LIMUNSKA FERMENTACIJA

TEHNOLOKA MIKROBIOLOGIJA

( II RAZRED: HEMIJSKI TEHNIAR MIKROBIOLOG )Tehnoloka mikrobiologija

Mikrobiologija je nauka o mikroorganizmima. Sam naziv mikrobiologije sastavljen je iz grkih rijei: mikros (mali); bios (ivot); i logos (nauka);To je opta nauka o mikroorganizmima i predstavlja dio biologije od koje se odvojila u posebnu naunu disciplinu ograniavajui svoje interesovanje samo za mikroorganizme.

Vremenom se nakupilo toliko saznanja o mikroorganizmima da je nastala potreba da se mikrobiologija kao opta nauka podijeli na vie naunih disciplina. Tako su se razvile posebne naune discipline:

Medicinska mikrobiologija, Veterinarska mikrobiologija, Zemljina mikrobiologija, Geoloka mikrobiologija, Mikrobiologija voda, Kosmika mikrobiologija, Tehnoloka mikrobiologija.

Tehnoloka mikrobiologija je jo poznata pod nazivima tehnika , industrijska.Ona izuava biohemijsku djelatnost mikroorganizama koja se moe korisno primijeniti u industrijskoj proizvodnji ili koja moe biti tetna u proizvodnji namirnica i dr. materijala.Tehnoloka mikrobiologija je dio ire discipline koja je danas poznata kao bio-ininjerstvo

ili biohemijsko ininjerstvo.

Predmet izuavanja tehnoloke mikrobiologije su vanije grupe, vrste i sojevi mikroorganizama znaajni za industrijsku proizvodnju, koji proizvode specifine supstance za potrebe ljudi, ivotinja i biljaka.

U proizvodnji namirnica mikroorganizmi mogu da poboljaju kvalitet i da budu vaan inilac u normalnom postupku proizvodnje, ali mogu da prouzrokuju i kvarenje hrane.

Bez primjene mikroorganizama danas nije mogue proizvesti itav niz namirnica i proizvoda.

Samo tijelo mikroorganizama kod gljiva, algi i kvasaca moe se koristiti kao hrana jer je bogato proteinima, vitaminima i dr. sastojcima.

Tabela 1. Proizvodi dobiveni koritenjem mikroorganizama i njihova primjenaPROIZVOD:OBLAST PRIMJENE:

FERMENTISANA HRANA:

jogurt, kefir, kumis, sir, bioloki konzervisane namirnicePREHRAMBENA INDUSTRIJA

MIKROBNA BIOMASA:

pekarski kvasac, krmni kvasac, jednoelijski proteini (SCP)PREHRAMBENA INDUSTRIJA

INDUSTRIJA STONE HRANE

ETANOL: alkoholna piaINDUSTRIJA ALKOHOLNIH PIA

INDUSTRIJSKI RASTVARAI:

etanol, aceton, butanolHEMIJSKA INDUSTRIJA

FARMACEUTSKA INDUSTRIJA

ORGANSKE KISELINE:

limunska, mlijena, siretna, glukonskaPREHRAMBENA INDUSTRIJA

HEMIJSKA INDUSTRIJA

ANTIBIOTICI:

penicilin, streptomicin, tetraciklinFARMACEUTSKA INDUSTRIJA

POLISAHARIDI:

ugljeno-hidratni polimeri dekstran

pululan, ksantan.FARMACEUTSKA INDUSTRIJA

PREHRAMBENA INDUSTRIJA

LIPIDNI POLIMERI: PREHRAMBENA INDUSTRIJA

FIZIOLOKI AKTIVNA JEDINJENJA:

vitamini, alkaloidi, giberalinFARMACEUTSKA INDUSTRIJA

AMINO-KISELINE:

glutaminska, lizinPREHRAMBENA INDUSTRIJA

HEMIJSKA INDUSTRIJA

ENZIMI:

amilaze, proteaze, lipaze, celulazePREHRAMBENA INDUSTRIJA

BIOLOKA OBRADA OTPADNIH VODA:ZATITA IVOTNE SREDINE

Fermentaciona industrijaZasniva na procesima razgradnje i transformacije organskih jedinjenja u proizvode malog molekula koji se iz elije mikroorganizama izdvaja u okolnu sredinu, a koji mogu biti od interesa za ovjeka. Fermentaciona industrija je najstarija industrijska proizvodnja sa mikroorganizmima. Danas su poznate najvanije vrste, sojevi i rase mikroorganizama sa kojima se pod odreenim uslovima mogu proizvoditi: alkohol (etil, butil, glicerin), alkoholna pia (vino, pivo, rakija), mlijeno-kiseli napici (jogurt, kiselo mlijeko, kefir), mlijena kiselina, buterna kiselina, propionska, siretna, limunska, fumarna, glukonska kiselina i dr.

U osnovi, svi fermentacioni procesi mogu se podijeliti na:1. Anaerobna vrenja (bez kiseonika): alkoholna, mlijena, propionska,

buterna fermentacija 2. Aerobna vrenja (sa kiseonikom): siretna, limunska, glukonska fermentacijaAlkoholna fermentacijaAlkoholna fermentacija je biohemijski proces u kome se ugljeni hidrati (monosaharidi) u anaerobnim uslovima, pod uticajem mikroorganizama transformiu u etil- alkohol i ugljen-dioksid, uz stvaranje nekih sporednih proizvoda (glicerin, siretna i mravlja kiselina i dr.).

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 117J

glukoza etil-alkohol ugljen-dioksid

Alkoholna fermentacija ima iroku primjenu za dobijanje razliitih alkoholnih napitaka: (vina, rakije, piva), u industrijskom dobijanju alkohola, u proizvodnji hljeba, u dobijanju odreenih mlijenih proizvoda (kefir, kumis).

Alkoholnu fermentaciju mogu izazvati predstavnici gljiva i bakterija.Bakterije i neke plijesni stvaraju male koliine alkohola.

Glavni izazivai alkoholne fermentacija su kvasci vrste pravih kvasaca iz roda Saccharomyces.

Kvasci iz prirodnih sredina koji dolaze sa sirovinom izazivanju spontanu prirodnu fermentaciju (proizvodnja rakija i nekih vina).

Odgojeni kvasci u istim kulturama obavljaju fermentaciju pod kontrolom ovjeka (proizvodnja piva, neka vina, hljeb, kefir).

Slika 1. Saccharomyces cerevisiaeU proizvodnji piva obavezno se koriste iste kulture kvasaca-specijalne rase pivskog kvasca: Saccharomyces uvarum-previru pivsku sladovinu pri temperaturi od 5-120C

( kvasci donjeg vrenja ) i Saccharomyces cerevisiae- previru sladovinu pri temperaturi od 10-250C (kvasci gornjeg vrenja).

Vrenjem pivske sladovine dobijene iz jemenog slada dobija se napitak sa 2-6% alkohola.

U dobivanju vina koriste se kvasci iz prirodnih sredina i selekcionisani sojevi Saccharomyces cerevisiae var.ellipsoideus i Saccharomyces oviformis. Stvaraju velike koliine alkohola (17-18%) i otporni su prema visokom sadraju alkohola.

U proizvodnji alkohola koriste se sirovine koje sadre skrob (krompir, itarice) i eer (eerna repa i trska, plodovi, melasa) i iste kulture kvasca Saccharomyces cerevisiae.

U proizvodnji alkoholnih pia (rakije, viski, rum, votka) koriste se kvasci iz prirodnih sredina i iste kulture- bolji kvalitet rakija.

U proizvodnji hljeba: Kada se brano zamijesi sa vodom u tijesto- aktivira se ferment amilaza iz brana i dolazi do saharifikacije skroba (razlaganje skroba do maltoze i glukoze). Tijestu se dodaje ista kultura kvasca Saccharomyces cerevisiae (pekarski kvasac), koji eer iz tijesta prevodi u alkohol i CO2. Proces traje kratko na 300C. Stvoreni CO2 izaziva narastanje tijesta koje se nastavlja i tokom peenja. Od CO2 se pojavljuju upljine u hljebu, a alkohol doprinosi mirisu i ukusu hljeba.

U proizvodnji mlijenih napitaka alkoholna fermentacija je nala primjenu zajedno sa mlijeno-kiselinskom fermentacijom. Neke vrste kvasaca iz roda Torula (Torula kefiri) mogu da previru laktozu (mlijeni eer) za proizvodnju kefira (kravlje mlijeko) i kumisa (kobilje mlijeko). Stvoreni alkohol i CO2 daju ovim proizvodima specifian ukus i miris. Slika 2. Torula kefiri Slika 3. Kefir (mlijeno pivo)Primjena alkoholne fermentacije u proizvodnji etanola

Etanol- alkohol se jo naziva piritus.

Za proizvodnju alkohola koriste se razliite sirovine, uglavnom one koje u sebi sadre: krob (krompir, itarice) i eer (eerna repa, eerna trska, plodovi voa).

U mnogim zemljama glavna sirovina je melasa (sirup koji se dobiva pri proizvodnji eera iz koga se ne moe dobiti eer na ekonomski nain).

Melasa se prvo razrijedi do potrebne koncentracije, zatim se zakiseli sa sumpornom kiselinom, popravi joj se hranjiva vrijednost i na taj nain se stvore potrebni uslovi za fermentativnu aktivnost kvasaca.

krobna sirovina se prethodno saharifikuje (oeeri), odnosno, razloi do monosaharida, dodavanjem gljivica, zelenog ili suenog slada ili istog amilolitikog preparata iz gljiva.

Pripremljenoj sirovini se dodaje odabrani soj iste kulture namijenjene za proizvodnju alkohola Saccharomyces cerevisiae.

Kultura kvasca mora biti mikrobioloki ista- nekontamirana. Poslije zavrene fermentacije prevrela masa se destilie, a dobijeni alkohol se podvrgava preiavanju. Primjena alkoholne fermentacije u proizvodnji piva

Pod pivom se podrazumijeva napitak sa malim sadrajem alkohola (2-6 %), proizvedenog iz jemenog slada, hmelja i vode putem vrenja uz dodatak specijalnih sojeva pivskog kvasca.(Slad je naklijalo i osueno zrno jema. Sladovina je ekstrakt slada).Hmelj daje pivu prijatan gorak ukus i specifinu aromu, a dodaje se u malim koliinama:

100- 500 g. / hektolitru. U pivarstvu se obavezno koriste iste kulture kvasaca za proizvodnju piva.Vrenje pivske sladovine vri se na relativno niskim temperaturama.Ohlaena sladovina se stavlja u vrione kade ili sudove za vrenje (fermentore), gdje se dodaje kvasac. Uglavnom se koriste sojevi dvije vrste kvasaca i to:

1. Kvasci gornjeg vrenja, vrste Saccharomyces cerevisiae, koji previru pivsku sladovinu pri optimalnoj temperaturi od 10 do 250C.

2. Kvasci donjeg vrenja , vrste Saccharomyces uvarum, koji previre pivsku sladovinu pri temperaturi od 5 do 120C.

iste kulture kvasaca dobijene iz jedne elije postupno se umnoavaju prenoenjem iz sladovine manjeg obima u sladovinu veeg obima i na taj nain se laboratorijska kultura umnoena uvodi u pogon.

Uvoenje kulture kvasca u pogon, odnosno, sudove za vrenje moe se vriti pripremanjem (umnoavanjem) kulture u specijalnim aparatima- propagatorima, to se i radi u savremenoj proizvodnji piva. Pivo moe biti: svijetlo i tamno. Svijetla piva se proizvode iz svijetloga slada.

Tamna piva se proizvode iz tamnog slada, karamela i prenog slada.Proizvodnja slada se odvija u nekoliko faza:1. ienje i sortiranje jema

2. Moenje jema3. Naklijavanje jema4. Suenje slada

Proizvodnja piva se odvija u 5 faza:

1. Prerada jema u slad

2. Dobijanje pivske sladovine iz slada, itarica i hmelja.

3. Previranje pivske sladovine upotrebom specijalnog pivskog kvasca

4. Sazrijevanje piva

5. Filtriranje piva i punjenje u ambalau.Primjena alkoholne fermentacije u proizvodnji vina

Pri spontanim fermentacijama sa kvascima iz prirodnih stanita, zastupljeni su nepoeljni kvasci (divlji kvasci), od kojih se posebno istie vrsta Kloekera apiculata, koja stvara male koliine alkohola (oko 4%), jer je neotporna prema veim koliinama alkohola i zbog toga biva u toku vrenja potisnuta sa drugim kvascima iz roda Saccharomyces.

Osim nepoeljnih kvasaca, u iri od groa mogu se nai i drugi tetni mikroorganizmi koji mogu da utjeu na tok fermentacije, to moe da ima za posljedicu dobivanje vina loeg kvaliteta. Iz tih razloga danas se sve vie koriste odabrani sojevi istih kultura kvasaca.

Primjena odabranih istih kultura kvasaca u vinarskoj praksi vri se prema osobinama pojedinih sojeva kvasaca koji su vani za praksu.

Najee se upotrebljavaju sojevi vrste:

a) Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus i

b) Saccharomyces oviformis.

Ovi kvasci stvaraju velike koliine alkohola (17 -18 %) i otporni su prema visokom sadraju alkohola. Ako se za proizvodnju vina koristi natrulo groe, onda se sumporisanjem unite tetni mikroorganizmi, a iri se dodaju tzv. sulfitni kvasci, odnosno sojevi koji podnose vee koncentracije SO2 (sumpor- dioksida). Posebna panja se poklanja izboru sojeva kvasaca za proizvodnju ampanjaca. Odabrane iste kulture kvasaca od kojih zavisi kvalitet vina za potrebe vinarske prakse pripremaju se u mikrobiolokim laboratorijama.

Dobivene iste kulture se prethodno razmnoe odreenim postupkom, odnosno, prebacivanjem iz ire manjeg obima u iru veeg obima i u koliini od 5% ire u burnom vrenju se dodaju iri u veim sudovima za pokretanje i obavljanje fermentacije.Primjena alkoholne fermentacije u proizvodnji rakija

Kvasci nalaze primjenu u proizvodnji alkoholnih pia sa visokim sadrajem alkohola- rakija. Rakije se proizvode od destilata prevrelog kljuka voa i itarica.

Osobina rakija zavise od sirovine i podjela rakija je najea prema sirovini iz koje se

ona proizvodi. Rakije mogu biti:

a) Vone: ljivovica, rakije od treanja, vianja, kajsija, breskvi, jabuka, kruaka,

konjak (vinjak).b) itne: din, votka, viski (jeam, kukuruz, penica, krompir).

c) eerne: rum, arak (eerna trska)d) Aromatizovane: mastika, klekovaa.

U proizvodnji rakija se obavlja: vrenje, destilacija, dorada i zrenje.

Fermentacija se moe obaviti spontanom mikroflorom, pri emu se dobija rakija manjeg kvaliteta. Sa istim kulturama kvasaca proizvode se rakije boljeg kvaliteta.

MLIJENA FERMENTACIJAMlijena fermentacija je biohemijski proces, pri kome se ugljeni hidrati u anaerobnim uslovima pod uticajem mikroorganizama transformiu u mlijenu kiselinu kao glavni i krajnji proizvod.

Samo vrenje se moe predstaviti sumarnom jednainom:

C6H12O6 = 2CH3CHOH COOH + 94 kJ

glukoza mlijena kiselinaPrevoenje eera u mlijenu kiselinu vre bakterije mlijene kiseline.

1) Ako iz eera stvaraju samo mlijenu kiselinu (oko 95%) i tragove drugih proizvoda, onda su to homofermentativne bakterije mlijene kiseline:- okrugle: Streptococcus lactis, Str. cremoris, Str. thermophilus i dr.

- tapiaste: Lactobacterium bulgaricum, Lact. acidophilus i dr.

2) Ako iz eera osim mlijene kiseline (50%) stvaraju i niz drugih proizvoda 50%: (siretna kiselina, etil-alkohol, CO2 i dr.), to su heterofermentativne bakterije mlijene kiseline, npr.

Escherichia coli, Enterobacter aerogenes i dr. Slika 4. Lactobacterium bulgaricus Slika 5. Streptococcus lactisMlijena fermentacija ima primjenu:1. U mljekarstvu: jogurt, kiselo mlijeko, acidofilno mlijeko, kefir, kumis, maslac, pavlaka, sir.

2. U industrijskom dobivanju mlijene kiseline (iz krompira, ita, sirutka, melasa)

3. U biolokom konzervisanju (pripremanje: kiselog kupusa, kiselih krastavaca, paprike, paradajza, cvekle i dr. salate)

4. U proizvodnji silirane stone hrane (iz kukuruza, lucerke, treve).

U mljekarstvu: proizvodnja sireva, maslaca, mlijeno-kiselih napitaka:

jogurt, kiselo mlijeko, acidofilno mlijeko, kefir, kumis.

-Za proizvodnju jogurta i kiselog mlijeka koriste se iste kulture vrste:

Str. lactis, Lact. bulgaricum i Str. theromophillus.

- Za proizvodnju acidofilnog mlijeka koristi se Lact. acidophilum.

- Za proizvodnju kefira i kumisa koriste se i bakterije mlijene kiseline (mlijena fermentacija) i Torula kefiri kvasci (alkoholna fermentacija).

U industrijskom dobijanju mlijene kiseline koriste se homofermentativne bakterije mlijene kiseline. a) Ako se kao sirovina koriste proizvodi biljnog porijekla (melasa) primjenu nalaze sojevi Lactobacterium delbruckii.

b) Ako se kao sirovina koriste proizvodi ivotinjskog porijekla (sirutka) primjenu nalaze sojevi Lactobacterium bulgaricum.

Primjena mlijene fermentacije u biolokom konzerviranju i u proizvodnji silirane stone hrane

U biolokom konzervisanju bakterije mlijene kiseline kao izazivai mlijeno-kiselog vrenja, od posebnog su znaaja za ukieljavanje povra i silirane stone hrane.Sam postupak biolokog konzervisanja zasniva se na stvaranju mlijene kiseline bakterija. Ova kiselina sprijeava razvoj mnogih mikroorganizama izazivaa kvarenja i namirnice su na taj nain konzervisane biolokim putem.

Ukieljavanje povra biolokim putem, tj. pripremanje kiselog kupusa (glavice, ribanac), kiselih krastavaca, paradajza, paprike, cvekle i dr. vri se ueem bakterija mlijene kiseline. Ove bakterije se nalaze na povrini biljnih dijelova (plod, lie, stablo) kao epifitna (povrinska) mikroflora. Prilikom pripremanja navedenih proizvoda stvaraju se povoljni uslovi za razvoj bakterija. Posebno dodavanjem kuhinjske soli dolazi do izdvajanja soka od povra koji omoguava da se bakterije mlijenog vrenja bre umnoavaju i stvaraju iz eera mlijenu kiselinu koja zaustavlja razvoj nepoeljnih mikroorganizama.

Siliranje stone hrane se zasniva na istim principima.

Bakterije stvarajui povien sadraj mlijene kiseline sprjeavaju u razvoju nepoeljne mikroorganizme i silirana stona hrana se moe dugo uvati u neizmjenjenom stanju. U osnovi postupak se sprovodi na taj nain to se u posebno pripremljenim jamama nabija zelena biljna masa (kukuruz, lucerka, trava). U poetku u ovoj masi razvijaju se raznovrsni mikroorganizmi meu kojim i bakterije mlijene kiseline. Meutim, previranjem eera koji se nalazi u biljnoj masi, dolazi do nakupljanja mlijene kiseline koja sprijeava razvie nepoeljnih mikroorganizama. Pri kraju ukieljavanja u biljnoj masi preovladavaju bakterije mlijene kiseline.

Da bi se postigao bolji kvalitet namirnica koje se bioloki konzerviu, posljednjih godina pored spontanog ukieljavanja, za obezbjeenje brzog i sigurnog ukieljavanja, praktikuje se primjena odabranih sojeva istih kultura bakterija mlijene kiseline.PROIZVODNJA KEFIRA I KUMISAU dobivanju nekih proizvoda u mljekarstvu alkoholna fermentacija ima izvjesnu ulogu pored mlijene fermentacije. Najbolji primjer za to je proizvodnja kefira i kumisa.

Kefir se prvobitno proizvodio na Kavkazu, od ovijeg mlijeka i u ovijoj mjeini.

Danas se kefir proizvodi u gotovo svim zemljama Evrope, naroito u Rusiji.

Neke mljekare u naoj zemlji takoer proizvode kefir.

Drugi proizvod slian kefiru je kumis. Proizvodi se od kobiljeg mlijeka, naroito u stepskim oblastima Rusije. Danas se i kumis proizvodi od kravljeg mlijeka s tim da mu se smanjuje sadraj masti, a poveava koliina eera, ime se nastoji pribliiti hemijskom sastavu kobiljeg mlijeka. U ovom piu se stvara 2% alkohola.

U proizvodnji kefira uporedo se odvijaju dvije fermentacije:

mlijeno- kisela i alkoholna fermentacija.Alkohol i CO2 daju specifian ukus i miris kefiru, sa izraenom reskosti i

osvjeavajuim dejstvom. U proizvodnji kefira uestvuju:

1. Bakterije mlijenog vrenja: (Lactococcus , Lactobacillus, Leuconostoc vrste).

2. Kvasci (Torula vrste: Torula kefiri).Tehnoloka linija proizvodnje kefira od kravljeg mlijeka:

1. Standardizacija mlijeka (izjednaavanje procenta masti u mlijeku).

2. Pasterizacija mlijeka (85-870C od 5 do 20 minuta)

3. Hlaenje pasterizovanog mlijeka na temperaturu 20 220C.

4. Dodavanje kefirnih zrna koja ostaju u mlijeku 8 10 sati.

Kefirna zrna tokom vremena poveavaju svoju zapreminu i mnoe se razdvajanjem na zrna manje veliine. Zbog toga treba koristiti zrna veliine 3 do 8 mm. , a velika zrna

se izdvajaju. Na 1 litar mlijeka se dodaje 15- 20 g. kefirnih zrna.

Hemijskim ispitivanjem zrna utvren je povean sadraj vitamina B grupe i bogat sadraj proteina. Smatra se da je kefir hranjiviji od jogurta i kiselog mlijeka.

5. Izdvajanje kefirnih zrna cjeenjem. Izdvojena kefirna zrna se prenose u drugo mlijeko pripremljeno za izradu kefira ili se prenose u sterilno obrano mlijeko u kome se uvaju kao matina kultura.

6. Sipanje mlijeka u ambalau (boce koje se zatvaraju)

7. Zrenje kefira: Mlijeko u bocama stoji 2 3 dana na temperaturi od 16 180C u horizontalnom poloaju da bi se dovrila fermentacija i da bi kefir dozrio.

U zatvorenim bocama nakupi se oko 0,25% CO2, 1% etanola i oko 0,8-1% mlijene kiseline. Pri sipanju kefir pjenua!8. Skladitenje do transporta u trgovine na temperaturi hlaenja.Mikroflora i mikrofauna buraga

Flora = ivotinjski svijet;

Fauna = biljni svijet;

Burag = eludac kod preivara (krave, ovce, koze).U digestivnim organima pojedinih domaih ivotinja nalazi se specifina mikroflora, koja se sastoji iz bakterija i protozoa (najnii jednoelijski ivotinjski organizmi- praivotinje).

Ova mikroflora ima vanu ulogu u varenju hrane i ishrani ivotinja.

Znaaj mikroflore digestivnih organa sastoji se u tome da se pojedine hranjive materije svare, odnosno razgrade do oblika koji ivotinja moe apsorbuje, kao to je to sluaj sa celulozom. Takoer se zahvaljujui mikroorganizmima poveava i procenat iskoritavanja ugljenih hidrata i ostalih hranjivih materija iz hrane. Mikroorganizmi stvaraju i nove organske materije: proteine, ugljene hidrate, masti i vitamine.

Zahvaljujui bakterijskoj flori i mikrofauni, u buragu preivara se obavlja proces poznat pod imenom: oplemenjivanje bjelanevina, koji obuhvata kvalitativne i kvantitativne promjene proteina, ime se poveava procenat iskoritavanja ove vane hranjive materije u razvoju ivotinja.

Bakterije koje se razvijaju u buragu preivara pripadaju acidogenim bakterijama, a one razgrauju ugljene hidrate i stvaraju kiseline. Ovdje pripadaju bakterije: mlijene i propionske kiseline, amilolitske, celulolitske i dr. bakterije.

Ove bakterije se zovu rumino-bakterije jer se razvijaju samo u buragu ivotinja.Anaerobni procesi u zemljituZemljite je vrlo pogodno prebivalite za mnogobrojne mikroorganizme. Broj mikroorganizma u zemljitu zavisi od vie faktora: hranjivost zemljita, voda, pH zemljita, organskih i neorganskih materija. Povrinskih pH dobrog zemljita je 6-8, to stvara optimalne uslove za razmnoavanje veine mikroorganizama. Pored neorganskih materija, plodna zemljita sadri i mnogobrojne organske supstance porijeklom od biljaka i ivotinjskih organizama koje mikroorganizmi razgrauju do neorganskih jedinjenja, koristei ih na taj nain kao izvore C, P i energije.

Znaajan faktor za razmnoavanje mikroorganizama u zemljitu je temperatura koja zavisi od klimatskih uvjeta.

Mikroorganizmi zajedno sa organskim i neorganskim materijama u zemlji utjeu na plodnost zemljita. To se moe vidjeti iz broja mikroorganizama u zemljitu razliitog kvaliteta.

U slabijem zemljitu se nalazi 200-800 miliona mikroorganizama u 1 gramu.

U 1 gramu crnice nalazi se oko 5 milijardi mikroorganizama.

Koliina mikroorganizam u zemlji opada sa dubinom. Najvei broj mikroorganizama se nalazi u povrinskom sloju dubine do 15 cm. U dubini od 1-1,5 m. nalaze se pojedinani mikroorganizmi.

Svojim biohemijskim aktivnostima ovi mikroorganizmi doprinose biolokom kruenju u prirodi: N, H, S, P, C, O, tj. elemenata od osnovnog znaaja za izgradnju organskih jedinjenja ivih organizama.

Zemljite nije pogodna sredina za veinu patogenih mikroorganizama, jer njemu nedostaju bitni metaboliti potrebni tim mikroorganizmima. Takoer su ti mikroorganizmi izloeni nepovoljnim spoljanjim utjecajima (sunevi zraci, suenje) i djelovanju drugih mikroorganizama. U zemljitu mogu samo preivjeti spore patogenih bakterija.

Iz ovoga vidimo da zemljite moe biti prenosilac brojnih zaraznih bolesti. Kontrola metabolikih puteva parametara uzgoja- glicerin

Glicerin je jedinjenje koje ulazi u sastav eksploziva nitroglicerina.

Danas se glicerin proizvodi saponifikacijom masti i sintezom iz propilena ili propana.

Za vrijeme I i II svjetskog rata u Njemakoj su se proizvodile velike koliine glicerina.

U ratnim prilikama je dolazilo do nedostatka masti kao glavne sirovine iz koje se dobijao glicerin. To je podstaklo istraivae da razrade postupak za dobijanje glicerina industrijskim putem tj, alkoholnom fermentacijom iz jeftinih ugljeno-hidratnih sirovina.Najea sirovina za ovu fermentaciju je melasa, a kao izaziva fermentacije koristi se kvasac Saccharomyces cerevisiae koji se dodaje u koliini od 10% u melasnu podlogu.

Ukoliko se fermentacionoj tenosti za vrijeme alkoholne fermentacije doda 2% (natrijum-sulfita), NaHSO2 ili CaCO3, onda se normalan tok alkoholne fermentacije skree i upuuje preko glicero-fosforne kiseline do pojave glicerina kao glavnog proizvoda.

Time se dobiva oko 40 % glicerina od upotrijebljene koliine eera.

Tabela 2. Parametri u proizvodnji glicerina

MIKROORGANIZAM:SACCHAROMYCES CEREVISIAE

I SRODNE VRSTE

PODLOGA:MELASA SA 20 % EERA ILI GLUKOZA I SULFITI:

Na2SO3 ILI NH4- SULFIT ILI

NH4-BISULFIT 40 %

NA EER ,

ANORGANSKE SOLI:

MgSO4, KH2PO4

pH:6,5 7,2 ILI 8,0 9,0

UZ DODATAK Na2CO3

TEMPERATURA:28 300C

INOKULUM:10 %

TRAJANJE PROCESA:60 120 SATI ILI KONTINUIRANO

TIP PROCESA:ANAEROBAN

ISKORITENJE:NA GLUKOZU:

25 26 % GLICERINA,

27 36 % ETANOLA,

10 12 % ACETALDEHIDA

PITANJA ZA TEST IZ TEHNOLOKE MIKROBIOLOGIJE:1. Na emu se zasniva rad fermentacione industrije?

Fermentaciona industrija se zasniva na procesima razgradnje i transformacije organskih jedinjenja u proizvode malog molekula koji se iz elije mikroorganizama izdvaja u okolinu sredinu, a koji mogu biti od interesa za ovjeka.

2. Kako se dijele fermentacioni procesi? Dijele se na anaerobne procese (odvijanje bez prisustva kisika) i aerobne (odvijaju se uz prisustvo kisika).

3. Nabroj najvanija anaerobna i aerobna vrenja?

Anaerobna vrenja su: alkoholno, mlijeno, propionsko, buterno.

Aerobna vrenja: siretno, limunsko, glukonsko i dr.

4. ta je alkoholna fermentacija?

Alkoholna fermentacija je biohemijski proces u kome se ugljeni hidrati u anaerobnih uslovima pod utjecajem mikroorganizama transformiu u etil-alkohol i ugljen-dioksid, uz stvaranje nekih sporednih proizvoda (glicerin, siretna, mravlja kiselina i dr.).

5. Gdje alkoholna fermentacija ima primjenu? Alkoholna fermentacija ima primjenu u proizvodnji: alkohola, alkoholnih pia: vina, piva, rakije, hljeba i mlijenih napitaka.6. Napii formulu alkoholne fermentacije?

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 117 kJ

7. Koji mikroorganizmi su izazivai alkoholne fermentacije? Izazivai alkoholne fermentacije su neke bakterije i gljive, ali glavni izazivai su kvasci iz roda Saccharomyces.

8. Kakvo porijeklo imaju kvasci iz roda Saccharomyces? Kvasci mogu biti iz prirodne sredine koji dolaze sa sirovinom i izazivaju spontanu, prirodnu fermentaciju i mogu biti odgojeni u istim kulturama- obavljaju fermentaciju pod kontrolom ovjeka.

9. Koji kvasci se koriste u proizvodnji piva?

U proizvodnji piva se koriste obavezno iste kulture kvasaca:

Saccharomyces uvarum (kvasci donjeg vrenja) previru pivsku sladovinu na 5 do 120C i Saccharomyces cerevisiae (kvasci gornjeg vrenja), previru pivsku sladovinu na 10-250C.

10. Koliko alkohola ima pivo? Pivo je napitak koji ima 2-6% alkohola.

11. Nabroj kvasce koji se koriste u proizvodnji vina i koliko alkohola stvaraju?

U dobivanju vina se koriste kvasci i iz prirodne sredine kao i odgojeni:

Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus i Saccharomyces oviformis.

Stvaraju velike koliine alkohola (17-18%).

12. Koji kvasci se koriste u proizvodnji alkoholnih pia?

U proizvodnji alkoholnih pia: rakije, viskija, ruma, votke se koriste kvasci iz prirodne sredine i iste kulture (bolji kvalitet rakije).

13. Objasni primjenu alkoholne fermentacije u proizvodnji hljeba? Kada se brano zamijesi sa vodom u tijesto aktivira se ferment amilaza iz brana i dolazi do saharifikacije kroba (razlaganja skroba do maltoze i glukoze). Tijestu se dodaje ista kultura kvasca Saccharomyces cerevisiae (pekarski kvasac), koji eer iz tijesta prevodi u alkohol i CO2. Proces traje kratko na 300C. Stvoreni CO2 izaziva narastanje tijesta koje se nastavlja i tokom peenja. Od CO2 se pojavljuju upljine u hljebu, a alkohol doprinosi mirisu i ukusu hljeba.

14. Gdje alkoholna fermentacija ima primjenu u mljekarstvu? U proizvodnji mlijenog napitka kefira primjenu imaju kvasci iz roda Torula- Torula kefiri koji previru mlijeni eer- laktozu . Stvoreni alkohol i CO2 daju ovom proizvodu specifian miris i ukus. Na isti nain se proizvodi mlijeni napitak kumis koji se proizvodi od kobiljeg mlijeka.

15. Koje sirovine se koriste u proizvodnji etanola- piritusa?

Za proizvodnju alkohola se koriste razliite sirovine: krob( krompir, itarice),

eer (eerna repa i trska, plodovi) i melasa.

16. ta je melasa? Melasa je sirup koji se dobiva pri proizvodnji eera iz koga se ne moe dobiti eer na ekonomian nain.

17. Koji kvasac se koristi za fermentaciju u proizvodnju alkohola?

Za proizvodnju alkohola se koristi ista kultura kvasca Saccharomyces cerevisiae.

18. Kakav napitak je pivo? Pivo je napitak sa malim sadrajem alkohola: 2-6%, a proizvodi se iz jemenog slada, hmelja i vode putem vrenja uz dodatak specijalnih sojeva pivskog kvasca.19. ta je slad, a ta sladovina?

Slad je naklijalo i osueno zrno jema, a sladovina je ekstrakt slada.

20. Kako se dobiva slad?

Jeam se oisti i sortira, moi se, naklijava i sui i tako se dobiva slad.

21. Iz kojih faza se sastoji proizvodnja piva? Prerada jema u slad, dobijanje pivske sladovine iz slada, itarica i hmelja, previranje pivske sladovine upotrebom specijalnog pivskog kvasca, sazrijevanje piva i filtriranje i pakovanje piva.

22. Kako se vino moe praviti s obzirom na vrstu upotrijebljenog kvasca?

Vino se moe spremati sa kvascima iz prirodne sredine- spontanom fermentacijom ire i groa i pomou odabranih istih kultura kvasaca proizvedenih ih laboratorija.

23. Koji sojevi istih kultura kvasaca se koriste u proizvodnji vina?

Najee se upotrebljavaju sojevi vrsta:

Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus i Saccharomyces oviformis.

24. ta je Kloekera apiculata?

Kloekera apiculata je divlji kvasac k koji moe dospjeti sa kvascima iz prirodne sredine u iru i koji stvaraju male koliine alkohola (4%). To su nepoeljni kvasci.

25. Koliko alkohola stvaraju iste kulture kvasaca pri vrenju?

iste kulture kvasaca stvaraju velike koliine kvasaca: 17-18% i otporni su prema visokom sadraju alkohola.

26. ta su sulfitni kvasci? Sulfitni kvasci su oni koji podnose vee koncentracije SO2.

27. Koje sirovine se koriste u proizvodnji rakija? Za proizvodnju rakija se koriste destilati prevrelog kljuka voa i itarica.

28. Izvri podjelu rakija? a) Vone rakije: ljivovica, rakija od treanja, vianja, kajsija, breskvi, jabuka kruaka i dr.

b) itne rakije: din, votka, viski,

c) eerne rakije: rum, arak,

d) Aromatizovane rakije: mastika, klekovaa, 29. ta je mlijena fermentacija? Mlijena fermentacija je biohemijski proces pri kojem se ugljeni hidrati u anaerobnim uslovima pod utjecajem mikroorganizama transformiu u mlijenu kiselinu kao glavni i krajnji proizvod.

30. Napii formulu mlijene fermentacije?

C6H12O6 = 2CH3CHOHCOOH + 94 kJ

31. Koji mikroorganizmi su izazivai mlijene fermentacije?

Izazivai mlijene fermentacije su bakterije mlijene kiseline.

32. Kako dijelimo bakterije mlijene kiseline? Bakterije mlijene kiseline dijelimo na homofermentativne i heterofermentativne.

33. ta su homofermentativne bakterije mlijene kiseline?

Homofermentativne bakterije mlijene kiseline iz eera stvaraju samo mlijenu kiselinu (95%) i tragove drugih proizvoda.

Mogu biti: okrugle (Streptococcus vrste) i tapiaste (Lactobacterium vrste).

34. ta su heterofermentativne bakterije mlijene kiseline?

Heterofermentativne bakterije mlijene kiseline iz eera stvaraju 50 % mlijene kiseline i

50 % drugih proizvoda (siretna kiselina, etil-alkohol, CO2), npr. Eschericihia coli. 35. Gdje mlijena fermentacija ima primjenu?

Mlijena fermentacija ima primjenu u mljekarstvu (jogurt, kiselo mlijeko, acidofilno mlijeko, kefir, kumis, maslac, pavlake, sir). , u industrijskom dobivanju mlijene kiseline (iz krompira, ita, sirutke, melase), u biolokom konzervisanju (pripremanje salata: kiselog kupusa, krastavca, paprike, paradajza, cvekle), u proizvodji silirane stone hrane iz kukuruza, lucerke.

36. Objasni primjenu mlijene fermentacija u mljekarstvu?

Za proizvodnju jogurta i kiselog mlijeka koriste se iste kulture Str. Lactis, Str. thermophillus, Lactobacillus bulgaricus. Za proizvodnju acidofilnog mlijeka se koriste Lact. acidophillus. Za proizvodnju kefira i kumisa se koriste bakterije mlijene kiseline i kvasci Torula kefiri.

37. Objasni primjenu mlijene fermentacije u proizvodnji mlijene kiseline?

U proizvodnju mlijene kiseline koriste se homofermetativne bakterije mlijene kiseline.

a) Ako se kao sirovina koriste biljne sirovine- melasa, primjenu nalaze sojevi Lactobacterium delbruckii.

b) Ako se kao sirovina koriste proizvodi animalnog porijekla (sirutka), primjenu nalaze sojevi Lactobacterium bulgaricum.

38. Na koji nain se povre ukieljava? Bakterije mlijene kiseline se nalaze na povrini biljaka kao epifitna mikroflora. Dodavanjem soli izdvaja se sok iz povra koji omoguava da se bakterije mlijene kiseline bre umnoavaju i stvaraju iz eera mlijenu kiselinu koja zaustavlja u razvoju nepoeljne mikroorganizme.

39. Kako se proizvodi silirana stona hrana? Siliranje hrane se zasniva na istim principima kao ukieljavanje povra. U posebno pripremljenim jamama nabija se zelena masa (kukuruz, lucerka, trave) u kojoj se razvijaju raznovrsni mikroorganizmi meu kojima su i bakterije mlijene kiseline. Previranjem eera iz biljne mase nakuplja se mlijena kiselina koja sprjeava razvoj nepoeljnih mikroorganizama. Na kraju ukieljavanja u biljnoj masi preovladavaju bakterije mlijene kiseline.40. Na koji nain se obezbjeuje uvijek isti kvalitet bioloki konzervisanog povra?

Da bi se postigao bolji kvalitet namirnica koje se bioloki konzerviu koriste se odabrani sojevi istih kultura bakterija mlijene kiseline.

41. U emu je specifinost mlijenih napitaka kefira i kumisa?

Kefiri i kumis su mlijeni napici koji se dobivaju pomou dvije fermentacije: alkoholne i mlijeno kisele fermentacije. Alkohol i ugljen dioksid daju im specifia ukus i miris,

izraenu reskost i osvjeavajue dejstvo.

42. Nabroj mikroorganizme koji uestvuju u proizvodnji kefira?

U proizvodnji kefira uestvuju: bakterije mlijenog vrenja: Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc vrste i kvasi iz roda Torula- Torula kefiri.

43. Po emu se kefir i kumis razlikuju? Kefir se izvorno proizvodi od ovijeg mlijeka, a kumis od mlijeka kobile. Danas se kefir proizvodi u velikom broju Evropskih zemalja od kravljeg mlijeka. Kumis se takoer proizvodi od kravljeg mlijeka kojem se prethodno smanjuje sadraj masti, a poveava sadraj eera (sadri oko 2% alkohola).

44. Kako ide tehnoloka linija proizvodnje kefira?Standardizacija mlijeka, pasterizacija (85-870C, 5-20 minuta), hlaenje pasterizovanog mlijeka na temp. 20-220C), dodavanje 2-5% kefirnih zrana koji ostaju u mlijeku 8-10 sati, izdvajanje kefirnih zrna, sipanje mlijeka u ambalau- boce, zrenje kefira (2-3 dana na temp. od 16-180C u horizontalnom poloaju), skladitenje na temp. hlaenja.45. Koliko alkohola, ugljen-dioksida i mlijene kiseline ima u gotovom kefiru?

Gotov kefir sadri oko 0,25% CO2, 1% etanola, oko 0,8-1% mlijene kiseline.

46. ta ini mikrofloru digestivnih organa preivara? U digestivnim organima preivara nalazi se specifina mikroflora koja se sastoji iz bakterija i protozoa.

47. U emu se ogleda znaaj mikroflore digestivnih organa preivara?

Ova mikroflora ima vanu ulogu u varenju hrane i ishrani ivotinja, tj. pojedine hranjive materije se svare i razgrade do oblika koji ivotinja moe da apsorbuje npr. celuloza.

48. Koje organske materije mikroorganizmi stvaraju tokom varenja hrane?

Stvaraju proteine, ugljene hidrate, masti i vitamine.

49. ta znai pojam: oplemenjivanje bjelanevina?

Oplemenjivanje bjelanevina obuhvata kvalitatitvne i kvantitativne promjene proteina ime se poveava procenat iskoritavanja ove vane hranjive materije u razvoju ivotinja.

50. Koje bakterije se nalaze u buragu preivara?

U buragu preivara se nalaze acidogene bakterije koje razgrauju ugljene hidrate i stvaraju kiselinu, a to su: bakterije mlijene i propionske kiseline, amilolitske, celulolitske i dr.

51. Kako se zovu bakterije u buragu preivara?

U buragu preivara se nalaze rumino-bakterije. 7. Je li zemljite pogodna sredina za mikroorganizme? Jeste zemljite je pogodna sredina za prebivalite mnogobrojnih mikroorganizama.

52. Od ega zavisi broj mikroorganizam u zemljitu? Broj mikroorganizam u zemljitu zavisi od vie faktora: hranjivost zemljita, voda, pH zemljita, organskih i neorganskih materija.

53. Koliki je pH dobrog zemljita? pH dobrog zemljita je 6-8, a to su optimalni uslovi za razmnoavanje veine mikroorganizama.

54. Odakle mikroorganizmi dobijaju C, P i energiju? Plodna zemljita sadre mnogobrojne organske supstance porijeklom od biljnih i ivotinjskih organizama koje mikroorganizmi razgrauju do neorganskih jedinjenja i koriste iz kao izvore C, P i energije.

55. Koliki je broj mikroorganizama u zemljitu? Broj mikroorganizam opada sa dubinom u zemljitu. Najvei broj mikroorganizama je u povrinskom sloju do dubine 15 cm.

U slabijem zemljitu se u 1 g. nalazi 200-800 miliona mikroorganizama,

a u 1 g. crnice se nalazi oko 5 milijardi mikroorganizam.

56. Da li je zemljite pogodna sredina za patogene mikroorganizme? Nije jer zemljitu nedostaju bitni metaboliti potrebni patogenim mikroorganizmima. Ti mikroorganizmi su izloeni nepovoljnim spoljnjim utjecajima i djelovanju drugih mikroorganizama.57 ta je glicerin i iz ega se danas proizvodi?

Glicerin je jedinjenje koje ulazi u sastav eksploziva nitroglicerina, a danas se proizvodi saponifikacijom masti i sintezom iz propilena ili propana.

58. Iz ega se glicerin proizvodio za vrijeme rata?

U nedostatku masti kao glavne sirovine za proizvodnju glicerina, on se proizvodio alkoholnom fermentacijom iz jeftinih ugljeno-hidratnih sirovina: melasa.

59. Koji mikroorganizam se koristi za dobivanje glicerina alkoholnom fermentacijom?

Kao izaziva alkoholne fermentacije koristi se kvasac Saccharomyces cerevisiae koji se dodaje u koliini od 10 % u melasnu podlogu.

60. Na koji nain se dobiva glicerin alkoholnom fermentacijom?

Ako se fermentisanoj tenosti za vrijeme alkoholne fermentacije doda 2% NaHSO2 ili CaCO3, onda se normalan tok alkoholne fermentacije skree i upuuje preko glicero-fosforne kiseline do pojave glicerina kao glavnog proizvoda.

Dobiva se oko 40 % glicerina od upotrijebljene koliine eera.

AEROBNI MIKROBIOLOKI PROCESIAerobna vrenja su biohemijski procesi koji se odvijaju pod utjecajem mikroorganizama u prisustvu kiseonika. Da bi se dobili odgovarajui proizvodi, mikroorganizmi se gaje:

1. na povrini hranjivih sredina radi snabdijevanja kultura slobodnim kiseonikom

iz vazduha. 2. Ako su kulture potopljene (pri dubinskom gajenju u tenim hranjivim sredinama), onda se mora dodavati sterilni vazduh iz ijih mjehuria u tenosti difunduje kiseonik koji kultura koristi za svoje potrebe. Aerobna vrenja su od velikog prektinog znaaja. Prema vrsti proizvoda i metabolikim putevima kojima oni nastaju u elijama mikroorganizama, moemo ove procese podijeliti na:

1. Dobivanje proizvoda koji nastaju jednostavnom oksidacijom supstrata u odreeni proizvod:

npr. oksidacija etanola u siretnu kiselinu, glukoze u glukonsku kiselinu,

sorbitola u sorbozu i dr. 2. Dobivanje meuproizvoda ciklusa trikarbonskih kiselina, to nastaju preko pirogroane

kiseline u tom ciklusu: npr. limunska kiselina, glutaminska kiselina i dr.

3. Biosinteza mase mikroorganizama: (biosinteza bakterija, kvasaca i mikro-algi), koji se

dobivaju kao rezultat gajenja na razliitim podlogama.

4. Biosinteza odreenih proizvoda pomou mikroorganizama u toku njihovog rasta:

vitamini, amino-kiseline, enzimi, antibiotici) ili konverzija odreenih supstrata (hormoni)

pomou prethodno gajene mase mikroorganizama.

Posebne kategorije aerobnih mikrobiolokih procesa predstavljaju: Proizvodnja vakcina i seruma u kulturama ivih elija,

Obrada otpadnih voda pomou mikrobioloke oksidacije.

Proizvodnja kvaeve biomase

Masovna proizvodnja kvaevih elija u posljednjih godina dobiva sve vie znaaja zbog sve vee primjene kvaeve biomase kao vrijednog i relativno jeftinog sastojka u stonoj hrani. Isto tako je u porastu i proizvodnja pekarskog kvasca.

Po obimu proizvodnje, proizvodnja kvaevih elija daleko je vea nego proizvodnja svih drugih mikrobnih elija.

Moderna tehnologija proizvodnje kvasca naglo se poela razvijati kada se za uzgoj kvasca umjesto itarica poela koristiti melasa, a zatim i drugi jeftini izvori ugljika kao:

sulfitna luina, hidrolizati razliitih otpadnih proizvoda, hidrolizati drveta, ugljikovodici i dr.

Svemu ovome je prethodio opi razvoj tehnolokih operacija fermentativne industrije kao:

modernizacija naina privreivanja, bistrenja i sterilizacije melase;

usavravanje sistema aeracije, to omoguava maksimalni prinos kvaevih elija;

uvoenje novih sistema uklanjanja vode i tehnika odvajanja kvaevih elija iz komine (vakuum filtracija);

uvoenje novih procesa proizvodnje stonog kvasca na razliitim otpadnim vodama (posebno na sulfitnim luinama i na razliitim otpadnim vodama prehrambene industrije: mljekare, eerane, industrija konzervi i dr.);

proizvodnja stabilnog osuenog aktivnog kvasca za pekarske svrhe;

usavravanje kontinuiranog uzgoja kvasaca u industrijskom obimu;

Uporedo sa tim razvijalo se i znanje o kvascima, to je dovelo do izolacije sojeva koji brzo rastu. Tako se za proizvodnju biomase najvie koriste odabrani sojevi iz rodova:

Candida i Torulopsis. Ova proizvodnja se izvodi u velikim tankovima koji su esto otvoreni. Vrijeme zadravanja komine kod kontinuirane proizvodnje je 3 do 8 sati. Nakon centrifugiranja ili filtriranja (vakuum filteri ili filter-prese) biomasa se sui na vruim valjcima ili se sui u rasprenom stanju.

Proizvodnja pekarskog kvasca

Pekarski kvasac predstavlja skup ivih elija vrste Saccharomyces cerevisiae. Osnovna namjena ovog prehrambenog proizvoda jeste podizanje tijesta u toku pripreme hljeba i slinih proizvoda. Osim to hljebu daje upljikavost, kvasac mu daje i odreena organoleptika svojstva, tako da se bez njegovog dodavanja ne moe zamisliti proizvodnja kvalitetnog hljeba. S obzirom na obim i znaaj primjene, proizvodnji pekarskog kvasca i njegovim redovnim snabdijevanjem se poklanja velika panja. Na naem tritu se pekarski kvasac pojavljuje u dva oblika:

a) Kao svje pekarski kvasac;

b) Kao suhi aktivni pekarski kvasac;Osnovna sirovina za proizvodnju pekarskog kvasca u veini zemalja svijeta jeste melasa eerne repe, a moe se koristiti i melasa eerne trske. Melasa sadri veliku koliinu eera (oko 50 %) koji je osnovi izvor C (ugljika) i energije za sintezu kvaeve biomase.

Melasa se prije upotrebe mora sterilisati jer uvijek sadri znatne koliine razliitih mikroorganizama koji mogu imati negativan utjecaj na kvasac.

Melasa se razrijedi sa vodom (konc. 1:4 ) i u nju se dodaju dopunske hranjive materije potrebne kvascu za umnoavanje, a to su izvori N (azota), P (fosfora) i vitamini. Za uspjeno umnoavanje kvaevih elija bitna je i pH sredina koji se podeava dodavanjem kiselina (H2SO4) ili baza (NaOH) u cilju postizanja potrebne kiselosti, tj. pH 4,4 do 5,6.Nakon ovoga podloga se unosi u velike sudove: fermentore, veliine od 100 do 500 m3, gdje se odvija umnoavanje kvasaca. U pripremljenu podlogu se uvodi kultura kvasca: Saccharomyces cerevisiae. Pekarski kvasac S. cerevisiae je fakultativno anaeroban zbog ega njegov metabolizam direktno zavisi od prisustva kisika u hranjivoj podlozi. U odsustvu kisika kvasac previre eer u alkohol prema klasinoj Gej-Lisakovoj jednaini:

C6H12O6 = 2CH3CH2OH + 2CO2 + 117 kJ

U prisustvu kisika nastaje potpuna oksidacija eera:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 2.824 kJ

Ovaj efekat kiseonika je poznat kao Pasterov efekat.Iz datih jednaina se vidi da se pri aerobnom gajenju kvasaca oslobaa 24 puta vie energije, to kvascu omoguava veoma intenzivan rast.

Za uspjean rast pekarskog kvasca hranjiva podloga se mora intenzivno aerisati (uvoenje sterilnog vazduha) radi obezbijeenja potrebne koliine kisika.(75 g. O2 za svakih 100 g. suhe biomase) Intenzitet aeracije mora biti utoliko vei ukoliko je koncentracija eera u podlozi vea. Koncentracija eera u podlozi za gajenje kvasaca regulie se stalnim dolivanjem melase u skladu sa njenom potronjom (tzv. dolivni postupak).U svim fazama proizvodnje odrava se temperatura u granicama od 28 do 300C.To je temperatura koja omoguava intenzivan rast kvasca. Temperatura se odrava hlaenjem pomou sistema za hlaenje koji su ugraeni u fermentor.Proizvodnja pekarskog kvasca poinje od samo jedne elije izabranog soja Saccharomyces cerevisiae, koja se postepeno umnoava do ogromnih koliina koje se mjere stotinama tona u samo jednom proizvodnom ciklusu. Nakon zavrenog procesa proizvodnje: kvasac se izdvaja iz prevrele komine pomou separatora i vri se njegovo pranje od ostataka hrane, presovani pekarski kvasac se dobiva filtracijom kvasnog mlijeka (rotacioni vakuum-filteri), radi uklanjanja vode do pastozne mase kvasca sa 27% suhe materije, oblikovanje (formiranje) pekarskog kvasca, pakovanje u papirnu ambalau koja ne proputa vlagu i sprijeava prodor mikroorganizama iz vazduha,

skladitenje do isporuke potroaima na temperaturi do 50C.

Svje presovani pekarski kvasac treba to prije isporuiti potroaima, jer njegova aktivnost vremenom opada.Pored presovanog, kvasac se danas proizvodi i u vidu finih granula: suhi aktvni kvasac.

Suhi aktivni pekarski kvasac upakovan u odgovarajuu ambalau i uvan u odgovarajuim uslovima moe se sauvati i vie godina.Tabela 3. Osnovni parametri tehnolokog postupka za proizvodnju pekarskog kvascaPARAMETAR:VRIJEDNOST:

TEMPERATURA (0C)28-30

pH ZAVISNO OD FAZEOD 4,4 DO 5,6

KONCENTRACIJA EERA U PODLOZI, ZAVISNO OD FAZE ( %)OD 6 DO 2

AERACIJA, ZAVISNO DO FAZEUMJERENA DO INTENZIVNA

ISHRANADOLIVNI POSTUPAK

Osnovne faze tehnolokog postupka proizvodnje pekarskog kvasca dolivnim postupkom:1. PRIPREMA MELASE I HRANJIVIH SOLI

2. PRIPREMA I STERILIZACIJA POGONA

3. PRIPREMA I STERILIZACIJA VAZDUHA

4. UMNOAVANJE KVASCA PO FAZAMA:

LABORATORIJSKA I POGONSKA ISTA KULTURA,

PREDFERMENTACIJA ILI MALA MATICA,

VELIKA MATICA,

PRODAJNI KVASAC

5. IZDVAJANJE KVASCA IZ KOMINE

6. ZAVRNA OBRADA I PAKOVANJE KVASCA

7. SKLADITENJE PROIZVODAPivski kvasacPivski kvasac, tj. proizvodni mikroorganizmi kojima se izvodi alkoholno vrenje sladovine u proizvodnji piva, ima veliki utjecaj na kvalitet, a posebno na organoleptika svojstva piva.

Od njega zavisi i kakvom e se lakoom i brzinom odvijati mnoge faze u proizvodnji piva, pa se njegovom izboru posveuje poseban znaaj. Kvasci su jednoelijski organizmi elipsoidnog, okruglog ili jajolikog oblika, koji se umnoavaju bespolno- pupanjem ili polno-formiranjem spora. Za proizvodnju piva u naoj zemlji, a i u najveem broju zemalja u svijetu, koriste se odabrani sojevi kvasca Saccharomyces uvarum (raniji naziv Carlsbergensis), koji se nazivaju i kvasci donjeg vrenja - previru pivsku sladovinu od 5 do 120C. Pivo dobijeno njihovom primjenom se zove pivo donjeg vrenja. To je pie koje se pije ohlaeno na 12-140, ima bogatu pjenu, odgovarajuu svjeinu i punou ukusa to potjee od ugljen-dioksida i dekstrina (neprevelog dijela ekstrakta iz sladovine). Najpoznatiji predstavnici ovog tipa piva nose imena gradova gdje su se najprije poeli proizvoditi, npr. plzenski tip piva, dortmundsko svijetlo pivo, minhensko tamno pivo. Postoje i tzv. kvasci gornjeg vrenja -Saccharomyces cerevisiae-previru pivsku sladovinu pri temperaturi od 10 do 250C. Njihovom primjenom se dobiva tzv. engleski tip piva koje se zove ale ili pivo gornjeg vrenja. Ovo pivo se pije relativno toplo (200C i vie). Ima siromanu pjenu, povean sadraj alkohola, praznog je ukusa i po sadraju neprevrelog ekstrakta je slinije vinu nego pivu. Na tritu se javljaju razliite vrste ovoga piva, npr. light brown ale, strong alebitter i dr.Dugogodinjim radom je vrena selekcija kvasaca u cilju dobijanja sojeva koji pored sposobnosti energinog previranja sladovine posjeduju i sljedea svojstva:

-da formiraju to manje metabolita koji tetno utjeu na organoleptika svojstva piva (npr. vii alkoholi, H2S i dr.)

-da se poslije zavrenog vrenja to bre i to potpunije istaloe na dnu fermentora (flokulacija),

-da pri dugotrajnom odleavanju piva to manje autolizuju (raspadaju nakon smrti)-da imaju to stabilnija tehnoloka svojstva, tj. da ne podlijeu lako spontanoj

mutaciji (mijenjanju). Slika 6. Saccharomyces uvarum Slika 7. Saccharomyces cerevisiae

U praksi se pivski kvasci dijele na: pahuljaste i prakaste.

Pahuljasti kvasci prilikom vrenja formiraju pahuljice (zgruavaju se), pa im je kontaktna povrina sa sladovinom manja. Zbog toga se njihovom primjenom dobivaju piva nieg stepena prevrelosti. Nakon procesa vrenja brzo se taloe na dnu fermentora.Prakasti kvasci ne formiraju pahuljice, vea im je kontaktna povrina sa sladovinom, koju zbog toga bre i energinije previru.

Njihovom primjenom se dobivaju jae prevrele piva.Nedostatak je to se sporije taloe od pahuljastih sojeva.Priprema laboratorijske i pogonske kulture:Priprema laboratorijske kulture se sastoji u tome to se izdvojena ista kultura kvasca iz jedne elije postupno umnoava prenoenjem iz sladovine manje zapremine u sladovinu vee zapremine, sve do 5 litara. Ovaj proces umnoavanja laboratorijske kulture traje 6-8 dana. Iz laboratorijske iste kulture u vrionom podrumu se umnoava pogonska kultura.

Za umnoavanje pogonske kulture postoje dvije metode:

1.Umnoavanje kulture kvasca bez aparata propagatora. 2.Umnoavanje kulture kvasca sa propagatorom.

(propagator = ureaj za gajenje kvasaca, 1887. god. primjenjen u pivari u Kopnenhagenu).

Danas se u praksi vie koristi druga metoda. Laboratorijska kultura se uvodi u sud za inokulaciju, a iz njega ide u propagator. Iz propagatora kultura odlazi u sud za razmnoavanje, a zatim u vrione kade- fermentore gdje se nalazi ohlaena sladovina. Gusta suspenzija kvasaca se dodaje u koliini izmeu 0,5 do 1dm3 na 100 dm3 sladovine. Kvasac eer previre u alkohol i ugljen dioksid. Poto se tokom vrenja oslobaa toplota, sprovodi se hlaenje za odravanje temperature koja pred kraj vrenja iznosi 4-50C. Po zavretku vrenja osnovna masa kvasca se taloi na dno fermentora ,a pivo ide dalje na bistrenje i sazrijevanje. Kvasac koji se istaloio na dnu fermentora se prosijava kroz gusta sita u cilju izdvajanja neistoa, zatim se pere sa sumpornom kiselinom i vodom. Ovako pripremljen kvasac se koristi za novo zasijavanje sladovine. Recirkulacija kvasca se moe vriti 6-10 puta.

Kada se kvasac istroi zamjenjuje se sa novom pripremljenom istom kulturom. Istroeni kvasac se prodaje kao stona hrana ili kao hrana za ljude. Pivski kvasac je bogat proteinima biljnoga porijekla, vitaminima B grupe i mineralima: K, Ca, Mg, Fe, P, te se koristi za jaanje noktiju i za zdravlje kose. Preporuuje se u ishrani dijabetiarima.Stoni kvasac

Za proizvodnju biomase stonog kvasca koriste se najee kulture kvasca Candida utilis koja stvara minimalne koliine alkohola, a maksimalne koliine proteina: oko 43 %.Aminokiselinski sastav ovih proteina veoma je blizak aminokiselinskom sastavu mesa.

Kao sirovina za proizvodnju ovog kvasca najee se koristi melasa.Osim melase, mogu se koristiti i razliiti otpadni proizvodi koji sadre ugljene hidrate, kao to su: otpadna voda, sulfitni lug, hidrolizat drveta, hidrolizat hemiceluloze, hidrolizat slame i dr. Postupak proizvodnje je slian postupku proizvodnje pekarskog kvasca. Proizvedeni kvasac se ne presuje, ve se sui. U takvom stanju moe se neogranieno uvati. Domaim ivotinjama se daje dnevno u razliitim koliinama, to se odreuje posebnim normativima u dnevnim obrocima za ishranu pojedinih kategorija domaih ivotinja.

Osim kulture Candida utilis, za proizvodnju biomase stonog kvasca mogu se koristiti i druge kulture kao to su:

Candida tropicalis, Candida pulcherima, Hansenula anomala i dr.

Ove kulture pored visokog sadraja proteina bogat su izvor i vitamina.

Kod izbora kulture za proizvodnju bimase stonog kvasca od bitnog znaaja su:

visoka hranjiva vrijednost,

sposobnost brzog rasta i dobijanja visokog prinosa,

prijatan ukus,

mogunost gajenja na razliitim izvorima ugljika i azota,

lako izdvajanje iz komine nakon gajenja i dr.KORITENJE UMSKIH VIIH GLJIVAPod pojmom gljive podrazumijevaju se organizmi koji se vide golim okom i koji imaju izraeno plodno tijelo odnosno klobuk i struak, iako ima mnogo vie onih takozvanih niih vrsta gljiva koje se ne vide golim okom. Bez njih se ne bi ostvario prirodan ciklus razgradnje organskih tvari, pa je time njihova ekoloka funkcija od neprocjenjive vanosti.

Za uzgajatelje su vanije vie gljive tj. one gljive koje imaju izraeno plodno tijelo i koje se mogu konzumirati.

Gljive su izvor vrlo vrijednih proteina, koje sadre gotovo sve esencijalne i neesencijalne amino-kiseline. Gljive sadre i mnotvo mineralnih tvari: P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Zn i dr.Od vitamina sadre: vitamine B-kompleksa, vitamine iz grupe A, D, E i K.

Gljive sadre ugljene hidrate i masti u malim koliinama.

Neke gljive imaju naglaeno ljekovito svojstvo, npr.

gljiva Shii take ima izraeno antivirusno i antikancerogeno svojstvo, smanjuje koliinu holesterola u krvi i ui.

Bukovaa posjeduje takoer odreena antikancerogena svojstva,

Barunasta panjevica se pokazala izvrsnom u lijeenju oboljenja jetre.

Velika gnojitarka uspjeno pomae kod eluanih tegoba.

Smrak odlino regulira probavu.

Postoje jo mnoge druge gljive koje su po svojim ljekovitim svojstvima vie ili manje znaajne: vrganj, lisiica, sunanica, velika gnojitarka, rujnica, mlijenica i dr. Veina navedenih vrsta gljiva moe se nai u prirodi (uma, livade, parkovi i dr.), ali se tu javljaju dva problema: 1. Kako sa sigurnou brati i konzumirati gljive, za to ih treba dobro poznavati i razlikovati od nejestivih i otrovnih gljiva,

2. Gljive se mogu nai samo u odreenim mjesecima i intervalima tokom godine, pa se moe dogoditi da se u prirodi ne moe nai eljena vrsta ba onda kada je potrebno.

Svi ti razlozi su doveli do kontrolisanog uzgoja gljiva, pa gljiva ima onoliko koliko se eli onda kada se zaeli.

Da bi se gljive mogle kontrolisano uzgajati moraju se detaljno poznavati njihove ivotne funkcije, odnosno uslovi koji su potrebni za rast svake odreene vrste, nain ishrane i brzo formiranja plodnog tijela.

Proizvodnja biomase plijesniPlijesni, kao i neke alge, kvasci i bakterije moga da proizvode znatne koliine masti kada rastu pod odgovarajuim uslovima. Plijesni se mogu ekonomino uzgajati na otpadnim vodama. One daju suhi micelij sa znaajnim koliinama masti. To je ujedno i nain obrade otpadnih voda koje se uzgojem mikroorganizama u njima preiavaju i nakon uzgoja mikroorganizama mogu se preiene putati u vodotoke.Brojni su rodovi plijesni koje se mogu upotrebljavati za dobivanje masti:Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Rhizopus, Mucor i dr.

Prinos masti se kree od 20 do 50 % na masu suhe materije micelije.

Uzgoj plijesni za proizvodnju masti se odvija u dva stepena:

Prvo se razvija obilan micelij, a onda se vri taloenje masti.

Masne kiseline i sastav glicerida mikrobnih masti zavisi od mikroorganizama, ali i od uslova uzgoja koji mogu da utjeu na neke promjene u sastavu.

Micelije plijesni se koriste kao dodatak stonoj hrani radi sadraja proteina u njima.

Takoer slue kao izvori enzima (dobivanje mikrobnih enzima), kao starter kulture (maje) u proizvodnji pljesnivih sireva.

Plijesni se trebaju oprezno upotrebljavati, jer mogu da sadre otrove- mikotoksine (aflatoksin), koji mogu da uzrokuju teka oboljenja, pa i smrt ljudi.

Proizvodnja biomase viih gljivaOd viih gljiva kao izvor proteina peurke privlae veliku panju.

Oko 2000 vrsta spada u prave jestive gljive vrhunskog kvaliteta, ali se samo oko 80 vrsta eksperimentalno gaji. Meutim, samo 5-6 vrsta ima industrijski znaaj u veem broju zemalja. Napretkom tehnike i tehnologije industrijsko gajenje jestivih gljiva se poslednjih decenija ubrzano proirilo po cijelom svijetu.

U svijetu se najvie gaje: ampinjoni, bukovae, Shii-take i dr.

Iz prirodnih stanita se najvie koriste: vrganj, lisiarka, smrak i dr

Gajenje peurki je dosta sloen posao i zato se prije poetka gajenja ova proizvodnja mora dobro prouiti bez obzira da li je u pitanju zanatska ili industrijska proizvodnja.

Slika 8. ampinjoni Slika 9. Bukovae Slika 10. Shii- take

Proizvodnja gljiva se sastoji iz sljedeih faza:

a) Proizvodnja micelija (sjemena gljive)b) Proizvodnja supstrata (hranjiva sredina: konjsko i pilee ubrivo)c) Prorastanje gljive

d) Fruktifikacija (plodonoenje)

e) Berba

f) Pakovanje i skladitenje

g) Prerada: konzervisanje, priprema jela ili otpremanje svjee na trite.Za zanatsko gajenje peurki, koriste se naputena rudarska okna, podrumi, podzemni hodnici- suhi i mrani sa mogunou provjetravanja. U novije vrijeme se sve vie grade posebni gljivarnici sa nizom klimatiziranih prostorija u kojima se obezbjeuju svi potrebni uslovi za vei uzgoj gljiva.Proizvodnja ampinjona: ampinjoni nisu u stanju da sami sebi obezbijede hranu, pa uspjeh gajenja zavisi od koliine i kvaliteta hranjive podloge (supstrata) koje oni imaju na raspolaganju. Cilj je napraviti takav supstrat koji e biti pogodan za brz razvoj micelija gljiva, a nepogodan za druge mikroorganizme. Za uzgoj ampinjona najbolje je koristiti konjsko ubrivo uz dodatak penine slame, a u nedostatku moe se koristiti i pilee ubrivo. Gajenje se odvija u lejama, humkama od ubriva, ili u pripremljenim sanducima ili plastinim vreama. Gajenju ampinjona prethodi gajenje micelija i priprema supstrata.

Supstrat se obavezno prvo podvrgava fermentaciji uz nekoliko prevrtanja, a onda se pasterizira ( 12 sati na 600C) u cilju unitenja prisutnih mikroorganizama u njemu.

Poslije hlaenja supstrata vri se njegovo zasijavanje sa micelijama na zrnu itarica (proso, penica).Obino se upotrebljava od 5-6 l. micelija u zrnu ( 3kg. /t. supstrata). Nakon 12 dana vri se pokrivanje sa tresetom debljine oko 3 cm. u cilju ouvanja vlage.

Od pokrivanja do prve berbe proe oko 20 dana.

Poslije plodonoenja (fruktifikacija) vri se berba koja traje 2-6 mjeseci, jer se ampinjoni pojavljuju i beru u talasima. Jedan talas traje oko 7 dana, a najbolji prinos je u I i II talasu.Pauza izmeu dva talasa je od 7 do 10 dana. Ubrani ampinjoni se sortiraju u vie klasa i pakuju za trite ili se konzerviraju.

Temperatura prostorije za uzgoj ampinjona treba da bude od 12 do 180C, a vlanost vazduha od 90 %. Porast peurki poinje poslije 3-4 sedmice.Ispod 100C peurke na rastu. Pri nioj temperaturi berba due traje.

Proizvodnja biomase algi

Alge, posebno zelene mogu posluiti kao izvor proteina. Zbog sadraja veeg procenta proteina i dr. materija sve vie privlae veliku panju ovjeka. Nalaze se u morima, okeanima, jezerima i rijekama. Naseljavaju dubinske i povrinske slojeve vode. Slue kao hrana mnogim ivotinjama i od njih direktno ili indirektno zavisi ivot mnogih ivotinjskih organizama. U nekim zemljama morske alge se vade iz mora, preiavaju, sue, melju i daju kao bjelanevinasta hrana stoci. Mogu se i vjetaki gajiti u bazenima.

Od morskih algi od posebnog su znaaja rodovi:

1. Laminariales (morski kupus) i

2. Ulvales (morska salata).

U algama se nalazi oko 40-45 % bjelanevina. Ostatak ine: ugljeni hidrati (do 35%),

masti (10 % ) i soli (10-20 %).

Alge se koriste u prehrambenoj, hemijskoj i farmaceutskoj industriji.

Odreene alge su nale primjenu u terapiji nekih oboljenja ljudi.

Crvene alge se koriste za proizvodnju agara koji je naao primjenu u prehrambenoj industriji, i u mikrobiologiji za izdvajanje i gajenje mikroorganizama.

Crvene alge se koriste za proizvodnju agara koji se koristi u prehrambenoj industriji i u mikrobiologiji gdje se koristi za gajenje mikroorganizama.

Slika 11. Ulvales (morska salata)SIRETNA FERMENTACIJA

Siretna fermentaacija je biohemijski proces u kome se pod utjecajem mikroorganizama u prisustvu slobodnog kiseonika ( u aerobnim uslovima) etil-alkohol oksidie u siretnu kiselinu.Cijeli proces se moe predstaviti sumarnom jednainom:

CH3CH2OH + O2= CH3COOH + H20

etil-alkohol siretna kiselina

Mikroorganizmi koji imaju sposobnost da oksidiu etil-alkohol u siretnu kiselinu poznati su kao bakterije siretne kiseline: rodovi Acetobacter i Acetomonas.

Slika 12. Acetobacter bakterijeOvim bakterijama alkohol slui kao izvor energije. Veoma su rairene u prirodi na biljkama, u fermentisanim sokovima, u vinu, pivu. tapiastog su oblika, pokretne i nepokretne, asporogene. Mogu se razvijati samo u prisustvu kiseonika. Za neke je karakteristino da stvaraju manje ili vie izraene navlake na povrini tenosti.

Siretna fermentacija je nala primjenu najvie u dobijanju siretne kiseline. Sirovine za dobijanje siretne kiseline ( sireta za jelo), mogu biti one koje se prethodno mogu vrenjem prevesti u alkohol ili koje ve sadre alkohol. To mogu biti: razrjeeni alkohol, vino, pivo, jabuke, kruke, breskve, jagode, narande,med i dr.Najbolja sirovina je vino i prevreli jabuni sok. Sire proizvedeno iz meda ima visok kvalitet. Jaina sireta zavisi od sirovine.

Sire se moe dobijati na dva naina: povrinski i dubinski (submerzno).

1.Povrinska siretna fermentacija je poznata kao orleanski nain (spori ili francuskinain) dobijanja sireta za jelo iz vina. Razrijeeni alkohol ili vino (10%) zakieljeni sa siretom se razlivaju u iroke sudove ili otvorenu burad. Razviem bakterija na povrini tenosti obrazuje se navlaka. Ove bakterije siretnog vrenja oksidiu alkohol u siretnu kiselinu i iz vina nastaje sire. U sudove se povremeno, a da se ne narui stvorena navlaka, naliva vino, a gotovo sire se odliva. Danas se koristi proces dobijanja siretne kiseline neprekidno.

Drugi postupak koji se primjenjuje u industriji je brzi (njemaki) nain proizvodnje sireta.

Razrijeeni alkohol (10%) zakieljen sa siretnom kiselinom, uz dodatak fosforne i amononijeve soli potrebne za ishranu bakterija, stalno se proputa kroz sudove (generatore) koji su napunjeni sa bukovim ukama na kojima se nalaze bakterije siretne kiseline.

Sa druge strane, preko ovih uki stalno se produvava vazduh. U takvim uslovima bakterije brzo oksidiu alkohol u siretnu kiselinu. Na taj nain se za relativo kratko vrijeme dobija vea koliina sireta koritenjem mikroorganizama.

2.Submerzna (dubinska) fermentacija je savremeni nain dobijanja siretne kiseline u ureajima acetatorima. To su zatvoreni sudovi koji se napune odgovarajuim sirovinom, zasiju sa bakterijama siretne kiseline i ukljui se provjetravanje (snabdijevanje supstrata sa kiseonikom- sterilnim vazduhom). U sudove se automatski regulie temperatura.

Kada se proces dovede do kraja jedna polovina suda se odliva, a druga ostaje, koja se automatski dopuni za sljedeu aru. Sire dobijeno na ovaj nain se mora filtrirati u cilju uklanjanja bakterija.LIMUNSKA FERMENTACIJA

Limunska fermentacija je biohemijski proces u kome pod uticajem mikroorganizama, u prisustvu slobodnog kisika, iz ugljenih hidrata (eera) nastaje limunska kiselina.

Sam proces nastajanja limunske kiseline je sloen. Moe se predstaviti sa jednainom:

2 C6H12O6 + 3O2 = 2C6H8O7 + 4H2O

Glukoza limunska kiselina

Limunsku kiselinu mogu da stvaraju gljive- plijesni.

To su aerobni mikroorganizmi i neki od njih ne razlau ugljene hidrate do CO2 i H2O, ve dolazi do njihove nepotpune oksidacije i kao rezultat toga do nakupljanja organskih kiselina, kao to su: jabuna, itakonska, ilibarna, mlijwn, oksalna, limunska. Za industrijsku proizvodnju od posebnog je interesa proizvodnja limunske kiseline. Ranije se ova kiselina najveim dijelom proizvodila iz limuna. Zemlje koje su raspolagale plantaama limuna drale su monopol u proizvodnji limunske kiseline. Danas takav monopol ne postoji, jer se limunska kiselina u mnogim zemljama proizvodi pomou mikroorganizama. Najbolji rezultati u proizvodnji se postie koritenjem sojeva vrste plijesni Aspergillus niger.

Slika 13. Aspergillus niger

Ovi sojevi mogu da stvore iz 100 gr. eera i do 90 gr. limunske kiseline.

Kao sirovina za proizvodnju limunske kiseline najee se koristi melasa. Dobri rezultati se postiu koritenjem tehnike glukoze i saharoze.

Melasa se razrijedi (15-20% eera), a za popravku hranjive vrijednosti dodaju se fosforne i amonijeve soli.

Proizvodnja limunske kiseline se moe izvoditi na dva naina:

1. Povrinsko gajenje Aspergillus nigera.

2. Dubinsko gajenje Aspergillus nigera.1. Proizvodnja povrinskim gajenjem kulture plijesni sastoji se u tome to se prvo pripremljena melasa razlije u plitke sudove sa debljinom sloja od oko 12 cm.

Sudovi su smjeteni u velike fermentacione komore i zasijavaju se odreenim postupkom konidiosporama pripremljene kulture Aspergillus niger.

U komore se uvodi sterilni vazduh. Sam proces se vodi na temperaturi od 300C i u jako kiseloj sredini iji pH iznosi izmeu 2 i 3. U toku odvijanja procesa koji traje oko 9 dana, na povrini tenosti plijesni formiraju navlaku. 2. Priprema dubinskog gajenja plijesni radi dobijanja limunske kiseline sastoji se u koritenju posebnih zatvorenih sudova- fermentora.

Ovi sudovi se pune pripremljenom i sterilisanom sirovinom. Nakon toga se izvri zasijavanje sa konidijama plijesni. Kultura plijesni Aspergillus niger se razvija u dubokom sloju tenosti i u zatvorenom sudu, pa se zbog toga vri provjetravanje supstrata uvoenjem u fermentor sterilnog vazduha. Bilo da se radi o povrinskom ili dubinskom postupku proizvodnje limunske kiseline, poslije zavrenog procesa uklanja se micelija, a fermentisanoj tenosti se dodaje CaCO3, koji vee stvorenu kiselinu u Ca- citrat. Iz Ca-citrata limunska kiselina se oslobaa dodavanjem H2SO4. Dobijeni rastvor limunske kiseline se odreenim postupkom preiava i uparava u vakuum uparivau, poslije ega nastupa kristalizacija. Dobijaju se bijeli kristali limunske kiseline. U prehrambenoj industriji limunska kiselina se mnogo koristi za proizvodnju limunada, vonih sirupa, konditorskih proizvoda i dr. Nalazi veliku primjenu u farmaceutskoj i hemijskoj industriji.

Tabela 4. Parametri u proizvodnji limunske kiselinePODLOGA: EERNE PODLOGE: UGLJIKOVODICI:

MIKROORGANIZAM:ASPERGILLUS NIGERCANDIDA LIPOLYTICA,

CANDIDA OLEOPHILA,

CORYNEBACTERIUM

PODLOGA:12-20% EERA

(SAHAROZA-MELASA/ GLUKOZA, MALTOZA),

KH2PO4, MgSO4, KONTROLA METALA: Mg, Mn, Fe, ZnN- PARAFINI C9-C20,

IZVORI N

TEMPERATURA:300C

pHZA HEMIJSKI DEFINIRANE PODLOGE: 2,2ZA MELASU: 5-63,5 DO 5,0

INOKULUM:2 5 %

TIP PROCESA:AEROBAN

TRAJANJE PROCESA:POVRINSKI:

8 - 11 DANASUBMERZNO:

6 - 7 DANAKRAE, NEGO SA PLIJESNIMA ILI KONTINUIRANO

ISKORITENJE:70 80 % NA EER 100 %

FUMARNA KISELINAMnogi mikroorganizmi proizvode male koliine fumarne kiseline koja nastaje oksidacijom jabune kiseline. Mikroorganizmi koji se primjenjuju za proizvodnju fumarne kiseline su plijesni: Rhizopus nigricans, Rhizopus delamar i dr. iz porodice Mucoraceae.Ova kiselina se koristi u proizvodnji plastinih masa i poliestarskih smola,

u prehrambenoj industriji ( za hranu i pie)

Proizvodnja fumarne kiseline je izrazito aeroban proces, koji se izvodi povrinskom ili dubinskom (submerznom) tehnikom uzgoja.Parametri u proizvodnji fumarne kiseline:

Mikroorganizam: Rhizopus nigricans

Podloga: 7% i vie glukoze, CaCO3, urea, KH2PO4, MgSO4Temperatura: 28 - 350C

pH: 5,0 - 6,0

Trajanje procesa: 3 - 7 dana

Tip procesa: aeroban

Iskoritavanje: 65% na koliinu eeraGLUKONSKA KISELINAGlukonska kiselina je mikrobioloki proces u kome se eer glukoza oksidie direktno u glukonsku kiselinu.Mikroorganizmi koji nalaze primjenu za njenu proizvodnju su neke bakterije i plijesni.Od bakterija su to bakterije siretnog vrenja:

Acetobacter vrste (Acetobacter oxydans) i razne vrste Pseudomonas bakterija.Od plijesni se koriste predstavnici iz rodova: Aspergillus i Penicillium.

npr. plijesan Penicillium chrysogenum stvara 80-90% glukonske kiseline iz upotrebljenog rastvora eera. Glukonska kiselina se koristi u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, u industriji stone hrane, u tekstilnoj i koarskoj industriji.

Proizvodnja se obavlja na dva naina: metodom povrinskog i submerznog gajenja.Kao hranjivi supstrat koristi se 20-25% glukoze uz dodatak fosfata, nitrata i sulfata.

Kiselost se kree od pH 3,0 6,4 (5,0 5,5).

Temperatura se kree od 25300C, zavisno od upotrebljene kulture mikroorganizama.

Proces traje nekoliko dana.

KETOGENI MIKROBIOLOKI PROCESIKetogeni mikrobni procesi obuhvaaju reakcije dehidrogenacije ili oksidacije pomou kojih polihidroksi alkoholi, eeri ili polihidroksi kiseline konvertiraju u ketoze,odnosno keto-kiseline.

Ove oksido-reduktivne reakcije mogu izvesti razliiti mikroorganizmi, a posebno su bakterije siretne kiseline dobile znaajno mjesto u proizvodnji keto-spojeva i organskih kiselina.

Znaajno mjesto u toj proizvodnji je sigurno: Reichsteinov proces sinteze askorbinske kiseline (vitamin C), gdje je jedna faza procesa izvedena pomou mikroorganizama.

To je oksidacija D- sorbitola u L-sorbozu.

U ove procese spadaju jo i : oksidacija D- glukoze, odnosno D-glukonske kiseline u 5-ketoglukonsku kiselinu i 2-ketoglukonsku kiselinu, te dobivanje - ketoglutarne kiseline iz 2- ketoglukonske kiseline i dobivanje dihidroksiacetona oksidacijom glicerola.

Jedan vaan keton- aceton ne ulazi u ovu grupu, jer aceton nastaje drugim biohemijskim putevima koji se znatno razlikuju od puteva nastajanja ovih keto spojeva.

Tip reakcije za bakterijske oksidativne ketogene procese je:

Zajednika karakteristika bakaterijskih ketogenih procesa je snana aeracija (esto pod pritiskom) i dodatak prikladnih hranjiva. Izbor supstrata i specifinost enzimskog sistema upravlja reakciju do odreenog proizvoda.Mnoge vrste roda Acetobacter proizvode enzime koji kataliziraju ketogene dehidrogenacije.

1896. g. naunik Bertrand je izolirao tzv. bakterije sorboze iz fermentiranog soka bobice planinskog jasena i ustanovio da L-sorboza nastaje kad bakterije oksidiraju D-sorbitol iz soka. Kasnije je ove bakterije klasificirao kao Acetobacter xylinum.Bertrand je ispitivao djelovanje ovih bakterija na velikom broju drugih eera i polihidroksialkohola i na osnovu svojih ispitivanja doao je do zakljuka da se ove oksidacije zbivaju po nekom pravilu, koji je kasnije nazvano Bertrandovo pravilo.

PRIMJENA BIOSINTETIKIH PROCESA MIKROORGANIZAMA U INDUSTRIJIU fermentacionim procesima mikroorganizmi razlau organska jedinjenja i na taj nain dolaze do energije. Pri tome se iz elija mikroorganizama izdvajaju jedinjenja znaajna za ovjeka. U biosintetikim procesima mikroorganizmi troe stvorenu energiju za sintezu novih sastojaka elije. Kao materijal slue im jedinjenja malog molekula (amino-kiseline, eeri), koja uzimaju iz spoljne sredine i ukljuuju ih u biosintetske procese u eliji. Neka jedinjenja koja su potrebna mikroorganizmima, oni mogu i sami da sintetiu ili ta jedinjenja nastaju u reakcijama katabolizma, pa se zatim koriste u procesima biosinteze. Uopte se moe rei da mikroorganizmi iz jedinjenja malog molekula sintetiu jedinjenja velikog molekula i da s tim u vezi dolazi do nakupljanja potencijalne energije.Biosintetiki procesi (mikrobioloke sinteze) nali su primjenu u ivotu ovjeka. U ishrani ljudi i ivotinja moe se koristiti cijelo tijelo nekih mikroorganizama, kao izvor proteina, masti, vitamina i dr. i mogu se koristiti materije koje mikroorganizmi izdvajaju u okolnu sredinu ili ih sam ovjek odreenim postupcima izdvaja iz elije mikroorganizama: vitamini, amino-kiseline, enzimi, antibiotici i dr. U industriji se mikrobioloke sinteze obavljaju u sudovima ili aparatima koji po konstrukciji odgovaraju sudovima za fermentacione procese (fermentori). U ove sudove unosi se sterilna hranjiva podloga i odgovarajua kultura mikroorganizama. Podloga mora imati odreene izvore energije i gradivne materije. U sudu moraju biti obezbijeeni ekoloki uslovi: ( temperatura, pH, kiseonik ), kako bi se proces biosinteze odvijao neometano. Danas se zna da su mikroorganizmi u stanju da sintetiu veoma raznovrsna jedinjenja. Neka do tih jedinjenja jedino se sreu kod mikroorganizama. Najpoznatiji proizvodi mikrobioloke sinteze su: proteini, amino-kiseline, enzimi, vitamini, antibiotici, dekstran, alginati i dr.MIKROBIOLOKA PROIZVODNJA AMINO-KISELINAProizvodnja amino-kiselina mikrobiolokom sintezom posljednjih godina nalazi sve veu primjenu, jer je dobijanje amino-kiselina hidrolizom proteina i hemijskim putem dosta skup postupak. Za proizvodnju amino-kiselina koriste se mutantni selekcionisani sojevi mikroorgnizama, koji stvaraju velike koliine odreenih amino-kiselina.

Industrijski se proizvode: glutaminska kiselina, lizin, asparaginska kiselina, metionin, triptofan i valin. Od posebnog interesa je proizvodnja glutaminske kiseline i lizina.Glutaminsku kiselinu sintetiu u veim koliinama mnoge bakterije. Najpoznatija vrsta koja se primjenjuje u industriji za proizvodnju ove kiseline je Micrococcus glutamicus.Proizvedena mikrobiolokom sintezom glutaminska kiselina nalazi iroku primjenu u prehrambenoj industriji. Dodavanjem ove kiseline namirnicama poboljava se njihova hranjiva vrijednost i ukus. U proizvodnji nekih namirnica-supe , nezamjenjiva je komponenta.

Ova kiselina nalazi primjenu i u medicini.

Slika 14. Micrococcus glutamicusLizin moe da sintetie vei broj vrsta mikroorganizama. Za industrijsku proizvodnju najee se koriste mutantni sojevi iz roda Corynebacterium.Sve napredne zemlje usvojile su tehnologiju proizvodnje lizina mikrobiolokom sintezom.

Ova kiselina nalazi takoer iroku primjenu. Njome se obogauju mnogi proizvodi koji slue za ishranu ljudi i ivotinja.

Slika 15. Corynebacterium

MIKROBIOLOKA PROIZVODNJA VITAMINAMikroorganizmi su u stanju da pored itavog niza drugih jedinjenja, sintetiu i vitamine.

ivotinjski organizmi nemaju tu sposobnost i nedostatak vitamina u njihovoj ishrani dovodi do avitaminoze, koja se manifestuje razliitim fiziolokim poremeajima u organizmu.

Danas se vitamini mogu dobiti razliitim postupcima. Mikrobiolokom sintezom se proizvode samo neki vitamini, i to koritenjem mikroorganizama koji su u stanju da sintetiu vee koliine vitamina. Neki od vitamina nastaju kao sporedni proizvodi pri proizvodnji antibiotika, kao i pri dobijanju nekih proizvoda fermentacije. Posebno je bogata vitaminima biomasa mikroorganizama koja se odvaja poslije proizvodnje antibiotika. Kao sirovina za proizvodnju vitamina mikrobiolokim putem, zavisno od vrste mikroorganizama, mogu posluiti razliiti proizvodi. Otpadne vode nekih grana industrije bogate su hranjivim materijama, pa mogu posluiti za gajenje mikroorganizama radi biosinteze vitamina. Za industrijsku proizvodnju od znaaja su: B2, B12 i -karotin (provitamin A).Vitamin B2: (riboflavin)

Moe da sintetie vei broj vrsta mikroorganizama, od kojih je najpoznatija vrsta

plijesan Ashbya gossypii.

Slika 16. Ashbya gossypiiPostupak proizvodnje se zasniva na koritenju sojeva koji stvaraju najvie vitamina.

Odabrani soj mikroorganizama dodaje se proizvodnoj podlozi odreenog sastava.

Proces se odvija pri temperaturi od 300C. Poslije zavrenog procesa, koji se odvija u nekoliko faza, pristupa se izdvajanju vitamina odreenim tehnolokim postupcima.

Vitamin B12: (cianokobalamin) Ovaj vitamin moe takoer da sintetie itav niz vrsta mikroorganizama.

Najpoznatija je vrsta bakterija Propionbacterium shermani koja je nala

primjenu u industrijskoj proizvodnji.

Neke vrste aktinomiceta koje se koriste za sintezu antibiotika istovremeno sintetiu i

vitamin B12. Antibiotike izluuju van svog tijela- micelije, a vitamin ostaje u miceliji.

Ove aktinomicete sadre i druge vitamine (B1, B2, B6, B7 i dr.)

Hranjive podloge za sintezu vitamina B12 pripremaju se prema soju mikroorganizama.

Zatim se odabrani soj uvodi u hranjivu podlogu da bi obavio proces biosinteze.

Poslije zavrene biosinteze pristupa se izdvajanju vitamina.

Postupak izdvajanja vitamina sastoji se u nizu tehnolokih operacija sve do dobijanja sintetisanog vitamina u kristalnom stanju.

- karotin (provitamin A):

Spada u prirodna organska jedinjenja biljnog porijekla, koja su nerastvorljiva u vodi,

a rastvorljiva u mastima.

Ovo jedinjenje se u organizmu ovjeka razlae na dva molekula A vitamina.

Nalazi se u mrkvi, a mogu ga sintetisati i mikroorganizmi.

Posebno je bogata karotinima vrsta kvasca Rhodotorula gracilis, koja je nala primjenu u industriji. Ova kultura kvasca se dodaje odgovarajuoj podlozi u sudu za odvijanja biosinteze. Poslije zavrenog procesa kvasci se odvoje, peru, sue i direktno koriste za ishranu stoke kao bogat izvor karotina ili se odreenim tehnolokim postupcima vri izdvajanje karotina u istom stanju.

Ergosterol- provitamin D2: Meu mastima steroli ine grupu spojeva graenih od 4 prstena od kojih su 3 cikloheksani. To su neutralni tvari koje imaju funkciju alkohola.

1884. izoliran je prvi sterol iz ergota rai i nazvan je ergosterol. (ergoti su izrasline u obliku roia koje nastaju od infekcije plijesni Claviceps purpurea koja parazitira na rai).

Ergosterol je naen u mnogim niim gljivama, a posebno u kvascima. Sadraj ergosterola varira zavisno od uslova uzgoja, od roda, vrste i soja kvasca.

Najvie je ergosterola naeno u kvascu Saccharomyces. (Saccharomyces cerevisiae je najbogatiji izvor ergosterola). Kvasci se ne uzgajaju posebno za dobivanje ergosterola, ali se sastavom podloge i primjenom nekih postupaka u toku uzgoja moe usmjeriti, tj. poveati sinteza ergosterola. Patentiran je postupak zraenja kvasca UV-zracima u cilju dobivanja vitamina D2.BIOSINTEZA MIKROBNIH ENZIMA

Posljednjih godina postoji veliki interes u svijetu za enzimima (fermentima) koje sintetiu mikroorganizmi. U nekim naprednim zemljama proizvodnja fermenata mikrobiolokim putem dostigla je vie hiljada tona. Koliina i kvalitet fermenata zavisi od vrste i soja mikroorganizama. Neke fermente mikroorganizmi sintetiu i izluuju van svoga tijela u sredinu u kojoj se gaje, a drugi ostaju u eliji, pa se moraju posebnim postupcima izdvajati iz elije. Industrijska proizvodnja ograniena je na nekoliko fermenata ija je upotreba u razliitim granama industrije dosta rairena.

To su: amilaza, proteolitiki fermenti, pektolitiki fermenti, glukozo-oksidaza i dr.Amilaza je hidrolitiki ferment koji razlae skrob do dekstrina i maltoze.

Sintetiu je biljke, ivotinje i mikroorganizmi. Amilaze se koriste u industriji vrenja, tekstilnoj industriji, medicini i dr. Za sintezu amilaze mikrobiolokim putem primjenu su nale:

neke vrste gljiva (plijesni) i bakterije. Amilaza proizvedena sa gljivama poznata je kao gljivina amilaza, a sa bakterijama bakterijska amilaza.

a) Gljivina amilaza:

Najbolji rezultati u sintezi gljivine amilaze postignuti su sa gljivama vrste

Asperglillus niger i Aspergillus oryzae.

Sojevi ovih vrsta gaje se na odgovarajuim podlogama povrinski ili dubinski.

Slika 17. Aspergillus oryzaeb) Bakterijska amilaza: Za sintezu bakterijske amilaze najee se koriste sojevi vrste Bacillus subtilis

za koje je detaljno razraen tehnoloki postupak dobijanja amilaze.

Pored nje amilazu sintetiu brojne bakterijske vrste meu kojima su znaajne:

Bacillus mesentericus, Bacillus macerans i dr.

Slika 18. Bacillus subtilisProteolitiki enzimi- proteaze: razlau proteine do amino- kiselina.

Za industrijsku proizvodnju ovih fermenata po posebnom dobro razraenom tehnolokom postupku koristi se vei broj vrsta plijesni iz roda Aspergillus i bakterije iz roda Bacillus, Clostridium, Pseudomonas i dr. Ovi fermenti su nali iroku primjenu u medicini, poljoprivredi i nekim granama industrije.Pektolitiki fermenti- pektinaze: vre razgradnju pektinskih materija. Ove fermente sintetie veliki broj vrsta mikroorganizama iz grupe bakterija i plijesni. Za industrijsku proizvodnju su znaajni pektolitiki fermenti koje stvaraju plijesni iz roda:Aspergillus i Penicillium. Tehnoloki postupci dobijanja ovih fermenata su veoma dobro razraeni. U trgovini se nalaze pod razliitim nazivima, kao to su: filtrag , pektolaza, pektinol, frutol.Glukozo-oksidaza: je specifian ferment koji katalie oksidaciju glukoze u glukonsku kiselinu. Sintetiu je neke vrste iz roda Aspergillus i Penicillium. Najbolji rezultati biosinteze su postignuti sa vrstom Aspergillus niger. Glukooksidaza je nala iroku primjenu u medicini i prehrambenoj industriji. Celulaza: je enzim koji vri hidrolizu celuloze. Primjenom ovog enzima moe da se povea svarljivost nekih vrsta povra koje sadre vee koliine celuloze. npr. omekavanje i bolja svarljivost primjenom celulaze moe se postii kod prezrelih mahuna boranije i kod graka. U proizvodnji sokova od voa i povra primjenom ovog preparata moe se postii vei prinos. Invertaza: je enzim kojeg stvaraju mikroorganizmi i biljke, a koji katalizira reakciju

razgradnje saharoze na glukozu i fruktozu. Primjena enzimaEnzimi se koriste u mnogim procesima u razliitim industrijama. Njihova primjena je iz dana u dan sve ira i znaajnija i postaje neophodna u savremenom ivotu ovjeka. Proirenje primjene enzima je uzrokovano mogunou njihove proizvodnje u znaajnim koliinama bilo iz biljnih ili ivotinjskih organa ili tkiva, bilo iz mikroorganizama. Savremena tehnologija proizvodnje enzima i njihovog dobivanja u razliitim stepenima istoe, te po relativno pristupanim cijenama je takoer omoguila iroku primjenu enzima.U prehrambenoj industriji enzimi se mnogo koristiti: u pekarstvu, proizvodnji piva, vina, alkohola, sokova, u preradi mesa, ribe, konditorskih proizvoda, u mljekarstvu i dr. Enzimi se koriste i u obradi koa, krzna, tkanina i u proizvodnji deterdenata.

U poljoprivredi se koriste za proizvodnji stone hrane, a u medicini i farmaceutskoj industriji za dobivanje odreenih medicinskih preparata ili za obradu sirovina pri proizvodnji lijekova.Tabela 5. Neki industrijski vani enzimi mikrobnog porijeklaENZIMMIKROORGANIZAM PRODUCENT

amilazaBacillus subtilis, Aspergillus niger

amiloglukozidazeAspergillus niger, Rhizopus niveus,Endomycopsis fibuliger

invertazeSaccharomyces cerevisiae

pektinazeAspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus flavus

proteazeAspergillus oryzae, Aspergillus niger,Bacillus subtilis, Streptomyces griseus

glukoza-oksidazeAspergillus niger

celulazeTrichoderma viride

PROIZVODNJA I ZNAAJ ANTIBIOTIKA

U industrijskoj proizvodnji biosinteza antibiotika zauzima prvo mjesto. Do sada je izdvojeno preko hiljadu jedinjenja mikrobiolokog porijekla sa antibiotikim dejstvom. Mikrobiolokom sintezom industrijski se proizvodi vie od 30 antibiotika, od kojih su najpoznatiji: penicilin, streptomicin, hlortetraciklin, neomicin i dr. Od mikroorganizama utvreno je da veliki broj vrsta plijesni, aktinomiceta, kao i neke vrste bakterija sintetiu antibiotike.

Za sintezu penicilina koriste se odabrani sojevi kulture plijesni Penicillium chrysogenum.

Za sintezu streptomicina se koriste odabrani sojevi zrakastih bakterija aktinomiceta vrste

Streptomyces griseus.

Za sintezu hlortetraciklina se koristi Streptomyces aureofaciens.

Za sintezu neomicina se koristi kultura Streptomyces fradiae i dr. Slika 19. Streptomyces griseus Slika 20. Penicillium chrysogenumZa industrijsko dobijanje antibiotika mikrobiolokom sintezom, uglavnom se koriste odabrane kulture plijesni i aktinomiceta.Tehnologija dobijanja pojedinih antibiotika je razliita. U osnovi pri proizvodnji svih antibiotika potrebno je raspolagati odabranim sojevima mikroorganizama koji se gaje na odreenim hranjivim podlogama radi sinteze antibiotika. Poslije zavrenog procesa biosinteze, koji traje nekoliko dana, vri se filtriranje da bi se odvojila micelija. Na kraju iz dobijenog filtrata odreenim tehnolokim postupcima izdvaja se i preiava antibiotik. U prolosti su antibiotici sluili samo za medicinske potrebe. Danas neki antibiotici nalaze primjenu za stimulisanje porasta mladih ivotinja, stimulisanja biljaka i u konzervnoj industriji. Za stimulaciju porasta ivotinja mogu se koristiti nepreieni antibiotici. ivotinjama se daje biomasa mikroorganizama koja se dobija pri proizvodnji antibiotika. Isuena biomasa moe biti bogata i sa vitaminima. U prehrambenoj industriji tei se koritenju takvih antibiotika koji se razlau pri pripremanju jela od proizvoda tretiranih sa antibiotikama radi sprijeavanja kvara. MIKROBIOLOKO ISPITIVANJE BILJNIH PROIZVODAU namirnice biljnog porijekla koje su podlone kvarenju pod utjecajem mikroorganizama spadaju: voe, povre, proizvodi od voa i povra, ita, brano, proizvodi od brana, alkoholna pia. Ove proizvode ovjek koristi u velikim koliinama, pa je od posebnog praktinog znaaja poznavanje njihovog kvarenja. Kvarenju podlijeu i konditorski proizvodi, masti biljnog porijekla, kafa, aj, zaini, kakao i dr.

TIPOVI KVARENJA VOA I POVRAVoe i povre spadaju u proizvode koji se brzo kvare. Sadre dosta vode, eera, organske kiseline, odreene bjelanevine u manjim koliinama, vitamine, mineralne materije.

Zbog toga su pogodna sredina za razvoj mikroorganizama.U svjeem vou i povru odigravaju se odgovarajui procesi i ukoliko oni sporo teku

to se voe i povre due uva bez izmjena. Sposobnost ouvanja plodova voa i povra vremenom opada, pogorava se spoljanji izgled, tkivo gubi elastinost, plodovi postaju vie mekani, postepeno se razaraju, gube ukus i hranjivu vrijednost, a na njima poinju da se razvijaju razliiti mikroorganizmi. Zbog toga tokom uvanja voa i povra stvaraju posebni uslovi pri kojima e se u najveoj mjeri usporiti proces kvarenja. Sniava se temperatura u prostoriji za uvanje, uklanja se suvina vlaga iz vazduha, vri se zamraenje prostorija i dr.

Svjee voe i povre posjeduje izvjesnu otpornost kojom se suprostavlja od napada mikroorganizama. Ova otpornost zavisi od kiselosti, prisustva taninskih materija, eterinih ulja, fitoncida, koji zadravaju ili ak ubijaju mikroorganizme (rotkvica, crni i bijeli luk, hren). Mnoge od tih materija izgrauju odgovarajui tip pokoice ploda voa i povra,

koja titi plod od mikroorganizama. Na povrini voa i povra stalno se nalazi veliki broj mikroorganizama koji sainjavaju povrinsku ili epifitnu mikrofloru u iji sastav ulaze kvasci, bakterije, spore gljiva. To je raznovrsna po sastavu i bogata po broju mikroflora. Povrijeena povrina ploda dovodi do isticanja soka iz povrijeenog tkiva, koji slui kao hranjiva podloga za razvoj mikroorganizama. Ovakva povrijeena povrina tada postaje uzrok, odnosno, omoguava naseljavanje izazivaa kvarenja. Tu mogu dospjeti i mikroorganizmi koji izazivaju bolesti ljudi i ivotinja, a mogu se due odrati na plodovima: izazivai tifusa, paratifusa, dizenterije, arlaha, difterije, tuberkoloze i dr. Porijeklo najveeg dijela ovih mikroorganizama je iz zemljita i vazduha. Kvarenje voa i groa:

Najprije se kvare povrijeeni i prezreli plodovi, a tokom vremena i zdravi.

Uzronici kvarenja su prije svega gljive, to se objanjava sadrajem eera, kiselou plodova i drugih uslova koji su povoljni za razvoj gljiva, a nepodesni za razvoj bakterija.

Sa razvojem gljiva uslovi sredine se mijenjaju, smanjuje se koliina eera i sniava

se kiselost. Stvaraju se uslovi za razvoj bakterija. Prema tome, proces kvarenja plodova otpoinju gljive, a potpunu razgradnju zavravaju bakterije.Gljive prodiru u plodove zahvaljujui svojih fermentima koji razlau meu-elijske veze elija plodova, elijske omotae i ulaze u elije ploda ijim se sadrajem hrane.

Materije u plodu pretrpe duboke promjene. Razlau se jedinjenja velike molekulske mase: skrob, celuloza, pektin. Plodovi se razmekaju i najee deformiu, jer je tkivo ploda iskidano. Prema vrsti mikroorganizama i promjenama koje izazivaju na plodovima poznato je

vie tipova kvarenja voa i groa, a najpoznatiji su: meka ili vlana trule, siva trule, zelena trule, mrka trule, crna trule i dr. Kvasci takoer mogu da kvare plodove, naroito jagode. eer jagoda pretvaraju u alkohol i CO2. Jagode dobijaju ukus alkohola, a ponekad i kiseo ukus uslijed razvoja bakterija

siretnog vrenja, koje alkohol prevede u siretnu kiselinu.

Kvarenje povra: Povre kao i voe spada u lako kvarljive proizvode. Kao takvo moe se uvati ogranieno vrijeme. to su plodovi zreliji, to se mogu krae vrijeme sauvati od kvarenja. U odnosu