır.

- düşük pH

- Organik asitler

- Bakteriyosinler

- Hidrojen peroksit

- Etanol

- Düşük oksidasyon ve redüksüyon potansiyeli

PROPİYONİK ASİT BAKTERİLERİ

Propionibacteriacea familyasına dahildüzensiz şekilli, hareketsiz, sporsuz,Gram pozitif, kokoid veya çubukşeklinde bakterilerdir.

Bu familya içinde sadecePropionibacterium cinsi gıdalardaönemlidir.

Bu cins süt ürünlerinde özellikle peynirlerde önem taşır ve11 türü mevcuttur. Katalaz pozitif ve oksijene toleranslıanaerobik bakterilerdir.

Karbonhidratlardan Propiyonik asit, asetik asit ve CO2üretirler. 30 C de ve 6-7 pH da optimum ürerler. Özellikleİsviçre tipi peynirlerin(Emmantel, Gruyere) üretimindeönem taşırlar. Bazı türleri gri, kırmızı, pembe, sarı, turuncupigment oluştururlar.

ASETİK ASİT BAKTERİLERİ

Bu bakteriler pseudomonadaceaefamilyasına dahil , gram negatif, katalazpozitif, oksidaz negatif, hareketli mutlakaerobik, kavisli çubuk şeklindebakterilerdir. Asetobacter veGluconobacter cinsi bakteriler çeşitliorganik bileşikleri organik asitlere oksideederler ve endüstriyel fermantasyonlasirke yapımında kullanılırlar. Doğada yaygınolarak bulunurlar özellikle alkolfermantasyonunun geçtiği bitkilerde dahayaygındır.

Asetobacter

Gluconobacter

FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN

MAYALAR

Alkol ve CO2 üreten fermantatif mayalar ekmek, şarap ve biragibi ürünlerin üretiminde rol oynarlar.

Mayalar mutlak aerobik mikroorganizmalar olup bu mayalarfilm mayalar veya oksidatif mayalar olarak tanımlanırlar.

Saccharomyces cinsi mayalar ekmek bira ve şarap yapımındakullanılmaktadır.

Kımız ve kefir üretiminde ise Candida pseudotropicalis, Torulakoumiss ve Saccharomyces lactis gibi mayalar kullanılmaktadır.

FERMANTASYONDA ROL OYNAYAN KÜFLER

Rokfor, Kamembert gibi peynirlerin yapımında ve soya sosugibi gıdaların üretiminde bazı küfler rol oynamaktadır.

Aspergillus ve Penicillium fermente gıdalarda rol oynayan ikiönemli 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 olmayankültürler

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 Mikroorganizmalar Kullanım alanı

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 L. brevis, Streptococcus sp. Ana öğün

Pla-ra Tayland tatlısu balığı, kavrulmuş pirinç, tuz Pediococcus sp. Ana öğün

Balao-balao Filipinler karides, pirinç, tuz L .mesenteroides, P.cerevisiae Katkı maddesi

Kungchao Tayland tatlısu balığı, tatlandırılmış pirinç P.cerevisiae 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 thermophilus ve Lactobacillus

bulgaricus)

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 reaksiyon

karbonhidratların etanole dönüşümüdür.

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.