Войти
пищевые микробные культуры - это живые бактерии, дрожжи или плесени, используемые в производстве продуктов питания. Микробные пищевые культуры осуществляют процесс ферментации пищевых продуктов. Используется людьми с периода неолита (около 10 000 лет до нашей эры) ферментация помогает сохранить скоропортящиеся продукты и улучшить их питательные и органолептические качества (в данном случае, вкус, зрение, запах, прикосновение ). По состоянию на 1995 год ферментированные продукты питания составляли от одной четверти до одной трети продуктов питания, потребляемых в Центральной Европе. Выявлено и описано более 260 различных видов микробных пищевых культур для их полезного использования в ферментированных пищевых продуктах во всем мире, что свидетельствует о важности их использования.
Научное обоснование функции микробов в ферментации начало строиться с открытиями Луи Пастера во второй половине XIX века. Продолжаются обширные научные исследования, посвященные микробным пищевым культурам, традиционно используемым при ферментации пищевых продуктов таксономически, физиологически, биохимически и генетически. Это позволяет лучше понять и улучшить традиционную пищевую промышленность и открывает новые области применения.
Микроорганизмы являются самой ранней формой жизни на Земле, впервые появившейся более трех миллиардов лет назад. Наши предки открыли, как использовать силу микроорганизмов для создания новых продуктов, даже если они не знали науки, лежащей в основе того, что они делали.
Вехи
1665— Роберт Гук и Антони Ван Левенгук впервые наблюдают и описывают микроорганизмы.
1857–1876— Луи Пастер доказывает функцию микроорганизмов в молочной и алкогольной ферментации.
1881— Эмиль Кристиан Хансен изолирует Saccharomyces carlsbergensis, чистой дрожжевой культурой, которая сегодня широко используется в пивоварении светлого пива.
1889–1896— Герберт Уильям Конн, и демонстрирует, что бактерии ответственны за подкисление молока и сливок.
1897 - изоляты Lactobacillus brevis.
1919 - Сигурд Орла-Йенсен классифицирует молочнокислые бактерии на основе паттернов физиологической реакции бактерий.
Начиная с 1970-х годов - производство первых промышленных концентрированных культур, замороженных или лиофилизированных культур для прямого инокуляции переработанного молока, повышение регулярности производственных процессов.
Микробные пищевые культуры сохраняют пищу за счет образования ингибирующих метаболитов, таких как органическая кислота (молочная кислота, уксусная кислота, муравьиная кислота, пропионовая кислота ), этанол, бактериоцины и т. д.., часто в сочетании со снижением активности воды (сушкой или использованием соли). Кроме того, микробные пищевые культуры помогают повысить безопасность пищевых продуктов за счет ингибирования патогенов или удаления токсичных соединений. Микробные пищевые культуры также улучшают питательную ценность и органолептические качество пищи.
Микробные пищевые культуры, используемые при ферментации пищевых продуктов, можно разделить на три основные группы: бактерии, дрожжи и плесени.
Бактериальные пищевые культуры можно разделить на закваски и пробиотики.
Заквасочные культуры технологическая функция в пищевом производстве. Они используются в качестве пищевых ингредиентов на одной или нескольких стадиях процесса производства пищевых продуктов и развивают желаемую метаболическую активность в процессе ферментации или созревания. Они вносят вклад в одно или несколько уникальных свойств пищевого продукта, особенно в отношении вкуса, аромата, цвета, текстуры, безопасности, сохранности, пищевой ценности, полезности и / или пользы для здоровья.
Пробиотики играют функциональную роль, который относится к способности определенных микробов приносить пользу для здоровья потребителя.
Как правило, бактерии, используемые в качестве заквасок, не такие же, как пробиотики. Однако бывают случаи, когда одну бактерию можно использовать как в качестве закваски, так и в качестве пробиотика. В настоящее время научное сообщество пытается глубже понять роль микробов в пищевой промышленности и здоровье человека.
Наиболее важными бактериями в производстве пищевых продуктов являются виды Lactobacillus, принадлежащие к группе молочнокислые бактерии.
Бактериальные пищевые культуры отвечают за аромат, вкус и текстуру сыров и кисломолочных продуктов, таких как йогурты, айран, ду, скир или ймер. Они способствуют развитию вкуса и цвета таких ферментированных продуктов, как салями, пепперони и сушеная ветчина. Молочнокислые бактерии превращают нестабильную яблочную кислоту, которая естественным образом присутствует в вине, в стабильную молочную кислоту. Эта яблочно-молочная ферментация обеспечивает стабильность, характерную для высококачественных вин, которые улучшаются при хранении.
Молочнокислые бактерии также используются в пищевых добавках в качестве пробиотиков, которые помогают восстановить баланс у человека. кишечная биота.
Самые известные дрожжи в производстве пищевых продуктов, Saccharomyces cerevisiae, тысячелетиями использовались в пивоварении и выпечке.
С. cerevisiae питается сахарами, присутствующими в хлебном тесте, и производит газ двуокись углерода. При этом в тесте образуются пузыри, из-за чего оно расширяется и хлеб поднимается.
В пивоварении используется несколько различных дрожжей, где они сбраживают сахара, содержащиеся в солодовом ячмене, для получения спирта. Один из наиболее распространенных - S. cerevisiae. Тот же штамм S. cerevisiae, который также можно использовать в хлебопечении, используется для производства пива типа эль. Они известны как дрожжи верхового брожения, потому что они образуют пену на поверхности пива. Дрожжи низового брожения, такие как S. pastorianus, чаще используются для приготовления лагеров. Они сбраживают больше сахаров в смеси, чем дрожжи верхового брожения, что дает более чистый вкус.
Спирт в вине образуется в результате ферментации сахаров в виноградном соке с двуокисью углерода в качестве побочного продукта. Дрожжи естественным образом присутствуют на кожуре винограда, и одного этого может быть достаточно для ферментации сахара в спирт. Для обеспечения надежной ферментации обычно добавляют чистую дрожжевую культуру, чаще всего S. cerevisiae. Другие дрожжевые культуры, такие как Pichia, Torulaspora и Kluyveromyces, присутствуют естественным образом или добавляются для придания вину особого вкуса. Игристое вино, включая шампанское, производится путем добавления дополнительных дрожжей в вино при розливе в бутылки. Углекислый газ, образующийся при этой второй ферментации, улавливается в виде пузырьков.
Дрожжи также используются для производства кефирных продуктов, полумягких созревших сыров и ферментированных соевых напитков.
Три основных типа сыра зависят от форм для их характерных свойств: сыр с плесенью, мягкий созревший сыр (например, камамбер и бри ) и промытый в кожуре сыр (например, époisses и таледжио ).
Для изготовления сыра с плесенью сыр обрабатывают плесенью, обычно Penicillium roqueforti, пока он еще находится в слабо прессованной форме творога. По мере созревания сыра плесень растет, образуя в нем голубые прожилки, которые придают сыру характерный аромат. Примеры включают стилтон, рокфор и горгонзола.
Мягкие созревшие сыры, такие как бри и камамбер, получают с добавлением P. камемберти растет на внешней стороне сыра, что вызывает его старение снаружи внутри. Плесень образует мягкую белую корку, а внутренняя часть становится жидкой с сильным ароматом.
Промытые кожурой такие сыры, как лимбургер, также созревают внутри, но здесь, как следует из названия, они промываются рассолом и другими ингредиентами, такими как пиво и вино, которые содержат плесень. Это также делает их привлекательными для бактерий, которые усиливают аромат.
Традиционно при заражении колбас плесневыми грибами использовалась местная биота убоя. Различные формы (такие как P. chrysogenum и P. nalgiovense ) могут использоваться для созревания поверхностей колбас. Плесневые культуры развивают аромат и улучшают текстуру колбас. Они также способствуют сокращению периода созревания и сохранению естественных качеств. Это увеличивает срок хранения мясного продукта.
В прошлом соевый соус готовили путем смешивания соевых бобов и других зерен с плесенью (Aspergillus oryzae или A. sojae ) и дрожжи. Затем эту смесь оставили бродить на солнце. Сегодня соевый соус производится в контролируемых условиях. Ключевыми ароматизирующими ингредиентами, образующимися в этом процессе, являются соли аминокислоты глутаминовой кислоты, в частности глутамат натрия.
Промышленное производство микробных пищевых культур осуществляется после тщательного отбора и в строго контролируемых условиях. Сначала микробиологическая лаборатория, где хранятся исходные штаммы, подготавливает посевной материал, который представляет собой небольшое количество микробов одного (чистого) штамма. Затем инокуляционный материал размножается и выращивается либо в ферментерах (жидкость), либо на поверхности (твердое тело) в определенных и контролируемых условиях. Выращенные клетки чистой культуры собирают, в конечном итоге смешивают с другими культурами и, наконец, готовят (консервируют) для последующей транспортировки и хранения. Они продаются в жидком, замороженном или сублимированном формате.
Другой традиционный способ начала ферментации пищевых продуктов часто называют самопроизвольной ферментацией. Культуры происходят из сырого молока, то есть молока, которое не подвергалось какой-либо санитарной обработке, или из повторного использования фракции предыдущего производства (обратный отвар). Состав таких культур сложен и крайне разнообразен. Использование таких методов в развитых странах неуклонно сокращается. Некоторые страны даже запрещают метод обратного отваивания из-за «возможности увеличения патогенных нагрузок до очень опасных уровней».
Микробные пищевые культуры считаются традиционными пищевыми ингредиентами и разрешены для производства пищевых продуктов во всем мире в соответствии с общими законами о пищевых продуктах.
Коммерчески доступные микробные пищевые культуры продаются в виде препаратов, которые представляют собой составы, состоящие из концентратов одного или нескольких видов и / или штаммов микробов, включая неизбежные компоненты среды, перенесенные из ферментации, и компоненты, необходимые для их выживание, хранение, стандартизация и облегчение их применения в процессе производства пищевых продуктов.
Безопасность микробных пищевых культур, в зависимости от их характеристик и использования, может зависеть от рода, вида или уровня штамма.
Первый (неполный) перечень микроорганизмов с документально подтвержденной историей использования в пищевых продуктах был впервые составлен в 2001 г. 117>Международная федерация молочных продуктов (IDF) и Европейская ассоциация пищевых и кормовых культур (EFFCA).
В 2012 году этот перечень был обновлен. Теперь он охватывает широкий спектр пищевых продуктов (включая молочные продукты, рыбу, мясо, напитки и уксус) и содержит пересмотренную таксономию микроорганизмов.
В Соединенные Штаты Америки, микробные пищевые культуры регулируются Законом о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах. Раздел 409 Поправки 1958 года о пищевых добавках к Закону о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах освобождает от определения пищевых добавок вещества, обычно признанные экспертами безопасными (GRAS ) в условиях их предполагаемого использования. Эти вещества не требуют предварительного одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
. Поскольку существуют различные способы получения статуса GRAS для микробных пищевых культур, в США нет исчерпывающего списка микробных пищевых культур, имеющих статус GRAS.
В Европейском Союзе микробные пищевые культуры считаются пищевыми ингредиентами и регулируются Регламентом 178/2002, обычно именуемым Общим законом о пищевых продуктах..
С 2007 года Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) ведет список микроорганизмов, имеющих квалификационную презумпцию безопасности (QPS). Список QPS охватывает только ограниченное количество микроорганизмов, которые были переданы в EFSA для оценки безопасности. Он был задуман как инструмент внутренней оценки микроорганизмов, используемых в цепочке производства пищевых продуктов (например, кормовых культур, клеточных фабрик, производящих ферменты или добавки, защита растений), которые требуют оценки научных комиссий EFSA перед тем, как поступить на рынок в ЕС. Однако микробные пищевые культуры с долгой историей безопасного использования считаются традиционными пищевыми ингредиентами и по закону разрешены для использования в пищевых продуктах без оценки EFSA.
С 1974 по 2010 год Дания требовала допуска на рынок микробных пищевых культур. Положительный список микробных пищевых культур доступен на веб-сайте Датской ветеринарной и пищевой администрации.
В 2010 году правила изменились. Утверждение больше не требуется, но следует направить уведомление в Ветеринарное и продовольственное управление.
