Home Βουτυρική Ζύμωση Βουτυρική Ζύμωση – Η 4η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Βουτυρική Ζύμωση – Η 4η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

47
0
πρωτοσέλιδο - Βουτυρική Ζύμωση - Η 4η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Ποιά είναι η βουτυρική ζύμωση? Ποιός είναι ο ρόλος της βουτυρικής ζύμωσης στην παραγωγή των γαλακτοκομικών προϊόντων?

Ποιά είναι η βουτυρική ζύμωση? Υπάρχει βουτυρικό οξύ στα γαλακτοκομικά προϊόντα?

Το βουτυρικό οξύ (CH3CH2CH2COOH) αποτελεί φυσικό συστατικό του γάλακτος.

Η περιεκτικότητα, του λίπους, του γάλακτος, σε βουτυρικό οξύ, κυμαίνεται από 3 έως 4.6%.

Το κατώφλι ανίχνευσης οσμής (odor threshold), του βουτυρικού οξέος, είναι αρκετά χαμηλό στα 240 ppb (parts per billion).

Το κατώφλι ανίχνευσης, του flavor (flavor threshold), του βουτυρικού οξέος, είναι πολύ υψηλότερο στα 2000-6800 ppb.

Η βουτυρική ζύμωση αναφέρεται στην παραγωγή, του βουτυρικού οξέος, στα γαλακτοκομικά προϊόντα.

Η βουτυρική ζύμωση προκαλεί ανεπιθύμητες ζυμώσεις στα τυριά. Τα σπόρια, των βακτηρίων, του βουτυρικού οξέος, στο τυρί, συνήθως, προέρχονται από το γάλα τυροκόμησης. Τα γαλακτοπαραγωγικά ζώα τρέφονται με χαμηλής ποιότητας ενσιρώματα, τα οποία περιέχουν υψηλούς αριθμούς σπορίων. Αυτά, τα σπόρια, μεταφέρονται στο γάλα. Τα σπόρια, των βακτηρίων, του βουτυρικού οξέος, είναι, συνήθως, λιγότερα από 200 ανά λίτρο αγελαδινού γάλακτος, όταν, οι αγελάδες δεν τρέφονται με ενσιρώματα. Ωστόσο, ο αριθμός, αυτός, των σπορίων, μπορεί να αυξηθεί σε 105 ανά λίτρο γάλακτος, ιδιαίτερα, όταν, οι αγελάδες τρέφονται με χαμηλής ποιότητας ενσιρώματα.

Η βουτυρική ζύμωση είναι μία από, τα 7 είδη ζυμώσεων, τα οποία, εμάς, μάς, ενδιαφέρουν.

Δείτε: Μάθε ποια είναι τα 7 είδη ζύμωσης στα γαλακτοκομικά

Ποιά είναι η αντίδραση η οποία περιγράφει την βουτυρική ζύμωση?

Συνολικά, η αντίδραση, η οποία λαμβάνει χώρα είναι:

2CH3CHOHCOOH [γαλακτικό οξύ] → CH3CH2CH2COOH [βουτυρικό οξύ] + 2CO2+ 2H2+ Η2Ο

Κατά την διάρκεια, της βουτυρικής ζύμωσης μπορούν να παραχθούν προϊόντα, όπως, είναι, η βουτανόλη, η αιθανόλη, η ισοπροπανόλη και η ακετόνη, κ.α.

Η ζύμωση, του βουτυρικού οξέος, είναι ανεπιθύμητη στα γαλακτοκομικά προϊόντα.

Τα κλωστρίδια του Βουτυρικού οξέος ζυμώνουν το ΒουτυροΣυνένζυμοΑ (butyryl-CoA) σε βουτυρικό οξύ. Τα κλωστρίδια της Βουτανόλης μετατρέπουν το ΒουτυροσυνένζυμοΑ (butyryl-CoA) σε βουτανόλη. Το βουτυρικό οξύ κυριαρχεί στα πρώιμα στάδια της ζύμωσης. Καθώς, όμως, η τιμή pH ελαττώνεται, αρχίζει η σύνθεση της βουτανόλης. Η ζύμωση, αυτή, περιλαμβάνει την μετατροπή του γαλακτικού οξέος σε βουτυρικό οξύ με την ταυτόχρονη παραγωγή αερίων. 1: EMP pathway, 2: pyruvate-ferredoxin oxidoreductase, 3: acetyl CoA-acetyl transferase (thiolase), 4: β-hydroxy butyryl CoA dehydrogenase, 5: crotonase, 6: butyryl CoA dehydrogenase, 7:phosphotransbutyrylase, 8: butyrate kinase, 9: butyraldehyde deydrogenase, 10: butanol dehydrogenase, 11: phosphotransacetylase, 12: acetate kinase, 13: acetaldehyde dehydrogenase, 14: ethanol dehydrogenase, 15: CoA transferase, 16: acetoacetate decarboxylase, 17: ferredoxin-NAD(P)+ reductase, 18: hydrogenase, 19: butyryl CoA-acetate transferase (proposed enzyme), 20: lactate dehydrogenase.
Βουτυρική ζύμωση στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Ποιά είναι τα στάδια της βουτυρικής ζύμωσης?

Η ζύμωση, του βουτυρικού οξέος, πραγματοποιείται από πολλά είδη, των υποχρεωτικά αναερόβιων βακτηρίων (obligate anaerobic), τα οποία ανήκουν, κυρίως, στο γένος Clostridium.

Τα βακτήρια, αυτά, είναι γνωστά και ως βακτήρια του βουτυρικού οξέος.

Tα βακτήρια, του βουτυρικού οξέος, ζυμώνουν την λακτόζη, του γάλακτος, και παράγουν πυρουβικό / πυροσταφυλικό οξύ, (pyruvate CH3-CO-COO / pyruvic acid CH3-CO-COOH).

Το πυροσταφυλικό οξύ, με τη σειρά του, οξειδώνεται σε ακετυλοσυνένζυμο Α (acetylCoA), από το ενζυμικό σύστημα της οξειδοαναγωγάσης πυροσταφυλικού-φερρεδοξίνης, με την ταυτόχρονη παραγωγή των αερίων CO2 και H2.

Τυρί του εμπορίου το οποίο πωλείται ως τυρί Γραβιέρα. Τί θα πρέπει να θυμάμαι? Τα τυριά ελβετικού τύπου, όπως είναι το τυρί Γραβιέρα είναι ”ευαίσθητα” στην ζύμωση, του βουτυρικού οξέος, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών ωρίμανσης (>16 °C), της χαμηλής περιεκτικότητας σε αλάτι, και της, σχετικά, υψηλής τιμής pH.

Ένα μέρος του ακετυλοσυνενζύμου Α μετατρέπεται σε οξικό οξύ, με ταυτόχρονη παραγωγή ATP.

Το άλλο μέρος, του ακετυλοσυνενζύμου Α, δημιουργεί το ακετοακετυλοσυνένζυμο Α (acetoacetylCoA).

Στη συνέχεια, το ακετοακετυλοσυνένζυμο Α, ανάγεται σε βουτυρυλοσυνένζυμο A (butyrylCoA), μέσω της παραγωγής β-οξυβουτυρυλοσυνενζύμου A (β-oxybutyrylCoA) και κροτονυλοσυνενζύμου Α, (crotonylCoA).

Ο μετασχηματισμός του βουτυρυλοσυνενζύμου A, σε βουτυρικό οξύ οδηγεί σε περαιτέρω παραγωγή ATP.

Έτσι, αυτή, το είδος της ζύμωσης παράγει μια σχετικά υψηλή απόδοση ενέργειας, με 3 mol ATP για κάθε mole γλυκόζης.

Η ανάπτυξη, και η παραγωγή των αερίων από τα βακτήρια, του βουτυρικού οξέος, θα εξαρτηθεί από το pH, την περιεκτικότητα σε αλάτι και την ενεργότητα ύδατος (aw) του τυριού, καθώς, και από τη θερμοκρασία και τη διάρκεια ωρίμανσης, αυτού, του τυριού. Ο βαθμός, του ελαττώματος, (defect), της όψιμης διόγκωσης, θα εξαρτηθεί από το επίπεδο παραγωγής των αερίων, και από τα χαρακτηριστικά υφής του τυριού.

Κατά την διαδικασία, αυτή, μπορούν, επίσης, να παραχθούν μικρές ποσότητες,

— αιθανόλης (ethanol) και,

— ισοπροπανόλης (isopropanol).

Η βουτυρική ζύμωση στα γαλακτοκομικά προϊόντα είναι ανεπιθύμητη

Στην παραγωγή, των γαλακτοκομικών προϊόντων, τα βακτήρια, της ζύμωσης, του βουτυρικού οξέος, είναι σπορογόνα αναερόβια βακτήρια και ζυμώνουν το γαλακτικό οξύ για να παράξουν οξικό και βουτυρικό οξύ, CO2 και H2, κ.α.

Αυτή, η παραγωγή, των αερίων, ιδιαίτερα, η παραγωγή του Η2 (το οποίο έχει χαμηλή διαλυτότητα στην υδατική φάση του τυριού), έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση, του ελαττώματος, της όψιμης διόγκωσης των τυριών, (late gas blowing).

Δείτε: Οπές σε σκληρά τυριά! Είναι πάντα καλές?

Το ελάττωμα, της όψιμης διόγκωσης, των τυριών, συνοδεύεται και από δυσάρεστες γεύσεις, λόγω, της υψηλής συγκέντρωσης, του βουτυρικού οξέος.

Από 2 g γαλακτικού οξέος παράγονται, 1 g βουτυρικού οξέος και 1000 mL αερίων.

Ως προϊόν ζύμωσης, το CO2 είναι πάντα παρόν.

Ποιά είναι η αιτία δημιουργίας αυτών των οπών στο τυρί? Αυτές οι οπές οφείλονται σε ανεπιθύμητες ζυμώσεις στις οποίεςεμπλέκονται ζυμομύκητες.
Παραγωγή του βουτυρικού οξέος και παραγωγή της βουτανόλης στα γαλακτοκομικά προϊόντα
Ποιοί είναι οι υπεύθυνοι μικροοργανισμοί?

Το ελάττωμα, της όψιμης διόγκωσης, των τυριών, οφείλεται, κυρίως, στη βλάστηση των σπορίων,

— του είδους Clostridium tyrobutyricum

— του είδους Clostridium butyricum,

— του είδους Clostridium sporogenes, και,

Τί είδους καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS εγώ θα χρησιμοποιήσω όταν θα πρέπει να διαχειριστώ το ζήτημα της ανεπιθύμητης βουτυρικής ζύμωσης στα τυριά?

— του είδους Clostridium beijerinckii.

Τα σπόρια, αυτών, των βακτηρίων, βλασταίνουν στο αναερόβιο περιβάλλον του τυριού, παράγοντας βλαστικά κύτταρα, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη ζύμωση του βουτυρικού οξέος.

Το είδος Clostridium butyricum θεωρείται ότι εμπλέκεται στην ζύμωση βουτυρικού οξέος:

Γλυκόζη → βουτυρικό οξύ + οξικό οξύ + CO2+ H2

Το είδος Clostridium acetobutylicum θεωρείται ότι εμπλέκεται στην ζύμωση βουτανόλης:

Τυρί Tilsit. Ποιά είναι η αιτία δημιουργίας αυτών των οπών? Εδώ, σε αυτό, το τυρί, οι οπές δεν οφείλονται σε κλωστρίδια, οι οπές δεν οφείλονται σε ζυμομύκητες, οι οπές δεν οφείλονται σε προπιονικά βακτήρια. Οι οπές στο τυρί Tilsit όπως και στο τυρί Gouda οφείλονται σε ετεροζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια.

Γλυκόζη → βουτανόλη + οξικό οξύ + ακετόνη + αιθανόλη + CO2+ H2

Το είδος Clostridium tyrobutyricum θεωρείται ως το κυρίαρχα υπεύθυνο.

Το είδος Clostridium tyrobutyricum, παρουσία του γαλακτικού οξέος, παράγει βουτυρικό οξύ και άλλα προϊόντα όπως είναι το οξικό οξύ.

Τί θα πρέπει εγώ να θυμάμαι

Τα σπόρια των βακτηρίων, του βουτυρικού οξέος, (κλωστρίδια),  δεν επιβιώνουν όταν, το γάλα τυροκόμησης  υποβάλλεται σε έντονη θερμική επεξεργασία.

πρωτοσέλιδο - Έτσι κάνω παστερίωση γάλακτος στο σπίτι
Η παστερίωση του γάλακτος δεν θα καταστρέψει τα σπόρια των κλωστριδίων.

Παρόλα αυτά, αυτά, τα σπόρια επιβιώνουν της παστερίωσης του γάλακτος.

Δείτε: Τί πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζετε για την παστερίωση του γάλακτος

Έτσι, αυτά, τα σπόρια θα συγκεντρωθούν στο τυρόπηγμα.

Στη συνέχεια, όταν, επικρατήσουν θερμοκρασίες άνω των 7 °C, αυτά, τα σπόρια θα αρχίσουν να βλαστάνουν και να αναπτύσσονται στο τυρί.

Δείτε περισσότερα:

Relevance and analysis of butyric acid producing clostridia in milk and cheese. Burtscher, Johanna & Domig, Konrad & Kneifel, Wolfgang. (2016). Food Control. 67. 96-113.

Methods of preventing growth of Clostridium tyrobutyricum and yeasts in silage. Thylin, I. (2000). Diss. Uppsala: Swedish university of agricultural sciences, pp 15, 17.

Anaerobic fermentations for the production of acetic and butyric acids. Yang, S.-T., Yu, M. Chang, W.-L. & Tang, I.-C (2013). In: Bioprocessing technologies in biorefinery for sustainable production of fuels, chemicals, and polymers. Yang, S.-T., El Enshasy, H. & Thongchul, N. (Eds). Hoboken: John Wiley & Sons Inc., pp 351-374.

Anaerobic sporeformers and their significance with respect to milk and dairy products. Doyle, Conor & Gleeson, David & Jordan, Kieran & Beresford, Tom & Ross, R & Fitzgerald, Gerald & Cotter, Paul. (2014). International journal of food microbiology. 197C. 77-87.

Previous articleΕάν μπορούσα ποιό γάλα θα διάλεγα?
Next articleΜάθε ποιές είναι οι ευεργετικές επιδράσεις των πρωτεϊνών γάλακτος

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here