Procesy fermentacyjne w technologii żywności - podsumowanie i utrwalenie wiadomości.

Scenariusz lekcji z przedmiotu - technologia żywności w klasach Technikum Zawodowego - technik technologii żywności

Cele ogólne:
- utrwalenie wiadomości o poznanych procesach fermentacyjnych
- kształtowanie umiejętności współpracy w grupie oraz korzystania z informacji i ich właściwej interpretacji.

Cele operacyjne
Po zajęciach uczeń powinien:
- znać pojęcie poszczególnych procesów fermentacyjnych
- umieć zapisać równania reakcji różnych typów fermentacji
- wymieniać mikroorganizmy odpowiedzialne za procesy fermentacyjne
- wiedzieć, jakie jest zastosowanie fermentacji w technologii żywności.

Metody prowadzenia zajęć:
Praca w grupach, praca indywidualna uczniów

Środki dydaktyczne:
Duże arkusze papieru, flamastry, zdjęcia produktów spożywczych, podręcznik (Technologia żywności; M. Dłużewski, A. Dłużewska - cz. II)

Przebieg zajęć:

1. Znaczenie procesów fermentacyjnych
Nauczyciel nawiązując do omawianych procesów fermentacyjnych stwierdza, że w krajach rozwiniętych, w okresie poszukiwania tzw. żywności zdrowej, łagodnie utrwalonej, sposoby chemiczne i drastyczne parametry termicznego utrwalania żywności są coraz mniej akceptowane przez ludzi.

Odpowiedzią na zapotrzebowanie takich społeczeństw jest biologiczne utrwalanie żywności lub fermentacja. Fermentacja żywności stanowi ponadto sposób pozwalający na otrzymanie dużego asortymentu nowych, smacznych produktów o walorach dietetycznych, funkcjonalnych, czy wręcz probiotycznych.

Obecnie żywność fermentowana jest definiowana jako smaczny produkt, który jest otrzymywany z surowego lub poddanego obróbce termicznej surowca i który uzyskuje swoje specyficzne cechy organoleptyczne: smak, aromat, konsystencję, strukturę, wygląd, a także okres trwałości i bezpieczeństwo higieniczne dzięki procesom, za które odpowiedzialne są mikroorganizmy.

Dawniej żywność fermentowana była przygotowywana w gospodarstwach domowych, lub na małą skalę w małych przetwórniach, obecnie stała się bardzo ważnym działem przetwórstwa żywności, o pełnym świadomie opracowanym procesie technologicznym. W chwili obecnej ponad 25% diety Europejczyków i ok. 60% diety ludzi w krajach rozwijających stanowi żywność fermentowana.

2. Praca uczniów w grupach nad określonymi zagadnieniami.
Nauczyciel dzieli klasę na 5 grup i przydziela im określone zadania. Każda grupa otrzymuje karteczkę z treścią zadania do wykonania oraz duży arkusz papieru i flamastry.

Zadanie grupy I: Opracować schemat podziału fermentacji, przypomnieć pojęcie procesu fermentacji i celowość stosowania w technologii żywności.

Uczniowie rysują schemat podziału fermentacji na papierze. Podczas prezentacji przypominają również pojęcie i cel fermentacji.

Fermentacja, w znaczeniu mikrobiologicznym i biochemicznym, oznacza proces metaboliczny beztlenowego zdobywania energii, polegający na odwodorowaniu związków organicznych.

Fermentacje wykorzystuje się w technologii żywności w celu:
- przetwarzania surowców spożywczych
- modyfikowania i utrwalania żywności
- otrzymywania czystych składników, enzymów, alkoholi, kwasów.
Przy podziale procesów fermentacyjnych uczniowie powinni zwrócić uwagę na typy fermentacji, które mają znaczenie w przemyśle spożywczym:
1) fermentacje węglowodanów(zachodzące beztlenowo): alkoholowa, mlekowa, propionowa, masłowa
2) niecałkowite utlenianie węglowodanów (odbywające się z udziałem tlenu): octowa i cytrynianowa

Zadanie grupy II: Mikroorganizmy odpowiedzialne za proces fermentacji np. mlekowej, propionowej. Przedstawić charakterystykę bakterii mlekowych i propionowych w postaci schematu.

Uczniowie powinni uwzględnić następujące cechy:
Bakterie propionowe:
- w warunkach beztlenowych są to krótkie, drobne pałeczki
- w warunkach tlenowych przybierają postać bardziej wydłużoną, wykazują skłonność do przechodzenia w formy inwolucyjne
- są względnymi beztlenowcami
- są mezofilami o optymalnej temperaturze rozwoju 30 - 350C
- nie tworzą przetrwalników
- są nieruchliwe
- są Gram - dodatnie
- tworzą z mleczanów albo z cukrów prostych kwas propionowy, octowy, dwutlenek węgla oraz wodę.

Bakterie mlekowe:
- fermentują węglowodany,
homofermentatywne - Lactococcus, Lactobacillus - wytwarzając głównie
kwas mlekowy
heterofermentatywne - Leuconostoc i Betabacterium - wytwarzają oprócz kwasu mlekowego: etanol i dwutlenek węgla, albo kwas octowy
- morfologicznie należą do ziarniaków i pałeczek dzielących się w jednej płaszczyźnie
- nie tworzą przetrwalników
- nie mają zdolności ruchu
- są Gram - dodatnie
- są względnymi beztlenowcami
- są mezofilami lub termofilami
- mają wysokie wymagania odżywcze - potrzebują do rozwoju określonych aminokwasów i witamin.

Zadanie grupy III: Chemizm procesów fermentacji. Wypisać w tabeli równania reakcji chemicznych zachodzących podczas przebiegu fermentacji mlekowej, alkoholowej, propionowej, octowej, maslowej.

Uczniowie rysują na papierze tabelę podając nazwę fermentacji i odpowiednio równania chemiczne poszczególnych procesów fermentacji z uwzględnieniem nazw substratów i produktów.

Zadanie grupy IV : Zastosowanie procesów fermentacyjnych w technologii żywności. Z podanych zdjęć różnych produktów spożywczych wybrać te, w których produkcji występują procesy fermentacyjne, przykleić na karton i wypisać obok nazwy odpowiednich fermentacji. Uczniowie przyklejają zdjęcia różnych produktów spożywczych, pisząc obok

Nazwy fermentacji, np.




Zadanie grupy V: Zilustrować sposoby wprowadzania czystych kultur bakterii w produkcji żywności fermentowanej w zakładach przemysłu spożywczego.

Uczniowie powinni przedstawić dwie możliwości.
W przetwórstwie spożywczym, np. w przemyśle mleczarskim, czy w produkcji fermentowanych wędlin stosuje się specjalne, odpowiednio przygotowane startery, czyli szczepionki (zakwasy) - produkowane na skalę przemysłowa przez wyspecjalizowane firmy biotechnologiczne. Startery te z reguły zawierają zagęszczoną liczbę komórek (ok. 1010/g) i są utrwalone na drodze zamrożenia lub liofilizacji.
Produkcja fermentowanych wyrobów mleczarskich wymaga stosowania specjalnie przygotowanych szczepionek (starterów) złożonych z odpowiednio dobranych szczepów bakterii fermentacji mlekowej. W produkcji sera ementalskiego w składzie szczepionek znajdują się również bakterie propionowe.

Szczepionki są utrwalone w postaci liofilizowanych lub mrożonych preparatów i są wytwarzane w dwóch wariantach: przeznaczone do bezpośredniego zaszczepienia mleka w zbiornikach fermentacyjnych lub wannach serowarskich, bądź też jako kultury przeznaczone do zaszczepienia mleka w tzw. mateczniku, w którym odbywa się propagacja (namnożenie) bakterii, czyli produkcja zakwasu roboczego.

Mleko przerobowe przed wprowadzeniem szczepionek jest poddawane procesowi pasteryzacji w celu zabicia drobnoustrojów zanieczyszczających ten surowiec.

3. Prezentacja przygotowanych zadań przez liderów poszczególnych grup, ewentualne uzupęłnienia uczniów lub nauczyciela.

4. W części podsumowującej uczniowie uzupełniają następujące karty pracy, które wklejają do zeszytu.
 

Typ fermentacji	Produkty fermentacji	Mikroorganizmy odpowiedzialne za dany typ fermentacji	Zastosowanie lub znaczenie fermentacji
Mlekowa
Alkoholowa
Propionowa
Masłowa
Cytrynianowa

Literatura:
1) M. Dłużewski, A. Dłużewska: Technologia żywności cz.II - WSiP 2001
2) Z. Żakowska, H. Stobińska: Mikrobiologia i higiena w przemyśle spożywczym. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej - Łódź 2000
3) T. Drewniak: Mikrobiologia dla technikum przemysłu spożywczego - WSiP 1989

Opracowanie: mgr inż. Elżbieta Olejniczak

Wyświetleń: 6945