Bacterii

1. INTRODUCERE

Capacitatea de a creşte în condiţii anaerobe este limitată la procariote (bacterii); la eucariote creşterea anaerobă este un proces tranzitoriu.

Energia pentru creşterea anaerobă a bacteriilor poate fi obţinută prin respiraţie anaerobă şi prin fermentaţie.

Fermentaţia ste un proces de catabolism care are loc în condiţii de anaerobioză şi în care energia este obţinută prin utilizarea unor compuşi organici, atât ca donori cât şi ca acceptori de electroni. Microorganismele care produc fermentaţii sunt facultativ sau obligatorii anaerobe. Microorganismele anaerobe mor în contact cu aerul (O2).

Gama substanţelor fermentescibile este foarte largă: poliglucide (celuloză, amidon, chitină), diglucide (zaharoză, lactoză, maltoză), hexoze (glucoză, fructoză, galactoză), pentoze, polialcooli (glicerol, manitol); în cazul bacteriilor aminoacizi, acizi organici, purine, pirimide.

Drojdiile şi lactobacilii homofermentativi sunt implicaţi în fermentaţii pure, provocând aproape exclusiv alcool, acid lactic şi numai urme din alţi produşi.

2. FERMENTAŢIA LACTICĂ

Bacteriile producătoare de acid lactic au fost utilizate la prepararea şi prelucrarea alimentelor, din timpuri istorice. Bacteriile lactice sunt implicate în obţinerea alimentelor fermentate din materii prime agricole, cum sunt: laptele, carnea, şi produsele vegetale , care deţin o pondere importantă în industria alimentară. Tulpinile de bacterii lactice folosite pentru obţinerea produselor alimentare sunt izolate şi selectate numai după numeroase testări.

În ultimii ani bacteriile lactice au fost folosite şi ca produse de tip probiotic. Probioticele sunt microorganisme care, după o administrare orală, sunt capabile să colonizeze tractul digestive şi să păstreze sau să determine o creştere a florei naturale digestive, prevenind aderarea microorganismelor patogene la peretele intestinului şi asigurând securitatea utilizării optime a hranei.

Probioticele stimulează activarea sistemului imunologic acţionând ca barieră de protecţie a tubului digestiv. Pot fi folosite în combaterea diferitelor forme de cancer, atât pe calea activării sistemului imunitar, cât şi prin inhibarea unor enzime implicate în carcinogeneza intestinală.

Unele tulpini de bacterii lactice au capacitatea de a cataboliza colesterolul şi, ca urmare, aceste tulpini bacteriene au activitate hipocolesterolemiantă.

Lactobacilii sunt folosiţi pentru prevenirea infecţiilor urogenitale, datorită proprietăţii acestor tulpini bacteriene de a intra în competiţie cu microorganismele patogene în ceea ce priveşte aderenţa la epiteliul urogenital.

Datorită acestor proprietăţi, bacteriile lactice constituie un material propice pentru ameliorare.

2.1. Microorganisme care produc fermentaţia lactică

S-a acceptat că toţi membrii grupului de bacterii lactice au drept caracteristică producerea de acid lactic din hexoze. Pe baza produşilor finali ai metabolizării glucozei, bacteriile lactice care produc acid lactic ca unic produs major se numesc homofermentative, iar cele care produc cantităţi egale de acid lactic, etanol, CO2 se numesc heterofermentative. Numai microorganismele homofermentative prezintă importanţă pentru producţia de acid lactic. Streptococcus cremoris şi Streptococcus lactis sunt cele mai importante bacterii lactice folosite în industrie. Speciile preferate din punct de vedere commercial pentru producţia de acid lactic aparţin grupului Lactobacillus.

Carcteristicile bacteriilor lactice din genurile Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus sunt următoarele: sunt homofermentative; temperatura optimă de creştere ≥ 40oC; pH-ul optim între 5 şi 7; sunt facultativ anaerobe, randamentul producţiei de acid lactic din glucoză fiind > 90%; pot produce acid lactic în concentraţie > 3%; pot produce unul sau ambii izomeri; sunt slab proteolitice sau lipolitice, cu capacităţi sintetice foarte limitate, necesitând prezenţa în mediu a vitaminelor din complexul B, aminoacizilor, bazelor purinice şi pirimidinice.

2.2. Fermentaţia lactică, echipamente şi tehnologie

Prin fermentaţie lactică se înţelege procesul biologic în care rezultă ca produs principal acidul lactic.

Fermentaţia lactică are numeroase aplicaţii practice:

- Producţia de acid lactic – în industria alimentară (conservara cărnii, peştelui, legumelor; la prepararea şerbetului şi dulceţurilor; acidifiant al sucurilor, siropurilor etc.);

- În medicină (antiseptic);

- În industria chimică (mordant la colorarea şi imprimarea textilelor);

- În industria pielăriei;

- La prepararea laptelui acru, a iaurtului şi a altor produse lactate;

- La conservarea şi însilozarea nutreţului necesar hranei bovinelor;

- La obţinerea unor băuturi din cereale, a unor specii de bere, etc.

Mediile de cultură (conţinând glucide) din fermentatoare cu temperatura de 45…50oC este însămânţată cu o cultură selecţionată de Lactobacillus delbrueckii (pentru amidon, glucoză, melasă), Lactobacillus bulgaricus (pentru zer), Lactobacillus plantarum (pentru leşii bisulfitice). După 8 - 10 zile, 90 - 98% din glucidele fermentate sunt transformate în acid lactic. Pe măsură ce se formează acid lactic, el este neutralizat cu Ca(OH)2, astfel încât produsul final format este lactatul de calciu. Acidul lactic este separat din lactate prin adăugare de H2SO4, care precipită calciul sub formă de CaSO4. Soluţia de acid lactic este concentrată la 50 – 80% acid lactic prin evaporare în vid, după care se purifică.