Fermentacja mlekowa - na czym polega, zastosowanie, kwas mlekowy, probiotyki

Fermentacja mlekowa to proces, który zachodzi z udziałem bakterii. Te, żywiąc się laktozą, przetwarzają ją na kwas mlekowy. Zastosowanie bakterii mlekowych ma miejsce głównie w przemyśle spożywczym. Efektem fermentacji mleka pod wpływem pożytecznych mikroorganizmów są na przykład sery, jogurty, maślanki. Inne produkty to kiszone ogórki, kiszona kapusta, salami i pieczywo żytnie. Pałeczki kwasu mlekowego są też używane do produkcji środków farmaceutycznych i globulek dopochwowych. Co warto wiedzieć o fermentacji kwasu mlekowego (fermentacji mleczanowej)?

1. Co to jest fermentacja mlekowa?

Fermentacja mlekowa to fermentacja węglowodanów do kwasu mlekowego, która zachodzi pod wpływem działania bakterii fermentacji mlekowej. Proces ten ma bardzo duże znaczenie zwłaszcza w produkcji przetworów mlecznych.

Na czym polega fermentacja mlekowa? Jest to proces beztlenowy polegający na enzymatycznym rozkładzie substancji organicznych do prostszych związków.

Zobacz film: "Choroby serca najczęstszą przyczyną zgonów Polaków"

Jak przebiega fermentacja? Odbywa się z udziałem bakterii, które metabolizują cukry proste do kwasu mlekowego oraz kwasu octowego. Wzór fermentacji mlekowej to C6H12O6 bakterie mlekowe͕ 2CH3CHOHCOOH + 22,5 kcal.

1.1. Fermentacja mlekowa a fermentacja masłowa

Fermentacja mlekowa i fermentacja masłowa to procesy przy udziale bakterii, pierwsza z nich podlega wpływowi bakterii fermentacji mlekowej, natomiast druga - bakteriom masłowym.

Bakterie masłowe w przeciwieństwie do fermentacji mlekowej mają negatywny wpływ na produkty spożywcze, doprowadzają do psucia się pasteryzowanego mleka i serów podpuszczkowych dojrzewających, a także konserw warzywnych i owocowych.

Fermentacja masłowa wykazuje natomiast pozytywne działanie w procesie produkcji lnu i konopi, ponieważ pozwala na łatwe oddzielenie włókien przędnych.

2. Typy fermentacji mlekowej

Bakterie fermentacji mlekowej (bakterie fermentacyjne) dzielą się na:

• bakterie homofermentatywne - gdy powstaje kwas mlekowy,
• bakterie heterofermentatywne - kiedy powstaje kwas mlekowy i produkty uboczne (np. kwas octowy, dwutlenek węgla, etanol),
• bakterie fakultatywnie heterofermentatywne - w zależności od warunków powstaje kwas mlekowy albo kwas mlekowy wraz z produktami ubocznymi.

Za fermentację mlekową odpowiadają bakterie należące do rodzajów:

• Lactococcus - paciorkowce homofermentatywne (Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris, paciorkowiec mlekowy),
• Leuconostoc - paciorkowce heterofermentatywne (Leuconostoc citrovorum),
• Lactobacillus - pałeczki homo– i heterofermentatywne (Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus viridescens).

Wymienione gatunki pojawiają się na przykład w czasie reakcji kwaśnienia mleka. Niektóre bakterie mają działanie pozytywne, inne zaś szkodliwe, a nawet chorobotwórcze. Szkodliwe bakterie mogą być przyczyną złego smaku czy zapachu produktów mleczarskich, śluzowacenia soków, a także kwaśnienia i mętnienia piwa.

Badania dowodzą, że produkty kwasu mlekowego są bogate w witaminy i niezbędne składniki odżywcze, są też bezpieczne dla zdrowia. Najczęściej fermentację mlekową prowadzą kultury bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus i Lactococcus.

Warto podkreślić, że bakterie kwasu mlekowego są składnikiem flory bakteryjnej układu pokarmowego. Wytwarzają kwasy, ograniczając aktywność bakterii gnilnych i chorobotwórczych.

Gdy flora bakteryjna jest zaburzona, na przykład po antybiotykoterapii, w celu odbudowania populacji pożytecznych dla zdrowia mikroorganizmów, przyjmuje się probiotyki. To preparaty, które zawierają żywe kultury bakterii, ale i różne produkty żywnościowe.

Lista korzyści płynących z jedzenia sfermentowanych produktów jest bardzo długa. Nie tylko wspierają organizm po leczeniu antybiotykami i chronią jelita podczas kuracji, ale również przyspieszają trawienie tłuszczów, przepływ krwi w jelicie, pobudzają apetyt, działają uspokajająco na układ nerwowy, a także obniżają poziom cholesterolu.

3. Bakterie fermentacji mlekowej a bakterie probiotyczne

Wiele osób niesłusznie sądzi, że bakteria mlekowa to jednocześnie bakteria probiotyczna. Okazuje się, że do tej pory wyróżniono kilkaset różnych bakterii kwasu mlekowego, natomiast probiotycznych zaledwie kilkadziesiąt.

Wśród tej klasyfikacji znajdują się również bakterie i grzyby niemlekowe. Bakterie probiotyczne fermentacji mlekowej to:

• gatunki Lactobacillus - L. gassei, L. johnsonii, L. paracasei, L. acidophilus, L. amylovorans, L. casei, L. crispatus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. gallinarum, L. plantarum1, L. reuteri, L. rhamnosus,
• gatunki Bifidobacterium - B. adolescentis, B. animalis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. lactis , B. longum
• inne bakterie mlekowe - Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Lactococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus acidilactici3 , Sporolactobacillus inulinus , Streptococcus thermophilus.

Bakterie probiotyczne wykazują szereg właściwości prozdrowotnych. Przede wszystkim odpowiadają za kolonizację układu pokarmowego (Lb. rhamnosus GG), chronią przed wystąpieniem biegunki na skutek infekcji lub zażywania antybiotyków (b. rhamnosus GG, Lb. casei Shirota).

Mają również wpływ na poziom odporności organizmu (Lb. casei Shirota, Lb. casei DN 114001, Lb. johnsonii) oraz wiązanie cholesterolu (Lb. acidophilus i B. bifidum). Probiotyki zmniejszają też aktywność enzymów, znajdujących się w kale (Lb. gasseri i Lb. acidophilus).

4. Fermentacja mlekowa - zastosowanie kwasu mlekowego

Zastosowanie fermentacji rozpoznaje się w wielu dziedzinach. Przede wszystkim wykorzystywana jest ona w przemyśle spożywczym w celu przedłużenia trwałości niektórych produktów, a także stworzenie nowych - kiszonek lub wyrobów na bazie zakwasu.

Dodatkowo fermentacja kwasu mlekowego jest stosowana do wyrobu protez, szwów chirurgicznych i środków farmaceutycznych do wzbogacenia flory bakteryjnej układu pokarmowego lub pochwy. Kwas mlekowy jest też powszechnym składnikiem kremów do twarzy, toników, serum czy peelingu. Jest też używany w salonach kosmetycznych.

Fermentacja mlekowa jest też stosowana w przemyśle chemicznym, do tworzenia rozpuszczalników, środków czyszczących i pochłaniaczy wilgoci.

Kwas mlekowy a weganizm - pałeczki kwasu mlekowego mogą być spożywane przez osoby na diecie wegetariańskiej i wegańskiej.

4.1. Fermentacja mlekowa w przemyśle spożywczym

Zastosowanie bakterii fermentacji mlekowej to:

• przemysł mleczarski (produkty fermentacji mlekowej to fermentowane produkty mleczne i ukwaszone mleko, wśród przykładów fermentacji mlekowej wymienia się również sery dojrzewające,
• przemysł mięsny (produkcja wędlin surowych),
• przemysł warzywny (produkty fermentacji to kiszone ogórki, kapusta i inne warzywa),
• przemysł piekarski (bakterie fermentacyjne wchodzą w skład zakwasów chlebowych, których używa się przy produkcji pieczywa żytniego).

Produkty otrzymywane w procesie mają cenne właściwości zdrowotne. Substancje powstające podczas fermentacji mlekowej nie tylko nadają im smak, ale i utrwalają produkty spożywcze, zapobiegając rozwojowi drobnoustrojów. Powstający w wyniku fermentacji kwas mlekowy powoduje obniżenie pH, co hamuje rozwój bakterii gnilnych.

Fermentacja kwasu mlekowego to doskonała metoda konserwowania produktów spożywczych. Proces zmierza do uzyskania kwasu mlekowego, który jest dobrym środkiem utrwalającym żywność. Kwaszenie owoców i warzyw z wykorzystaniem fermentacji mlekowej to jeden z najstarszych procesów biotechnologicznych.

4.2. Kwas mlekowy w kosmetykach

Kwas mlekowy jeden z kwasów AHA (alfahydrokwasów), które wykazują właściwości złuszczające. Kwas ten jest łagodny i bezpieczny dla skóry, nie przedostaje się do głębokich warstw skóry i nie grozi wystąpieniem podrażnień.

Jest wykorzystywany w kosmetyce ze względu na działanie nawilżające i przeciwstarzeniowe, a także zdolność złuszczania martwego naskórka, likwidowanie przebarwień, odblokowywanie porów, oczyszczanie skóry i usuwanie zaskórników.

Pałeczka kwasu mlekowego jest też używana do leczenia trądziku i wyprysków. Jest składnikiem kosmetyków drogeryjnych, aptecznych i preparatów stosowanych w gabinetach kosmetycznych.

Kwas mlekowy jest najczęściej spotykany w kremach nawilżających dla cery mieszanej, tonikach, peelingu czy serum. W salonach kosmetycznych oferowane są serie zabiegów z kwasem mlekowym, które cieszą się ogromną popularnością.

5. Fermentacja mlekowa a zakwasy po wysiłku fizycznym

Zakwasy to ból mięśni i zauważalne pogorszenie ich ruchomości na skutek intensywnego wysiłku fizycznego. Zwykle występują po 24-48 godzinach od treningu i trwają przez kilka godzin.

W trakcie ruchu z niewystarczającą podażą tlenu w mięśniach powstaje kwas mlekowy (fermentacja mleczanowa). Stan ten może spowodować nagły ból ciała w czasie treningu, który zmusza do odpoczynku.

Obecność kwasu mlekowego nie jest już rozpoznawana do dwóch godzin po wysiłku fizycznym, w związku z czym fermentacja mleczanowa nie odpowiada za zakwasy, które zwykle objawiają się dopiero po upływie doby lub dwóch.

Zakwasy to skutek zespołu opóźnionego bólu mięśniowego (DOMS), który jest efektem wystąpienia stanu zapalnego w mięśniach.

Nie czekaj na wizytę u lekarza. Skorzystaj z konsultacji u specjalistów z całej Polski już dziś na abcZdrowie Znajdź lekarza.