Προπιονική Ζύμωση – Η 3η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Ποιά είναι η προπιονική ζύμωση ? Ποιά είναι η σημασία της ζύμωσης, του προπιονικού οξέος, στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων?

Τί είναι η Προπιονική ζύμωση? Ποιά Προπιονικά βακτήρια παρουσιάζουν ενδιαφέρον?

Η διεργασία της προπιονικής ζύμωσης συνδέεται, άρρηκτα, με την παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων.

Δείτε: Μάθε ποιά είναι τα 7 είδη ζύμωσης στα γαλακτοκομικά

Η ζύμωση του προπιονικού οξέος αναφέρεται στην παραγωγή του προπιονικού οξέος (CH₃-CH₂-COOH).

Το προπιονικό οξύ παράγεται από διάφορα αναερόβια βακτήρια, τα οποία ανήκουν στο γένος Propionibacterium, στο γένος Veillonella, στο γένος Clostridium, στο γένος Selenomonas, στο γένος Megasphaera, κ.α.

Εμάς, στην Γαλακτοκομία και στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων, μάς, ενδιαφέρει, η προπιονική ζύμωση, η οποία συντελείται από τα ΜΗ οξυγαλακτικά βακτήρια, τα οποία ανήκουν σε διάφορα είδη του γένους Propionibacterium.

Συγκεκριμένα, εμάς, μάς, ενδιαφέρει,

— το είδος Propionibacterium freudenreichii,

— το είδος Propionibacterium acidipropionici,

— το είδος Propionibacterium thoenii, και,

— το είδος Propionibacterium jensenii.

Περισσότερο, δε, εμάς, μάς, ενδιαφέρει, το είδος Propionibacterium freudenreichii, και ιδιαίτερα, εμάς, μάς, ενδιαφέρει, το υποείδος Propionibacterium freundenreichii subsp. shermanii.

Δείτε: Προπιονικά Βακτήρια – Πώς δημιουργούν τις οπές στο Emmental και στην γραβιέρα? Ποιά η συμμετοχή τους στο flavor?

Πότε μπορεί να ξεκινήσει η ζύμωση του προπιονικού οξέος?

Η εκκίνηση, της προπιονικής ζύμωσης μπορεί να γίνει, όταν μέσα στο γάλα, (ή μέσα στα γαλακτοκομικά προϊόντα), υπάρχουν,

–1. σάκχαρα ή/και,

–2. γαλακτικό οξύ

Προπιονική ζύμωση λόγω της παρουσίας των σακχάρων του γάλακτος

Το κύριο σάκχαρο του γάλακτος είναι η λακτόζη.

Η λακτόζη είναι ένας δισακχαρίτης, ο οποίος αποτελείται από την γλυκόζη και την γαλακτόζη.

Τα προπιονικά βακτήρια, τα οποία ανήκουν στο υποείδος Propionibacterium freundenreichii subsp. shermanii, μπορούν να ζυμώσουν, απευθείας, την λακτόζη, (τα βακτήρια, αυτά, έχουν γονίδια, τα οποία γονίδια, κωδικοποιούν το ένζυμο β-D γαλακτοσιδάση).

Σε κάθε περίπτωση, τα προπιονικά βακτήρια χρησιμοποιούν την γλυκόζη, και μέσω, της μεταβολικής οδού, Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), παράγουν πυρουβικό (pyruvate)/πυροσταφυλικό οξύ (pyruvic acid).

To πυροσταφυλικό καρβοξυλιώνεται σε οξαλοξικό οξύ, από το συνένζυμο μεθυλο μηλονυλο συνένζυμο Α (methyl malonyl coenzyme-A (CoA)].

Στη συνέχεια, το οξαλοξικό οξύ μετατρέπεται, διαδοχικά, σε μηλικό, φουμαρικό και ηλεκτρικό οξύ, και, τελικά, αυτό, το οξαλοξικό οξύ ανάγεται σε προπιονικό οξύ.

Τα άλλα, τελικά προϊόντα, της προπιονικής ζύμωσης, είναι το οξικό οξύ, και το CO₂.

Συγκεκριμένα, όταν, τα προπιονικά βακτήρια, χρησιμοποιούν την γλυκόζη, για να επιτελέσουν την προπιονική ζύμωση, τότε, από 3 γραμμομόρια (mol) γλυκόζης παράγονται,

— 4 γραμμομόρια προπιονικού οξέος,

— 2 γραμμομόρια οξικού οξέος,

— 2 γραμμομόρια CO₂, και,

— 12 γραμμομόρια ATP, (δηλαδή, 4 γραμμομόρια ΑΤΡ ανά γραμμομόριο γλυκόζης).

Προπιονική ζύμωση λόγω της παρουσίας του γαλακτικού οξέος

Τα προπιονικά βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιήσουν και το γαλακτικό οξύ, το οποίο  υπάρχει μέσα στο γάλα, (ή μέσα στα γαλακτοκομικά προϊόντα).

Πώς βρέθηκε, όμως, μέσα στο γάλα το γαλακτικό οξύ?

Αυτό, το γαλακτικό οξύ, δημιουργήθηκε από την δράση των οξυγαλακτικών βακτηρίων.

Δείτε: Γαλακτική Ζύμωση – Η 1η ζύμωση που μας ενδιαφέρει

Τα προπιονικά βακτήρια ζυμώνουν το γαλακτικό οξύ σύμφωνα με την αντίδραση:

3CH₃-CHOH-COOH [γαλακτικό οξύ] → 2CH₃-CH₂-COOH [προπιονικό οξύ]+ CH₃COOH [οξικό οξύ] + CO₂+ H₂O

Συγκεκριμένα, όταν, τα προπιονικά βακτήρια, για να επιτελέσουν την προπιονική ζύμωση, χρησιμοποιούν το γαλακτικό οξύ, τότε, από 3 γραμμομόρια, γαλακτικού οξέος, παράγονται,

— 2 γραμμομόρια, προπιονικού οξέος,

— 1 γραμμομόριο, οξικού οξέος,

— 1 γραμμομόριο CO₂, και,

— 1 γραμμομόριο ATP, (δηλαδή, 0.3 γραμμομόρια ΑΤΡ ανά γραμμομόριο γαλακτικού οξέος)

Όταν, τα προπιονικά βακτήρια χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας το γαλακτικό οξύ, τότε, ο ρυθμός παραγωγής ενέργειας είναι χαμηλός, και, συνεπώς, αυτά, τα βακτήρι αναπτύσσονται, γενικά, πολύ αργά.

Προπιονική ζύμωση – Αυτή η ζύμωση είναι πάντα επιθυμητή?

Κατά την προπιονική ζύμωση απελευθερώνεται αέριο CO₂, μέσα στην μάζα του τυριού.

Έτσι, λοιπόν, η προπιονική ζύμωση έχει ως αποτέλεσμα, την δημιουργία οπών μέσα στο σώμα του τυριού.

Αυτές, οι οπές, τις περισσότερες φορές, δεν σχετίζονται με το πρωτόκολλο παρασκευής του εκάστοτε είδους τυριού.

Γενικά, λοιπόν, η προπιονική ζύμωση είναι ανεπιθύμητη.

Όταν η προπιονική ζύμωση είναι απαραίτητη

Παρόλα αυτά, η προπιονική ζύμωση, (ιδιαίτερα, όταν, αυτή, η ζύμωση γίνεται από βακτήρια του γένους Propionibacterium),  είναι επιθυμητή για τα τυριά Ελβετικού τύπου (π.χ. τυρί Emmental).

Δείτε: Το Ελβετικό τυρί και το τυρί Ελβετικού τύπου

Σε αυτού, του είδους, τα τυριά, το αέριο CO₂, το οποίο παράγεται, συγκεντρώνεται στη μάζα του τυριού, και δημιουργεί χαρακτηριστικές λείες οπές, οι οποίες αναφέρονται ως ”μάτια” (eyes).

Η παρασκευή, των τυριών, τα οποία εμπλέκουν την προπιονική ζύμωση, απαιτεί τεχνογνωσία και εμπειρία

Η παρασκευή, των τυριών, το πρωτόκολλο παρασκευής, των οποίων, απαιτεί την εμπλοκή της προπιονικής ζύμωσης, δεν είναι εύκολη υπόθεση.

Εμείς, απαιτείται, να γνωρίζουμε τον βαθμό και την έκταση της αλληλεπίδρασης, μεταξύ των προπιονικών και των οξυγαλακτικών βακτηρίων.

Επίσης, θα πρέπει να ξέρουμε να διαχειριστούμε, το αέριο CO₂, το οποίο παράγεται μέσα στην μάζα του τυριού.

Δείτε: Δείτε πώς θα πετύχετε τις τέλειες οπές στο τυρί πού θα φτιάξετε

Η προπιονική ζύμωση συμβάλλει στο flavor του τυριού

Κατά την ζύμωση, του προπιονικού οξέος, παράγονται, στο τυρί, μια σειρά από μεταβολίτες, οι οποίοι ενισχύουν, σημαντικά, το flavor του τελικού προϊόντος.

Το ίδιο, το προπιονικό οξύ συμβάλλει στην ιδιαίτερη γεύση του παραγομένου τυριού.

Δείτε περισσότερα:

Propionic acid production by bacterial fermentation. Hendricks B, Korus RA, Heimsch RC (1985). Biotechnol Bioeng Symp 15:241–245

Metabolism of lactate and sugars by dairy propionibacteria: A review. Piveteau, P. (1999). Le Lait, 79(1), 23– 41.

Cheeses with propionic acid fermentation. Fröhlich-Wyder, M. T., Bisig, W., Guggisberg, D., Jakob, E., Turgay, M., & Wechsler, D. (2017). In: Cheese: Chemistry, physics and microbiology. P. L. H. McSweeney, P. F. Fox, P. Cotter, & D. W. Everett (Eds.), (pp. 889– 910). Academic Press.

Dairy propionibacteria: Versatile probiotics. Rabah, H., Rosa do Carmo, F. L., & Jan, G. (2017). Microorganisms, 5(2), 24.