Təbiət insana onda mövcud olan üstünlüklərdən istifadə etməyə imkan verir. Eyni zamanda insanlar bu sərvətləri artırmağa, yeni bir şey yaratmağa və bilinməyənləri öyrənməyə çalışırlar. Bakteriyalar təbiətin ən kiçik canlılarıdır və insanlar onlardan öz məqsədləri üçün istifadə etməyi də öyrəniblər.
Lakin təkcə patogen proseslər və xəstəliklərlə bağlı zərəri bu prokaryotik orqanizmlər daşımır. Onlar həm də qədim zamanlardan insanlar tərəfindən istifadə edilən mühüm sənaye prosesinin - fermentasiyanın mənbəyidir. Bu yazıda biz bu prosesin nə olduğunu və maddələrin laktik turşu fermentasiyasının xüsusi olaraq necə həyata keçirildiyini nəzərdən keçirəcəyik.
Fermentasiyanın yaranma və istifadə tarixi
Fermantasiya prosesinin insanlar tərəfindən müəyyən məhsullar əldə etmək üçün istifadə edildiyinə dair ilk qeyd eramızdan əvvəl 5000-ci illərdə ortaya çıxdı. Məhz o zaman babillilər aşağıdakı məhsullar əldə etmək üçün bu üsuldan istifadə etdilər:
- pendir;
- şərab;
- kəsilmiş süd və ssüd məhsulları.
Daha sonra Misir, Çin, Sudan, Meksika və digər qədim dövlətlərdə də oxşar yeməklər qəbul edilməyə başlandı. Onlar maya çörəyi bişirməyə, tərəvəz bitkilərini fermentləşdirməyə başladılar və ilk konservləşdirmə cəhdləri ortaya çıxdı.
Süt turşusunun fermentasiyası prosesi insanlar tərəfindən minlərlə ildir istifadə olunur. Pendirlər, kefirlər, qatıqlar hər zaman yeməyin vacib hissəsi olmuşdur. Bütün həkimlər və şəfaçılar bu məhsulların faydalarını bilirdilər. Bununla belə, bu cür transformasiyanın mümkün olmasının səbəbləri uzun müddət bilinmirdi.
Qıcqırma şəraitinin mikroorqanizmlərin mövcudluğunu tələb etməsi, insanların təsəvvür belə edə bilməzdi. 17-ci əsrin ortalarında Van Helmont qazın buraxılması ilə müşayiət olunan yemək prosesləri üçün "fermentasiya" terminini təqdim etməyi təklif etdi. Axı bu söz tərcümədə “qaynamaq” deməkdir. Halbuki, yalnız 19-cu əsrdə, yəni təxminən iki yüz il sonra fransız mikrobioloq, kimyaçı və fiziki Lui Paster dünyaya mikrobların, bakteriyaların varlığını kəşf etdi.
O vaxtdan məlum olub ki, müxtəlif fermentasiya növləri gözə görünməyən müxtəlif növ mikroorqanizmlərin olmasını tələb edir. Onların araşdırması zamanla fermentasiyaya nəzarət etməyə və onu insan üçün düzgün istiqamətə yönəltməyə imkan verdi.
Fermentasiya proseslərinin mahiyyəti
Əgər fermentasiya prosesinin nə olduğu haqqında danışsaq, onda onun biokimyəvi təbiətini qeyd etməliyik. Axı, bu, sadəcə olaraq, həyat üçün özləri üçün enerji çıxaran və müxtəlif maddələr istehsal edən bakteriyaların fəaliyyətidir.əlavə məhsullar.
Ümumiyyətlə fermentasiyanı bir sözlə ifadə etmək olar - oksidləşmə. Bir sıra məhsulların meydana gəlməsinə səbəb olan müəyyən bakteriyaların təsiri altında bir maddənin anaerob parçalanması. Hansı maddənin əsas olduğu, həmçinin nəticənin nə olacağı prosesin özü ilə müəyyən edilir. Bir neçə fermentasiya variantı var, ona görə də bu çevrilmələr üçün təsnifat var.
Təsnifat
Üç əsas fermentasiya növü var.
- Spirt. Orijinal karbohidrat molekulunun etil spirtinə, karbon qazına, suya və ATP molekuluna (enerji mənbəyi) oksidləşməsindən ibarətdir. Bu çevrilmələr təkcə bakteriyaların deyil, həm də müxtəlif cins və növlərin göbələklərinin təsiri altında həyata keçirilir. Qədim dövrlərdən bəri pivə, şərab, çörək mayası, spirt kimi məhsullar məhz bu yolla əldə edilmişdir. Karbohidratların parçalanması zamanı ayrılan enerji mikroorqanizmin həyati proseslərini təmin etməyə sərf olunur. Bu, prosesin bioloji mahiyyətidir.
- Süd turşusu fermentasiyası karbohidratların bir sıra əlavə məhsulların ayrılması ilə laktik turşuya oksidləşməsidir. Bunun necə həyata keçirildiyini və hansı növlərin baş verdiyini daha ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.
- Butir turşusu. Bu cür fermentasiya təbii miqyasda vacibdir. Bataqlıqların dibində, çay lillərində və s. anaerob şəraitdə yaşayan butir turşusu bakteriyalarının həyati fəaliyyəti ilə əlaqədar həyata keçirilir. Təbiətdəki işləri sayəsində çox miqdarda üzvi komponentlər emal olunur. Məhsullar çoxlu maddələrdir, bunların arasında əsasdırbutir turşusu. Həmçinin buraxılır: aseton, izopropil spirti, karbon dioksid, sirkə turşusu, laktik turşu, etil spirti və digər birləşmələr.
Təyin edilmiş növlərin hər biri həm təbii, həm də sənaye miqyasında vacibdir. Bu cür çevrilmələri həyata keçirən orqanizmlərin növləri bu gün yaxşı öyrənilmişdir və onların bir çoxu məhsuldan böyük məhsul əldə etmək üçün süni şəkildə becərilir.
Laktik turşu fermentasiyası: ümumi konsepsiya
Bu fermentasiya növü qədim zamanlardan məlumdur. Hələ bizim eradan əvvəl Qədim Misirin və digər dövlətlərin sakinləri pendir hazırlamağı, pivə və şərab hazırlamağı, çörək bişirməyi, tərəvəz və meyvələri fermentləşdirməyi bilirdilər.
Bu gün fermentləşdirilmiş süd məhsulları üçün xüsusi starter kulturalardan istifadə edilir, lazımi mikroorqanizmlərin ştammları süni şəkildə yetişdirilir. Proses modernləşdirilərək avtomatlaşdırılıb, tam avadanlıqların köməyi ilə həyata keçirilib. Birbaşa laktik turşu fermentasiyası istehsal edən bir çox istehsalçı var.
Bütün prosesin mahiyyəti bir neçə paraqrafda ümumiləşdirilə bilər.
- Əsas məhsul kimi karbohidrat qəbul edilir - sadə (fruktoza, qlükoza, pentozalar) və ya mürəkkəb (saxaroza, nişasta, qlikogen və s.).
- Anaerob şərait yaradılır.
- Məhsulun tərkibinə müəyyən növ laktik turşu bakteriyalarının ştammları əlavə edilir.
- İstənilən məhsul üçün optimal olan bütün zəruri xarici amillər təmin edilir: işıqlandırma, temperatur, müəyyən əlavələrin olmasıkomponentlər, təzyiq.
- Fermentasiya prosesi başa çatdıqdan sonra məhsul emal edilir və bütün yan birləşmələr təcrid olunur.
Əlbəttə, bu baş verənlərin sadəcə ümumi təsviridir. Əslində, hər mərhələdə bir çox mürəkkəb biokimyəvi reaksiyalar baş verir, çünki laktik turşunun fermentasiyası prosesi canlıların həyati fəaliyyətinin nəticəsidir.
Süt turşusunun fermentasiyası prosesinin əsasları
Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən bu çevrilmələr bir sıra ardıcıl mərhələlərdir.
- Əvvəla, ilkin substratda dəyişiklik olur, yəni maddənin (karbohidratın) karbon zənciri dəyişir. Bu, müxtəlif siniflərə aid olan tamamilə fərqli təbiətli ara birləşmələrin meydana gəlməsinə səbəb olur. Məsələn, ilkin substrat qlükozadırsa, o, yenidən qlükon turşusuna çevrilir.
- Qazların buraxılması, əlavə məhsulların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları. Bütün prosesdə əsas vahid laktik turşudur. Fermentasiya zamanı istehsal olunan və yığılan odur. Ancaq bu, yeganə əlaqə deyil. Beləliklə, sirkə turşusu, etil spirti, karbon qazı, su və bəzən digər müşayiət olunan molekulların əmələ gəlməsi baş verir.
- Adenozin trifosfor turşusunun (ATP) molekulları şəklində prosesin enerji məhsuldarlığı. Bir qlükoza molekulunda 2 ATP molekulu var, lakin ilkin substrat daha mürəkkəb quruluşa malikdirsə, məsələn, sellüloza, onda üç ATP molekulu var. Bu enerji laktik turşu bakteriyaları tərəfindən gələcək həyat üçün istifadə olunur.
Bu təbiidirbiokimyəvi çevrilmələri ətraflı başa düşsəniz, bütün ara molekullar və komplekslər göstərilməlidir. Məsələn:
- piruvik turşu;
- adenozin difosfat;
- nikotinamin difosfat molekulları hidrogen və başqalarının daşıyıcısı kimi.
Lakin bu məsələ xüsusi diqqətə layiqdir və biokimya nöqteyi-nəzərindən nəzərdən keçirilməlidir, ona görə də bu yazıda ona toxunmayacağıq. Gəlin laktik turşu məhsullarının istehsalı texnologiyasının nə olduğuna və sözügedən fermentasiyanın hansı növlərinin mövcud olduğuna daha yaxından nəzər salaq.
Homofermentativ fermentasiya
Homofermentativ laktik turşu fermentasiyası patogenlərin xüsusi formalarının istifadəsini nəzərdə tutur və əldə edilən məhsullara və onların miqdarına görə heterofermentativdən fərqlənir. Mikroorqanizm hüceyrəsinin daxilindəki glikolitik yol boyunca baş verir. Nəticə, ümumiyyətlə, hər hansı fermentasiyada olduğu kimi, karbohidratların laktik turşuya çevrilməsidir. Bu prosesin əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, istənilən məhsulun məhsuldarlığı 90% təşkil edir. Və yalnız qalanı yan birləşmələrə gedir.
Aşağıdakı növlərin bu növünün bakteriya fermentasiyası:
- Streptococcus lactis.
- Lactobacillus casei.
- Lactobacillus acidophilus və başqaları.
Homofermentativ fermentasiya nəticəsində başqa hansı maddələr əmələ gəlir? Bunlar belə bağlantılardır:
- etil spirti;
- uçucu turşular;
- karbon dioksid;
- fumar və süksinik turşu.
Lakin mayalanmış süd məhsullarının əldə edilməsinin bu üsulu sənayedə praktiki olaraq tətbiq edilmir. Təbiətdə qlikolizin ilkin mərhələsi kimi qorunub saxlanılır, həm də məməlilərin əzələ hüceyrələrində geniş fiziki gərginlik zamanı baş verir.
İnsanın qidalanması üçün zəruri məhsulların istehsalı texnologiyası belə ilkin karbohidratların istifadəsini nəzərdə tutur:
- qlükoza;
- saxaroza;
- fruktoza;
- mannoz;
- nişasta və digərləri.
Və homofermentativ bakteriyalar bu birləşmələrin çoxunu oksidləşdirə bilmir, ona görə də onların istehsalda başlanğıc kultura kimi istifadəsi mümkün deyil.
Heterofermentativ laktik turşu fermentasiyası
Bu üsul tam olaraq sənayedə tətbiq oluna bilən üsuldur, bunun sayəsində bütün qıcqırdılmış süd məhsullarının istehsalı həyata keçirilir, tərəvəzlər qorunur və heyvandarlıq üçün silos yemi yığılır.
Əvvəldə təsvir ediləndən əsas fərq patogenlərin daha çox sayda əlavə məhsulların əmələ gəlməsi ilə laktik turşu fermentasiyasını həyata keçirməsidir. Şəkərin yalnız 50%-i bakteriyalar tərəfindən laktik turşuya çevrilir, qalan hissəsi aşağıdakı kimi molekulların əmələ gəlməsinə gedir:
- sirkə turşusu;
- gliserin;
- karbon dioksid;
- etil spirti və başqaları.
Homofermentativ üsulla 90% saf süd turşusu əmələ gətirməkdən nə dərəcədə yaxşı və sərfəlidir? İş ondadır ki, əsas məhsul istehsal olunandaçox, sonra bir çox bakteriyaların həyati fəaliyyəti tamamilə maneə törədir. Bundan əlavə, məhsullar yan birləşmələr səbəbindən əldə etdikləri bir çox dad keyfiyyətlərini itirirlər. Beləliklə, məsələn, konservləşdirilmiş tərəvəzlərin xoş ətri sirkə turşusu və izoamil spirti ilə təmin edilir. Bu birləşmələr yoxdursa, konservasiyanın nəticəsi tamamilə fərqli olacaq.
Süt turşusunun 50%-lik məhsuldarlığı sistemdəki bütün kənar göbələklərin və mikroorqanizmlərin inkişafını və həyati fəaliyyətini boğmaq üçün kifayət qədər kifayətdir. Çünki hətta 1-2% də laktik turşu bakteriyalarından başqa heç bir orqanizmin mövcud ola bilməyəcəyi mühitin çox güclü turşulaşmasına səbəb olur. Bütün proses pentoza fosfat yolu boyunca həyata keçirilir.
Heterofermentativ üsul üçün fermentasiya şərtləri aşağıdakı kimi olmalıdır:
- yaxşı və təzə başlanğıc ilkin mərhələdə əlavə edildi;
- hər bir məhsul üçün ayrıca seçilən optimal xarici şərtlər;
- yüksək keyfiyyətli və yaxşı işləyən avadanlıq;
- proses üçün lazım olan bütün texniki cihazlar.
Xarici şərtlər arasında proses temperaturu xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Çox yüksək olmamalıdır, lakin soyuq mayalanmanın bütün gedişatını kəskin şəkildə ləngidər.
Bu gün mikroorqanizmlərin düzgün və rahat işləməsi üçün bütün lazımi şəraiti avtomatik yaradan ixtisaslaşdırılmış fermentasiya çəni mövcuddur.
Tələb olunan avadanlıq
Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, ən vacib atributlar arasındafermentasiya qabiliyyətini qeyd etmək lazımdır. Ev proseduru haqqında danışırıqsa, o zaman konservasiya, qatıq və digər məhsulların istehsalı zamanı istifadə olunan qabların təmizliyinə diqqət yetirməlisiniz. Mikroorqanizmlərin kənar populyasiyalarının sayını az altmağın bir yolu istifadə etməzdən əvvəl qabları sterilizasiya etməkdir.
Heterofermentativ fermentasiya üçün hansı yeməklər uyğundur? Bu, qapaq ilə sıx bağlana bilən şüşə və ya yüksək keyfiyyətli plastik (polipropilen, polietilen) qab ola bilər.
Sənaye fermentasiya prosesi başlamazdan əvvəl qabların dezinfeksiyası və təmizlənməsi üçün xüsusi cihazlardan istifadə edir.
Prosesdə istifadə edilən bakteriyalar
Konservləşdirilmiş və qıcqırdılmış süd məhsulları yaratmaq üçün istifadə edilən bakterial mədəniyyətlərdən danışsaq, onda biz orqanizmlərin ən çox yayılmış bir neçə növünü müəyyən edə bilərik.
- Asidofilik bolqar çubuğu.
- Lactobacillus növləri Sporolactobacillus inulinus.
- Bfidobakteriyalar.
- Leukostocks.
- Süd turşusu kokkları.
- Lactobacillus növləri L. Casei.
- Streptococcus cinsinin bakteriyaları və başqaları.
Göstərilən orqanizmlərin kombinasiyası və təmiz kulturaları əsasında fermentləşdirilmiş süd məhsulları üçün starter kulturalar hazırlanır. Onlar ictimai mülkiyyətdədir, hər kəs onları ala bilər. Ən əsası, nəticədən faydalanmaq üçün fermentasiya prosesinin şərtlərinə riayət etməkdirməhsul.
Bu fermentasiyadan hansı məhsullar əldə edilir?
Laktobasillərin köməyi ilə hansı fermentasiya məhsullarının alına biləcəyindən danışsaq, o zaman bir neçə əsas kateqoriyanın adını çəkə bilərik.
- Mayalanmış süd məhsulları (mayalanmış bişmiş süd, qatıqlar, varenets, kefir, kəsmik, xama, yağ, asidofil məhsulları və s.).
- Təsərrüfat heyvanları üçün silos tipli yem.
- Alkoqolsuz içkilərin istehsalında, xəz dərilərinin sarılmasında və sairdə istifadə olunan laktik turşu.
- Çörək bişirmə, pendir istehsalı.
- Meyvə və tərəvəz konservləri.
Bütün bunlar müəyyən növ bakteriyaların insanların həyatında, onların sənaye fəaliyyətlərində əhəmiyyətini sübut edir.
