Ζύμωση 2,3-βουτανοδιόλης – H 5η ζύμωση πού μάς ενδιαφέρει

Ποιά είναι η ζύμωση της 2,3-βουτανοδιόλης? Ποιά είναι η σημασία της ζύμωσης, αυτής, στην παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων? Τί είδους αρωματικές ουσίες παράγονται κατά την ζύμωση των κιτρικών του γάλακτος?

Η ζύμωση της 2,3-βουτανοδιόλης είναι το ίδιο πράγμα με την ζύμωση των κιτρικών

Η ζύμωση, της 2,3-βουτανοδιόλης, αναφέρεται στην μετατροπή των κιτρικών, του γάλακτος, και στην παραγωγή της 2,3-βουτανοδιόλης, (2,3-butanediol), αλλά, και άλλων αρωματικών ενώσεων.

Τέτοιες, αρωματικές ενώσεις, μπορεί να είναι,

— το οξικό οξύ,

— το διακετύλιο, [diacetyl (2,3-butanedione)], και,

— η ακετοΐνη, [acetoin (3-hydroxy-2-butanone)].

Η ζύμωση, της 2,3-βουτανοδιόλης, είναι η 5^η ζύμωση, η οποία, εμάς, μάς ενδιαφέρει.

Δείτε: Μάθε ποια είναι τα 7 είδη ζύμωσης στα γαλακτοκομικά

Στην βιβλιογραφία, την διεργασία, αυτή, εμείς μπορούμε να την συναντήσουμε και ως ζύμωση των κιτρικών.

Απλά, εμείς θα πρέπει να θυμόμαστε ότι, η ζύμωση των κιτρικών, του γάλακτος, οδηγεί στην παραγωγή 2,3-βουτανοδιόλης.

Ζύμωση της 2,3-βουτανοδιόλης στα γαλακτοκομικά – Τί εννοούμε με τον όρο κιτρικά?

Το κιτρικό οξύ είναι ένα ασθενές οργανικό οξύ.

Οι σταθερές διάστασης, του κιτρικού οξέος, είναι :

-pKa₁ 3.15,

-pKa₂ 4.77 και.

-pKa₃ 6.40

Το κιτρικό οξύ αποτελεί ένα ενδογενές συστατικό του γάλακτος.

Μέσα στο πολυσύνθετο υδατικό ”διάλυμα” του γάλακτος, το κιτρικό οξύ, βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία με άλλα κατιόντα μετάλλων και υδατικά είδη (species).

Τα κιτρικά βρίσκονται κατά, 90% με την μορφή ευδιάλυτων species κιτρικών αλάτων και,

Τα κιτρικά βρίσκονται κατά, 10% δεσμευμένα, στα μικκύλια, του κολλοειδούς φωσφορικού ασβεστίου, δηλ., σε κολλοειδή μορφή.

Η ισορροπία, αυτή, θα καθορισθει από,

—1. την τιμή του pH, του γάλακτος,

—2, την θερμοκρασία, του γάλακτος,

—3. την ιοντική ισχύς, του γάλακτος

[Αντιλαμβάνεστε ότι ο ορισμός ”κιτρικά” είναι λίγο περίπλοκη έννοια. Γιαυτό και δεν αναφέρονται ούτε ως κιτρικά είδη (species), ούτε ως κιτρικά άλατα. Ο όρος: ”Ζύμωση των κιτρικών”, υπονοεί, ”Ζύμωση των κιτρικών ενώσεων”].

Ζύμωση κιτρικών στα γαλακτοκομικά – Ποιοί μικροοργανισμοί ζυμώνουν τα κιτρικά στο γάλα?

Τα οξυγαλακτικά βακτήρια (LAB) μεταβολίζουν, την λακτόζη, του γάλακτος, και παράγουν γαλακτικό οξύ.

Κάποια, από αυτά, τα βακτήρια, έχουν επίσης, την ικανότητα να μεταβολίζουν και τα κιτρικά.

Στη βιομηχανία παραγωγής των γαλακτοκομικών προϊόντων,

—το είδος Lactococcus lactis subspecies lactis biovariety diacetylactis, και,

—ορισμένα είδη, τα οποία ανήκουν στο γένος Leuconostoc, (ιδιαίτερα, το είδος Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris), χρησιμοποιούνται για την ζύμωση των κιτρικών.

Δηλαδή, αυτά, τα μεσόφιλα οξυγαλακτικά βακτήρια, χρησιμοποιούνται ως μικροβιακές καλλιέργειες εκκίνησης, (starter cultures).

Αυτές, οι καλλιέργειες αναφέρονται με τον συμβολισμό Cit⁺.

Δείτε: Τί σημαίνουν τα γράμματα O, L, D, LD, Cit+, Cit- στις μεσόφιλες καλλιέργειες εκκινητών?

Η ζύμωση, των κιτρικών, μπορεί να γίνει και από τα στελέχη των μεσόφιλων οξυγαλακτικών βακτηρίων, τα οποία ανήκουν στο γένος Enterococcus.

Τα βακτήρια, αυτά, θα βρεθούν στο γάλα, όχι ως μικροβιακές καλλιέργειες εκκινητές, αλλά ως μικροοργανισμοί του περιβάλλοντος.

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι ανήκουν σε ορισμένα είδη, του γένους Enterococcus, μπορεί να διαδραματίσουν ρόλο στην ανάπτυξη, του αρώματος, και της γεύσης πολλών τυριών, λόγω, ακριβώς, αυτής, της ικανότητας, να ζυμώνουν τα κιτρικά, του γάλακτος.

Ο μεταβολισμός, των κιτρικών, από τα οξυγαλακτικά βακτήρια πραγματοποιείται μόνο παρουσία σακχάρων, όπως, είναι, η λακτόζη.

Τα αρχικά προϊόντα του μεταβολισμού, των κιτρικών, είναι,

— το οξικό οξύ,

— το CO₂ και,

— το πυρουβικό οξύ.

Ζύμωση της 2,3-βουτανοδιόλης στα γαλακτοκομικά – Ποιά είναι τα τελικά προϊόντα της ζύμωσης των κιτρικών του γάλακτος?

Η ζύμωση, των κιτρικών, θα οδηγήσει στην παραγωγή προϊόντων, όπως, είναι, το οξικό οξύ, το CO₂ και, κυρίως, το διακετύλιο, η ακετοΐνη, και η 2,3 βουτανοδιόλη.

Οι ουσίες, αυτές, έχουν αρωματικές ιδιότητες.

Το είδος, των τελικών προϊόντων, θα εξαρτηθεί από το είδος των μικροοργανισμών και τις συνθήκες της ζύμωσης.

Το πολύτιμο  άρωμα, του διακετυλίου, στα γαλακτοκομικά, μπορεί να αυξομειώνεται.

Δείτε: Πού οφείλεται το άρωμα του διακετυλίου στα γαλακτοκομικά?

Ο ρόλος της ζύμωσης της 2,3-βουτανοδιόλης, στην δημιουργία flavor, στα γαλακοκομικά προϊόντα

Ιδιαίτερα, το διακετύλιο είναι υπεύθυνο για το χαρακτηριστικό άρωμα των γαλακτοκομικών προϊόντων, όπως, είναι, το βούτυρο, η όξινη κρέμα, το γιαούρτι και το τυρί cottage.

Ποιές είναι οι παράπλευρες επιδράσεις από την ζύμωση των κιτρικών του γάλακτος?

Το CO₂, το οποίο παράγεται κατά τον μεταβολισμού των κιτρικών, συμβάλλει στο σχηματισμό “οπών” στο τυρί (για παράδειγμα, τυρί Gouda, τυρί Danbo κ.α.).

Αυτές, οι οπές, στο τυρί, δεν θα πρέπει να συγχέονται με τις οπές, οι οποίες δημιουργούνται, από την δράση των κολοβακτηριοειδών,

ή με τις οπές, οι οποίες δημιουργούνται, από την δράση των ζυμομυκήτων,

ή με τις οπές, οι οποίες δημιουργούνται, από την δράση των προπιονικών βακτηρίων,

ή με τις οπές, οι οποίες δημιουργούνται, από την δράση των κλωστριδίων.

Δείτε: Όταν οι οπές είναι πρόβλημα! Πρώιμο φούσκωμα σε τυριά άλμης

Ζύμωση 2,3-βουτανοδιόλης – Οδός μεταβολισμού των κιτρικών

Δείτε περισσότερα:

Citrate fermentation by Lactococcus and leuconostoc spp. Starrenburg, M.J.C. and Hugenholtz, J. (1991). Appl. Environ. Microbiol., 57, 3535-3540

Citrate metabolism in lactic acid bacteria. Hugenholtz J., FEMS Microbiol. Rev. 12 (1993) 165–168.

The Citrate Metabolism in Homo- and Heterofermentative LAB: A Selective Means of Becoming Dominant over Other Microorganisms in Complex Ecosystems. Laëtitia, G. , Pascal, D. and Yann, D. (2014)  Food and Nutrition Sciences, 5, 953-969.

Citrate Metabolism by Enterococcus faecium and Enterococcus durans Isolated from Goat’s and Ewe’s Milk: Influence of Glucose and Lactose. Cabral, M.E., Mukdsi, M.C.A., Medina De Figueroa, R.B. and González, S.N. (2007) Canadian Journal of Microbiology, 53, 607-615