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¿Cuáles son los procesos bioquímicos que ocurren cuando los alimentos se estropean?

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Supongamos por un minuto que los propios microbios y sus directo Los productos tóxicos (es decir, las endotoxinas) no son tóxicos para los humanos. También descartemos cualquier respuesta inmune innata que el cuerpo desarrolle contra el microbio invasor (es decir, inflamación y producción de citocinas).

¿Qué les sucede a las moléculas de los alimentos (mecánicamente) cuando se echan a perder y qué efectos deletéreos tienen estos "productos de descomposición" en el cuerpo si se ingieren? Estoy buscando compuestos que puedan resultar de la descomposición espontánea de los alimentos o los subproductos del metabolismo microbiano (que NO es una toxina "directa") que sea dañino para el cuerpo.

Por ejemplo, ¿las proteínas de los alimentos se descomponen en alguna sustancia nitrogenada tóxica?


Durante la putrefacción del tejido animal, la lisina se descarboxila en cadaverina y la arginina se descarboxila en putrescina. Estos compuestos se consideran tóxicos.

Una ración de carne contiene 8 g de proteína, lo que corresponde a 640 mg de lisina y un poco menos de arginina. Vayamos directamente y digamos que una porción de carne en mal estado contiene 640 mg de cadaverina y un poco menos de putrescina.

En ratas, la toxicidad oral aguda para ambas poliaminas es de alrededor de 2000 mg / kg, supongamos que esto también es válido para humanos. Según estos cálculos aproximados, para tener un efecto tóxico agudo, un hombre de 70 kg que sea resistente a los efectos tóxicos directos de los microbios, debería ingerir 140 gramos de cadaverina, lo que corresponde a 218 raciones de carne podrida maloliente.

[datos de composición y toxicidad tomados de wikipedia]


Cómo se estropea la comida

El deterioro y deterioro de los alimentos no es accidental. Es un proceso que ocurre naturalmente. Para entender cómo mantener la calidad de los alimentos y prevenir su deterioro, necesitamos saber qué puede causarlos. Los factores que afectan el deterioro de los alimentos incluyen:

  • Microorganismos
  • Enzimas
  • Aire
  • Luz
  • Insectos, roedores, parásitos y otras criaturas
  • Daño físico
  • Temperatura
  • Tiempo

Microorganismos

Muchos tipos de microorganismos pueden causar problemas alimentarios. Los microorganismos que pueden causar enfermedades transmitidas por los alimentos se denominan microorganismos patógenos. Estos microorganismos crecen mejor a temperatura ambiente (60-90 ° F), pero la mayoría no crecen bien a temperaturas del refrigerador o del congelador. Los microorganismos patógenos pueden crecer en los alimentos sin ningún cambio perceptible en el olor, la apariencia o el sabor. Los microorganismos dañinos, incluidos algunos tipos de bacterias, levaduras y mohos, pueden crecer bien a temperaturas tan bajas como 40 ° F. Cuando hay presentes microorganismos de descomposición, la comida generalmente se ve y / o huele fatal. Lea más sobre los microorganismos patógenos en Intoxicación alimentaria / ¿Enfermedades transmitidas por alimentos?

Enzimas

Las enzimas, sustancias presentes de forma natural en los alimentos, son las responsables del proceso de maduración de frutas y verduras. Las enzimas son responsables de los cambios de textura, color y sabor. Por ejemplo, cuando un plátano pasa de verde a amarillo a marrón, no solo cambia el color, sino que también cambia la textura de la fruta. El maíz en la mazorca congelado y sin blanquear puede saber a mazorca con el tiempo. Este es el resultado de la acción de las enzimas.

La oxidación, un proceso químico que produce cambios indeseables en el color, el sabor y el contenido de nutrientes, se produce cuando el aire reacciona con los componentes de los alimentos. Cuando las grasas de los alimentos se vuelven rancias, la oxidación es responsable. La decoloración de frutas de color claro se puede reducir usando un antioxidante, como ácido ascórbico o ácido cítrico, antes de congelar. El empaque a prueba de vapor que evita la entrada de aire ayuda a reducir los problemas de oxidación.

Luz

La exposición a la luz puede resultar en pérdida de color y vitaminas. La luz también puede ser responsable de la oxidación de las grasas.


Proceso de glucogénesis

Para iniciar el proceso, la célula debe tener un exceso de glucosa. La glucosa es la molécula de partida y se modifica mediante el proceso de glucogénesis. A través de las modificaciones, adquiere la capacidad de almacenarse en largas cadenas. El proceso comienza cuando la célula recibe una señal del cuerpo para ingresar a la glucogénesis. Estas señales pueden provenir de varias rutas diferentes y se analizan en una sección posterior. Cuando la glucosa entra en el proceso de glucogénesis, debe actuar sobre ella una serie de enzimas, como se ve en la imagen de abajo.

Primero, la molécula de glucosa interactúa con la enzima. glucoquinasa, que agrega un grupo fosfato a la glucosa. En el siguiente paso de la glucogénesis, el grupo fosfato se transfiere al otro lado de la molécula, utilizando la enzima fosfoglucomutasa. Una tercera enzima, UDP-glucosa pirofosforilasa, toma esta molécula y crea glucosa de uracil-difosfato. Esta forma de glucosa tiene dos grupos fosfato, así como el ácido nucleico. uracilo. Estas adiciones ayudan en el siguiente paso, creando una cadena de moléculas.

Una enzima especial glucogenina, toma la delantera en esta parte de la glucogénesis. La glucosa UDP-difosfato puede formar cadenas cortas al unirse a esta molécula. Después de que alrededor de 8 de estas moléculas se encadenan, entran más enzimas para finalizar el proceso. Glucógeno sintasa se suma a la cadena, mientras enzima ramificadora de glucógeno ayuda a crear ramas en las cadenas. Esto conduce a una macromolécula más compacta y, por lo tanto, a un almacenamiento de energía más eficiente.


Tecnologías de procesamiento

Bioquímico

El proceso bioquímico se basa en la descomposición de la parte celulósica de la fracción orgánica de la corriente residual. Esto incluiría ciertos alimentos (por ejemplo, verduras, frutas), productos de papel y vegetación de jardín. Los biosólidos también se pueden agregar como material de desecho. Todos los demás materiales del flujo de desechos deben eliminarse antes del proceso.

En el proceso, después del secado y triturado de los desechos, la corriente de desechos preparada se mezcla con agua y ácido sulfúrico en una vasija de reactor cerrada. Esto provoca una reacción que, junto con las bacterias comunes que ya se encuentran en los desechos, descompone el material en compuestos de azúcar y un subproducto conocido como lignina. Hay algunas empresas que están probando enzimas naturales, en lugar del químico ácido fuerte, para iniciar esta reacción.

Los compuestos de azúcar y el agua resultantes se envían a una unidad de fermentación donde se agrega levadura. La levadura reacciona con los azúcares para convertirlos en alcohol. Luego, la mezcla de alcohol se calienta y se destila para eliminar los sólidos. El alcohol destilado resultante (alcohol de grano o etanol) se puede utilizar como combustible. El subproducto de la lignina se envía a un gasificador donde se utiliza para producir calor para el proceso de secado o, potencialmente, se puede procesar posteriormente para su uso como sustituto de combustible en centrales eléctricas [17]. En la Figura 4.39 se muestra un proceso bioquímico básico.

Figura 4.39. Proceso bioquímico básico.


30.3.2. Los trastornos metabólicos en la diabetes son el resultado de una insuficiencia relativa de insulina y un exceso de glucagón

Ahora consideramos diabetes mellitus, una enfermedad compleja caracterizada por un uso de combustible extremadamente anormal: La glucosa es sobreproducida por el hígado y subutilizada por otros órganos.. La incidencia de diabetes mellitus (generalmente denominada simplemente como diabetes) es aproximadamente el 5% de la población. De hecho, la diabetes es la enfermedad metabólica grave más común en el mundo y afecta a cientos de millones. Diabetes tipo I o diabetes mellitus insulinodependiente (IDDM), es causada por la destrucción autoinmune de las células secretoras de insulina en el páncreas y generalmente comienza antes de los 20 años. El término insulinodependiente significa que el individuo necesita insulina para vivir. La mayoría de los diabéticos, por el contrario, tienen un nivel normal o incluso más alto de insulina en la sangre, pero no responden en absoluto a la hormona. Esta forma de la enfermedad & # x02014conocida como diabetes mellitus tipo II o no insulinodependiente (NIDDM) & # x02014 típicamente surge más tarde en la vida que la forma insulinodependiente.

Diabetes-

Llamado así por la micción excesiva en la enfermedad. Areteo, un médico de Capadocia del siglo II d.C., escribió: & # x0201c El epíteto diabetes se ha asignado al trastorno, siendo algo así como el paso del agua por un sifón. ​​& # X0201d Perceptivamente caracterizó la diabetes como & # x0201c ser un derretimiento- de la carne y las extremidades en orina. & # x0201d

Del latín, que significa & # x0201cs endulzado con miel. & # X0201d Se refiere a la presencia de azúcar en la orina de pacientes que padecen la enfermedad.

Mellitus distingue esta enfermedad de la diabetes insípido que es causado por la reabsorción renal alterada de agua.

En la diabetes tipo I, la insulina está ausente y, en consecuencia, el glucagón está presente en niveles más altos de lo normal. En esencia, la persona diabética se encuentra en modo de inanición bioquímica a pesar de una alta concentración de glucosa en sangre. Debido a que la insulina es deficiente, la entrada de glucosa en las células se ve afectada. El hígado queda atascado en un estado gluconeogénico y cetogénico. El nivel excesivo de glucagón en relación con la insulina conduce a una disminución en la cantidad de F-2,6-BP en el hígado. Por tanto, se inhibe la glucólisis y se estimula la gluconeogénesis debido a los efectos opuestos del F-2,6-BP sobre la fosfofructoquinasa y la fructosa-1,6-bisfosfatasa (sección 16.4; véanse también las figuras 30.4 y 30.6). La alta proporción de glucagón / insulina en la diabetes también promueve la degradación del glucógeno. Por eso, una cantidad excesiva de glucosa es producida por el hígado y liberada a la sangre. La glucosa se excreta en la orina (de ahí el nombre mellitus) cuando su concentración en sangre excede la capacidad reabsorbente de los túbulos renales. El agua acompaña a la glucosa excretada, por lo que un diabético no tratado en la fase aguda de la enfermedad tiene hambre y sed.

Debido a que la utilización de carbohidratos se ve afectada, la falta de insulina conduce a la descomposición incontrolada de lípidos y proteínas. A continuación, se producen grandes cantidades de acetil CoA mediante oxidación & # x003b2. Sin embargo, gran parte del acetil CoA no puede entrar en el ciclo del ácido cítrico porque no hay suficiente oxaloacetato para la etapa de condensación. Recuerde que los mamíferos pueden sintetizar oxalacetato a partir del piruvato, un producto de la glucólisis, pero no a partir de acetil CoA, sino que generan cuerpos cetónicos. Una característica sorprendente de la diabetes es el cambio en el uso de combustible de carbohidratos a grasas, se rechaza la glucosa, más abundante que nunca.. En altas concentraciones, los cuerpos cetónicos sobrepasan la capacidad del riñón para mantener el equilibrio ácido-base. El diabético no tratado puede entrar en coma debido a un nivel de pH sanguíneo reducido y deshidratación.

La diabetes tipo II, o no insulinodependiente, representa más del 90% de los casos y generalmente se desarrolla en personas obesas de mediana edad. La causa exacta de la diabetes tipo II aún no se ha esclarecido, aunque parece probable que exista una base genética.


Métodos para investigar el metabolismo cardíaco

Moritz Osterholt,. Torsten Doenst, en The Scientist & # x27s Guide to Cardiac Metabolism, 2016

Introducción

El metabolismo cardíaco abarca todos los procesos bioquímicos que dan como resultado la conversión de sustratos o intermedios de vías y ciclos metabólicos con el propósito de la función, el crecimiento y la contracción celular. Por lo tanto, los métodos que investigan el metabolismo deben abordar las partes de las rutas y ciclos metabólicos, el flujo a través de ellos y la actividad y regulación de sus enzimas. Tales investigaciones se pueden realizar en vivo, in vitro, o ex vivo en humanos, animales o en cultivo celular. En este capítulo, describiremos los principios de los principales métodos utilizados para examinar el metabolismo cardíaco en la salud y la enfermedad. A medida que las mitocondrias se han convertido en el foco de atención en los últimos años, nos centraremos en la evaluación de la función mitocondrial. Comenzaremos con los métodos de evaluación de mitades de vías y ciclos, es decir, las cantidades de ARN, proteínas y metabolitos, luego continuaremos con la descripción de métodos para evaluar las actividades enzimáticas. in vitro, y pasar a métodos para abordar los flujos y obtener imágenes de la actividad metabólica en órganos intactos o en vivo. Este capítulo no pretende describir técnicas individuales en detalle y no pretende ser completo, sino proporcionar una descripción general e ilustrar los principios de la metodología actualmente disponible.


Envase

Puede conservar los alimentos con alto contenido de ácido mediante un proceso tradicional llamado enlatado. Manzanas, bayas, duraznos y tomates son solo algunos alimentos que pueden enlatarse de forma segura. El agua hirviendo mata las bacterias dañinas y crea un sello de vacío alrededor de la tapa del frasco. Los alimentos enlatados deben cocinarse durante un período mínimo de tiempo para garantizar que se eliminen todas las bacterias. El botulismo, una toxina bacteriana mortal, crece rápidamente en los productos enlatados que se han procesado incorrectamente. La Oficina de Extensión Cooperativa de Virginia recomienda hervir en una olla cerrada con frascos y tapas templados al calor.


El ciclo del fósforo

El fósforo es un nutriente esencial para los procesos vivos. Es un componente principal de los ácidos nucleicos y fosfolípidos y, como fosfato de calcio, constituye los componentes de soporte de nuestros huesos. El fósforo es a menudo el nutriente limitante (necesario para el crecimiento) en los ecosistemas acuáticos, particularmente de agua dulce.

El fósforo se encuentra en la naturaleza como ión fosfato (PO4 3-). Además de la escorrentía de fosfato como resultado de la actividad humana, la escorrentía natural de la superficie ocurre cuando se lixivia de la roca que contiene fosfato por la intemperie, enviando fosfatos a los ríos, lagos y el océano. Esta roca tiene su origen en el océano. Los sedimentos oceánicos que contienen fosfato se forman principalmente a partir de los cuerpos de los organismos oceánicos y de sus excreciones. Sin embargo, las cenizas volcánicas, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes importantes de fosfato. Este sedimento luego se mueve a la tierra durante el tiempo geológico por la elevación de la superficie de la Tierra. (La siguiente figura)

El fósforo también se intercambia recíprocamente entre el fosfato disuelto en el océano y los organismos marinos. El movimiento del fosfato del océano a la tierra y a través del suelo es extremadamente lento, y el ión fosfato promedio tiene un tiempo de residencia oceánica entre 20.000 y 100.000 años.

El exceso de fósforo y nitrógeno que ingresa a estos ecosistemas a partir de la escorrentía de fertilizantes y de las aguas residuales provoca un crecimiento excesivo de algas. La posterior muerte y descomposición de estos organismos agota el oxígeno disuelto, lo que conduce a la muerte de organismos acuáticos como mariscos y peces. Este proceso es responsable de las zonas muertas en los lagos y en las desembocaduras de muchos ríos importantes y de la muerte masiva de peces, que a menudo ocurren durante los meses de verano (ver Figura 6 a continuación).

Figura 6. Las zonas muertas ocurren cuando el fósforo y el nitrógeno de los fertilizantes provocan un crecimiento excesivo de microorganismos, lo que agota el oxígeno y mata la fauna. En todo el mundo, se encuentran grandes zonas muertas en áreas costeras de alta densidad de población. (crédito: Observatorio de la Tierra de la NASA)

A zona muerta es un área en lagos y océanos cerca de las desembocaduras de los ríos donde grandes áreas se agotan periódicamente de su flora y fauna normales. Estas zonas son causadas por la eutrofización junto con otros factores, incluidos los derrames de petróleo, el vertido de productos químicos tóxicos y otras actividades humanas. El número de zonas muertas ha aumentado durante varios años, y más de 400 de estas zonas estaban presentes en 2008. Una de las peores zonas muertas se encuentra frente a la costa de los Estados Unidos en el Golfo de México: la escorrentía de fertilizantes del río Mississippi Cuenca creó una zona muerta de más de 8,463 millas cuadradas. La escorrentía de fosfatos y nitratos de los fertilizantes también afecta negativamente a varios ecosistemas de lagos y bahías, incluida la Bahía de Chesapeake en el este de los Estados Unidos.


Digestión

Digestión de los alimentos es una forma de catabolismo, en el que los alimentos se descomponen en pequeñas moléculas que el cuerpo puede absorber y utilizar para obtener energía, crecimiento y reparación. La digestión ocurre cuando los alimentos se mueven a través del sistema digestivo. Comienza en la boca y termina en el intestino delgado. Los productos finales de la digestión se absorben en el tracto digestivo, principalmente en el intestino delgado. Hay dos tipos diferentes de digestión que ocurren en el sistema digestivo: digestión mecánica y digestión química. La figura ( PageIndex <2> ) resume las funciones que desempeñan los diferentes órganos digestivos en la digestión mecánica y química, las cuales se describen en detalle en el texto.

Figura ( PageIndex <2> ): Tanto la digestión mecánica como la química tienen lugar en todo el tracto gastrointestinal como se indica en este diagrama, pero la absorción tiene lugar solo en el estómago y los intestinos delgado y grueso.

Digestión mecánica

Digestión mecánica es un proceso físico en el que los alimentos se rompen en trozos más pequeños sin que se modifiquen químicamente. Comienza con el primer bocado de comida y continúa mientras mastica la comida con los dientes en trozos más pequeños. El proceso de digestión mecánica continúa en el estómago. Este órgano muscular bate y mezcla los alimentos que contiene, acción que rompe cualquier alimento sólido en trozos aún más pequeños.

Aunque también se produce algo de digestión mecánica en los intestinos, en su mayoría se completa cuando los alimentos salen del estómago. En esa etapa, la comida en el tracto gastrointestinal se ha cambiado a un semifluido espeso llamado quimo. La digestión mecánica es necesaria para que la digestión química sea eficaz. La digestión mecánica aumenta enormemente la superficie de las partículas de alimentos para que las enzimas digestivas puedan actuar sobre ellas de manera más eficaz.

Digestión química

Digestión química es el proceso bioquímico en el que las macromoléculas de los alimentos se transforman en moléculas más pequeñas que pueden absorberse en los fluidos corporales y transportarse a las células de todo el cuerpo. Las sustancias en los alimentos que deben digerirse químicamente incluyen carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Los carbohidratos deben descomponerse en azúcares simples, las proteínas en aminoácidos, los lípidos en ácidos grasos y glicerol, y los ácidos nucleicos en bases nitrogenadas y azúcares. Cierta digestión química tiene lugar en la boca y el estómago, pero la mayor parte ocurre en la primera parte del intestino delgado (duodeno).

Enzimas digestivas

La digestión química no podría ocurrir sin la ayuda de muchas enzimas digestivas diferentes. Las enzimas son proteínas que catalizan o aceleran reacciones bioquímicas. Las enzimas digestivas son secretadas por las glándulas exocrinas o por la capa mucosa del epitelio que recubre el tracto gastrointestinal. En la boca, las enzimas digestivas son secretadas por las glándulas salivales. El revestimiento del estómago secreta enzimas, al igual que el revestimiento del intestino delgado. Muchas más enzimas digestivas son secretadas por células exocrinas en el páncreas y transportadas por conductos al intestino delgado. La tabla ( PageIndex <1> ) enumera varias enzimas digestivas importantes, los órganos y / o glándulas que las secretan y los compuestos que digieren. Puedes leer más sobre ellos en el texto.

Enzima digestiva

Órgano, glándulas que lo segrega

Compuesto que digiere

Digestión química de carbohidratos

Aproximadamente el 80 por ciento de los carbohidratos digeribles en una dieta occidental típica se encuentran en forma de amilosa, el polisacárido vegetal, que consiste principalmente en largas cadenas de glucosa y es uno de los dos componentes principales del almidón. Los carbohidratos dietéticos adicionales incluyen el glucógeno polisacárido animal, junto con algunos azúcares, que son principalmente disacáridos.

Para digerir químicamente la amilosa y el glucógeno, se requiere la enzima amilasa. La digestión química de estos polisacáridos comienza en la boca, con la ayuda de la amilasa en la saliva. La saliva también contiene moco, que lubrica los alimentos, e hidrogenocarbonato, que proporciona las condiciones alcalinas ideales para que actúe la amilasa. La digestión de los carbohidratos se completa en el intestino delgado, con la ayuda de la amilasa secretada por el páncreas. En el proceso digestivo, los polisacáridos se reducen en longitud al romper los enlaces entre los monómeros de glucosa. Las macromoléculas se descomponen en polisacáridos y disacáridos más cortos, lo que da como resultado cadenas de glucosa cada vez más cortas. El resultado final son moléculas de los azúcares simples glucosa y maltosa (que consta de dos moléculas de glucosa), las cuales pueden ser absorbidas por el intestino delgado.

Otros azúcares se digieren con la ayuda de diferentes enzimas producidas por el intestino delgado. Por ejemplo, la sacarosa, o azúcar de mesa, es un disacárido que es degradado por la enzima sacarasa para formar glucosa y fructosa, que son fácilmente absorbidas por el intestino delgado. La digestión del azúcar lactosa, que se encuentra en la leche, requiere la enzima lactasa, que descompone la lactosa en glucosa y galactosa, que luego son absorbidas por el intestino delgado. Menos de la mitad de todos los adultos producen suficiente lactasa para poder digerir la lactosa. Aquellos que no pueden se dice que son intolerantes a la lactosa.

Digestión química de proteínas

Las proteínas constan de polipéptidos, que deben descomponerse en los aminoácidos que las constituyen antes de que puedan absorberse. La digestión de proteínas se produce en el estómago y el intestino delgado a través de la acción de tres enzimas principales: pepsina, secretada por el estómago y tripsina y quimotripsina secretadas por el páncreas. El estómago también secreta ácido clorhídrico, lo que hace que el contenido sea muy ácido, que es necesario para que la pepsina funcione. La tripsina y la quimotripsina en el intestino delgado requieren un ambiente alcalino para funcionar. La bilis del hígado y el bicarbonato del páncreas neutralizan el quimo ácido a medida que se vacía en el intestino delgado. Después de que la pepsina, la tripsina y la quimotripsina descomponen las proteínas en péptidos, estas son luego descompuestas en aminoácidos por otras enzimas llamadas peptidasas, también secretadas por el páncreas.

Digestión química de lípidos

La digestión química de los lípidos comienza en la boca. Las glándulas salivales secretan la enzima digestiva lipasa, que descompone los lípidos de cadena corta en moléculas que constan de dos ácidos grasos. Una pequeña cantidad de digestión de lípidos puede tener lugar en el estómago, pero la mayor parte de la digestión de lípidos ocurre en el intestino delgado.

La digestión de los lípidos en el intestino delgado se produce con la ayuda de otra enzima lipasa del páncreas, así como con la bilis secretada por el hígado. La bilis es necesaria para la digestión de los lípidos porque los lípidos son aceitosos y no se disuelven en el quimo acuoso. La bilis emulsiona o descompone los glóbulos grandes de lípidos alimentarios en otros mucho más pequeños, llamados micelas, de la misma manera que el detergente para platos rompe la grasa. Las micelas proporcionan mucha más superficie sobre la que actuar la lipasa y también apuntan las cabezas hidrófilas (y amantes del agua) de los ácidos grasos hacia el exterior del quimo acuoso. La lipasa puede acceder y descomponer las micelas en moléculas de ácidos grasos individuales.

Digestión química de ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) de los alimentos se digieren en el intestino delgado con la ayuda de enzimas pancreáticas y enzimas producidas por el propio intestino delgado. Las enzimas pancreáticas llamadas ribonucleasa y desoxirribonucleasa descomponen el ARN y el ADN, respectivamente, en ácidos nucleicos más pequeños. Estos, a su vez, se descomponen en bases nitrogenadas y azúcares mediante enzimas del intestino delgado llamadas nucleasas.

Digestión química por la flora intestinal

El tracto gastrointestinal humano normalmente está habitado por billones de bacterias, algunas de las cuales contribuyen a la digestión. Aquí hay solo dos de docenas de ejemplos:

  1. El carbohidrato más común en las plantas, que es la celulosa, no puede ser digerido por el sistema digestivo humano. Sin embargo, las bacterias del intestino grueso digieren pequeñas cantidades de celulosa.
  2. Ciertas bacterias en el intestino delgado ayudan a digerir la lactosa, que muchos adultos no pueden digerir de otra manera. Como subproducto de este proceso, las bacterias producen ácido láctico, que aumenta la liberación de enzimas digestivas y la absorción de minerales como el calcio y el hierro.

MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS: FUNDAMENTOS Y DETALLES DE LA PRODUCCIÓN DEL QUESO

El deterioro de los alimentos ha sido un problema importante a lo largo de la historia de la humanidad. Encontrar formas de superar este problema fue crucial a medida que las comunidades se hicieron más grandes y los individuos dejaron de cultivar sus propios alimentos. Se necesitaba algún tipo de sistema para mantener el contenido de nutrientes de varios alimentos durante largos períodos de tiempo y evitar que se pudrieran y se volvieran incomibles.

Soluciones tempranas al deterioro de los alimentos

El deterioro de los alimentos es causado por el crecimiento de microorganismos, principalmente bacterias y hongos, que convierten los nutrientes en energía que utilizan para su propio crecimiento. El agotamiento del contenido de nutrientes de los alimentos, así como la secreción de subproductos de este proceso bioquímico, son dos cosas que contribuyen al deterioro de los alimentos haciéndolos incomibles. Desde la antigüedad, los seres humanos han utilizado muchos métodos para extender la vida útil de los alimentos, aunque no siempre comprenden cómo funcionaban estos procesos. La salazón y el secado son dos técnicas muy sencillas que evitan la pudrición y ambas hacen de la comida un ambiente inhóspito para los microorganismos. El enlatado es otra técnica desarrollada por primera vez a fines del siglo XVIII por Nicholas Appert, un pastelero francés, quien, después de 15 años de investigación, se dio cuenta de que si los alimentos se calientan lo suficiente y luego se sellan en un recipiente hermético, no se estropearán. Aquí el calentamiento de los alimentos mata todos los microorganismos residuales presentes en los alimentos y el sellado inmediato evita la reentrada de otros organismos contaminantes. Napoleón puso inmediatamente en práctica este descubrimiento en sus fuerzas armadas y le otorgó a Appert un premio de 12.000 francos por su descubrimiento. Más tarde, un inglés, Peter Durand, llevó el proceso un paso más allá y desarrolló un método para sellar alimentos en recipientes de hojalata irrompibles. Esto fue perfeccionado por Bryan Dorkin y John Hall, quienes establecieron la primera fábrica de conservas comerciales en Inglaterra en 1813. En 1859, Louis Pasteur demostró definitivamente que los microorganismos eran responsables del deterioro de los alimentos por primera vez. Este descubrimiento llevó a la acuñación del término & # 8220 pasteurización & # 8221 para describir el proceso en el que los líquidos con el potencial de echarse a perder (la leche en particular) se calientan para su conservación.

En algunos casos, el crecimiento de microorganismos en los alimentos puede aprovecharse para la producción y conservación de varios tipos de alimentos. La fermentación es posiblemente el primer ejemplo de biotecnología y se refiere al proceso metabólico mediante el cual los microbios producen energía en ausencia de oxígeno y otros aceptores terminales de electrones en la cadena de transporte de electrones, como el fumarato o el nitrato. En la antigüedad, se consideraba una forma tanto de conservar los alimentos como de retener el valor nutricional. Probablemente se descubrió accidentalmente en el antiguo Egipto cuando la masa, hecha de trigo y centeno molidos, se dejaba durante un tiempo antes de cocinarla. A diferencia de la masa que se cocinaba inmediatamente, se observó que la masa envejecida se expandía en tamaño y cuando se cocinaba producía un pan más sabroso y ligero. El proceso no era completamente reproducible: a veces la masa cruda daba un buen pan y otras no. Sin embargo, si se añadían pequeñas cantidades de buena masa al siguiente lote, el pan volvía a estar sabroso. Los romanos mejoraron y perfeccionaron este proceso y popularizaron este tipo de pan en todo el continente europeo. El descubrimiento de la fermentación en Egipto también condujo a la primera producción de vino y alcohol. Todos estos descubrimientos fueron en gran parte fenomenológicos y pasarían otros 3000 años antes de que se descubriera la causa exacta de la fermentación. Fue Louis Pasteur, nuevamente, en 1857 quien pudo demostrar que la levadura puede producir alcohol cuando se cultiva en condiciones particulares. Este descubrimiento revolucionó la industria alimentaria moderna: por primera vez se identificó el agente de fermentación y se pudo utilizar comercialmente.

Procesos industriales que utilizan fermentación

La fermentación por bacterias, levaduras y mohos es clave para la producción de alimentos fermentados. La fermentación de la levadura produce el alcohol en la cerveza y el vino. De hecho, el olor a pan recién horneado y masa que se eleva se puede atribuir al alcohol producido a partir de la levadura. La fermentación se usa para hacer muchos alimentos étnicos como el chucrut y el miso. La salsa de soja se produce fermentando Aspergillus ortzae, un hongo que crece en las semillas de soja. Erwinia se disuelve, otro tipo de bacteria, es esencial para la producción de granos de café y se utiliza para ablandar y quitar la cáscara exterior de los granos. Finalmente, la fermentación de la leche produce la mayoría de los productos lácteos. Sin los microbios, no podríamos comer muchos tipos de alimentos diferentes de los que disfrutamos hoy. La Tabla 1 muestra un ejemplo de varios alimentos que se producen mediante fermentación con organismos específicos.


Tabla 1. Algunos ejemplos de alimentos que utilizan fermentación en su producción. Los productos lácteos se describen con más detalle a continuación.

El proceso bioquímico

Todos los organismos necesitan energía para crecer. Esta energía proviene de la reducción del trifosfato de adenosina (ATP) en difosfato de adenosina (ADP) y da como resultado la liberación de energía y un grupo fosfato. De esta manera, el ATP sirve como una molécula de almacenamiento de energía que puede ser utilizada por la célula. Pero, ¿de dónde viene el ATP? Las células obtienen su ATP de la descomposición química controlada de la glucosa para formar dos moléculas de piruvato. Este proceso requiere dos moléculas de ATP pero da como resultado la liberación de cuatro moléculas o una ganancia neta de dos moléculas de ATP. Este proceso se conoce como glucólisis y se ilustra en la Figura 1. Una vez que se forma el piruvato, se puede procesar de varias formas diferentes. Las células de mamíferos generalmente procesan el piruvato colocándolo en el ciclo tricarboxílico o Kreb & # 8217s. En presencia de oxígeno, la fosforilación oxidativa produce más ATP a partir de los subproductos de las reacciones del ciclo de Kreb & # 8217. Esto se conoce como respiración aeróbica. Sin embargo, cuando el oxígeno es limitante, se deben utilizar otros procesos para hacer frente al piruvato. Esto se realiza mediante respiración anaeróbica o fermentación e implica la descomposición del piruvato en compuestos más simples. Dos de los procesos de fermentación más importantes que se utilizan a escala industrial son la fermentación con etanol o ácido láctico. Esto se ilustra en la Figura 1.


Figura 1. Glucólisis y fermentación.

La leche es una excelente fuente de alimento tanto para humanos como para bacterias. Está lleno de vitaminas, grasas, minerales, nutrientes y carbohidratos. Es rico en la proteína caseína que le da a la leche su característico color blanco. El carbohidrato más abundante es el disacárido lactosa, & # 8220 azúcar de la leche & # 8221. A temperatura ambiente, la leche sufre un amargor natural causado por el ácido láctico producido por la fermentación de la lactosa por las bacterias fermentativas del ácido láctico. Esta acumulación de ácido (iones H +) disminuye el pH de la leche y hace que la caseína se coagule y cuaje en cuajada y suero. La cuajada son grupos grandes y blancos de caseína y otras proteínas. El suero es el líquido amarillo que queda después de que la caseína ha formado cuajada. Por lo tanto, las bacterias obtienen nutrientes de la leche, la cuajan inadvertidamente y los humanos la utilizan como primer paso en la elaboración de muchos productos lácteos.

Los microbios importantes para la fabricación de productos lácteos se pueden dividir en dos grupos, microflora primaria y secundaria. Los productos que se someten a fermentación solo por la microflora primaria se denominan sin madurar y los procesados ​​por la microflora primaria y secundaria se denominan maduros. La microflora primaria son bacterias fermentativas del ácido láctico que hacen que la leche se cuaje. Durante la producción de productos lácteos, la leche se pasteuriza primero para matar las bacterias que causan el deterioro no deseado de la leche y de los productos lácteos posteriores. La microflora primaria consta de ciertos tipos de Lactococcus, Lactobacillus y Estreptococo que se agregan intencionalmente a la leche pasteurizada y se cultivan a 30 ° C o 37 ° C (la temperatura depende de las bacterias agregadas). La microflora secundaria incluye varios tipos diferentes de bacterias (Leuconstoc, Lactobacillus, y Propionibacterium), levaduras y mohos, solo se utilizan para algunos tipos de quesos maduros en superficie y maduros en moho. Las diversas combinaciones de microflora determinan qué producto lácteo obtendrá.

Se crean diferentes productos lácteos sin madurar utilizando diversos productos de partida y bacterias. Para la producción de suero de leche, Lactobacillus bulgaris (llamado así por su país de descubrimiento, Bulgaria) se agrega a la leche desnatada para cuajarla. Luego se agrega Leuconostoc para espesarlo. La crema agria se prepara de la misma manera, excepto que se usa crema en lugar de leche descremada. Durante la producción de yogur, la proteína de leche en polvo se agrega a la leche para concentrar la leche antes de agregar el crecimiento activo. Estreptococos y Lactobacilos. La mantequilla se obtiene cuajando y agriando ligeramente a partir de Estreptococos creciendo en crema dulce. Luego se agrega leuconostoc para que pueda sintetizar diacetilo, un compuesto que le da a la mantequilla su aroma y sabor característicos. Luego, la leche se bate para agregar los glóbulos de grasa en mantequilla sólida.
Por lo tanto, el tipo de leche y las bacterias determinarán el producto lácteo producido.

El queso es un producto importante de las bacterias fermentativas del ácido láctico. Particularmente en el pasado, el queso se valoraba por su larga vida útil. Debido a su contenido reducido de agua y pH ácido, el crecimiento bacteriano se inhibe severamente. Esto hace que el queso se eche a perder mucho más lentamente que otros productos lácteos. En consecuencia, el arte de la producción de queso se ha extendido por toda Europa, y cada país fabrica muchos tipos diferentes de quesos. La producción de queso tiene tres pasos: formación de la cuajada, tratamiento de la cuajada y maduración de la cuajada.

1. La formación de cuajada puede utilizar leche de yegua, oveja, vaca o cabra para producir cuajada & # 8220sour & # 8221 o & # 8220sweet & # 8221. La cuajada agria es producida por bacterias fermentativas del ácido láctico como se mencionó anteriormente. Sweet curd is produced by adding an enzyme called renin instead of bacteria to curdle the milk. The curd is separated from the whey by draining. The curd can be used directly to make unripened cheeses such as ricotta or cottage cheese or can undergo further processing to make a ripened cheese.

2. Curd treatment consists of condensing and squeezing to form dense, hard curd. It is then molded into the desired shape, salted and mixed with different types of secondary microflora.

3. Secondary microflora ripen the cheese and will determine the final texture and aroma of each type of cheese. For hard ripened cheeses such as Cheddar, curds are further compressed and the bacteria particular for the cheese is added. The Cheddar is wrapped in wax or plastic to prevent contamination and then incubated to allow the bacteria to do its work. For soft ripened cheeses such as Camembert and Limburger, a microbe, usually mold, is added to the surface of the cheese that produces a protein-digesting enzyme. This enzyme breaks apart the curds and causes the cheese to become creamy and spreadable.

Many cities have long held traditions and nuances for producing a particular cheese i.e. the limestone caves in Roquefort, France which have constant heat and humidity that create unique and delightful cheeses. Figure 2 shows a schematic diagram of the cheese manufacturing process.


Figure 2. The cheese manufacturing process.

Thus, microbes can not only be harmful to society but also can be manipulated in a variety of ways for the benefit of society. Particularly in the preservation and production of food, microbes have proven to be useful and essential.

1. Alcamo, I. (2003). Microbes and Society. Missassauga, Ontario, Jones and Bartlett.

2. Doyle, M., L. Beuchat, et al., Eds. (1997). Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers. Washington, DC, ASM Press.

3. Foster, E., F. Nelson, et al. (1957). Dairy Microbiology. Englewood Cliffs, Prentice Hall.


Sauerkraut Fermentation: Process, Microbiology, Defects and Spoilage | Microbiología industrial

In this article we will discuss about the sauerkraut fermentation:- 1. Introduction to Sauerkraut 2. Process for Sauerkraut Fermentation 3. Microbiology of the Sauerkraut Fermentation 4. Defects and Spoilage of Sauerkraut.

Introduction to Sauerkraut:

The use of cabbage (Brassica oleracea) as a food antedates known re­corded history. Sauerkraut, a product resulting from the lactic acid fermen­tation of shredded cabbage, is literally acid (sour) cabbage. The antecedents of sauerkraut differed considerably from that prepared at present. At first the cabbage leaves were dressed with sour wine or vinegar.

Later the cabbage was broken or cut into pieces, packed into containers, and covered with verjuice (the juice expressed from immature apples or grapes), sour wine, or vinegar. Gradually the acid liquids were replaced by salt and a spontaneous fermentation resulted.

One may speculate that sauerkraut manufacture comparable to the method used today developed during the period of 1550 to 1750 A.D. although cabbage has been known and used commonly for about 4000 years. Those readers particularly interested in the historical evolution of the sauerkraut fermentation should consult Pederson (1960, 1979) and Pederson and Albury (1969).

Originally sauerkraut was made only in the home because it provided a means for utilizing fresh cabbage which otherwise would spoil before it could be used Now the commercial production of sauerkraut has become an important food industry. Even so, a significant quantity is still produced in the home, particularly in rural and suburban areas where home vegetable gardens still exist.

Cabbage varieties best suited for growth in the major production areas are used early, midseason, and late types are grown. Varieties formerly used such as Early Flat Dutch, Late Flat Dutch, Early Jersey Wakefield, and others have been replaced in part by new cultivars which have been bred to be well-adapted to mechanical harvesting and at the same time inherently contain less water, thus reducing the generation of in-plant liquid wastes. Mild-flavored, sweet, solid, white-headed cabbage is the choice as it makes a superior kraut.

Process for Sauerkraut Fermentation :

Properly matured sound heads of cabbage are first trimmed to remove the outer green broken or dirty leaves. The cores are cut mechanically by a reversing corer that leaves the core in the head. Then the cabbage is sliced by power-driven, rotary, adjustable knives into long shreds as fine as 0.16 to 0.08 cm (1/16 to 1/32 inches) in thickness.

In general, long, finely cut shreds are preferred, but the thickness is determined by the judgment of the manufacturer. The shredded cabbage (known also as slaw) is then conveyed by belts or by carts to the vats or tanks for salting and fermentation.

Salt plays a primary role in the making of sauerkraut and the concen­trations used are carefully controlled. According to the legal standard of identity the concentration of salt must not be less than 2%, nor more than 3%. As a result most producers use a concentration in the range of 2.25 to 2.5% of salt. Salt is required for several reasons.

It extracts water from the shredded cabbage by osmosis, thus forming the fermentation brine It suppresses the growth of some undesirable bacteria which might cause deterioration of the product and, at the same time, makes conditions favorable for the desirable lactic acid bacteria. Salt also contributes to the flavor of the finished sauerkraut by yielding a proper salt-acid ratio (bal­ance) if the cabbage is properly salted.

The use of too little salt causes softening of the tissue and produces a product lacking m flavor. Too much salt interferes with the natural sequence of lactic acid bacteria, delays fermentation and, depending on the amount of over-salting, may produce a product with a sharp, bitter taste, cause darkening of color, or favor growth of pink yeasts.

Uniform distribution of salt throughout the mass of shredded cabbage cannot be overemphasized. In some factories the slaw is weighed on con­veyor belt lines and the desired amount of salt is sprinkled on the shreds by means of a suitable proportioner as it moves along the conveyor to the vat.

In other plants hand-carts are used to carry the shredded cabbage to the vat. Some prefer to salt the weighed cabbage in each cart. Others transport the slaw in carts which are weighed occasionally to check the capacity. The shreds are then dumped into the vat, distributed by forks, and then salted with a specific weight of salt.

The variations of salt concentrations in the brines covering kraut have been thoroughly investigated by Pederson and Albury (1969) and discussed by Pederson (1975, 1979). No mention of recirculation of the brines to gain uniformity in concentration of salt was noted.

It would seem that this method of ensuring uniform salt distribution in sauerkraut brines would be as effective as it is in the olive industry. Only small alterations in tank or vat design would be required to make it possible to completely recirculate the brine, pumping from the bottom and discharging at the surface.

Brine begins to form once the shreds are salted, and the tank is closed once it has been filled to the proper level. Formerly, the slaw was covered with a thick layer of outer leaves and then fitted with a wood cover (head) which was heavily weighted. Within a few hours the brine had formed and the fermentation had started. The head then was fixed in position in much the same manner as with pickle or olive tanks.

Now, however, a sheet plastic cover is used. This cover is much larger in area than the top of the vat or tank itself. The plastic sheeting is placed firmly against the top of the shredded cabbage with the edges draped over the sides of the container to form an open bag. Then enough water or preferably salt brine is placed in this bag so that the weight of the liquid added forces the cabbage shreds down into the brine until the brine covers the surface of the uppermost shreds. Unless the shreds are completely covered with brine, undesirable discoloration together with undesirable flavor changes will occur. This newer method of covering and weighting provides nearly anaerobic condi­tions, particularly after fermentation becomes acid and quantities of carbon dioxide are produced. Precautions to avoid pin holes or tears in the plastic are mandatory if aerobic yeast growth is to be avoided.

With the old method of closure film forming yeasts always were a problem and if the scum was not removed at intervals a yeasty flavor was imparted to the kraut. Pichia membranaefaciens yeast strains, in particular, voraciously oxidize lactic acid contained in salt brines. Other genera also may be involved and besides destroying acid also contribute to yeasty flavor.

By the time the tank or vat is filled with the salted shreds and weighted, brine has formed and fermentation has started in a sequence of bacterial species responsible for the lactic acid fermentation.

Microbiology of the Sauerkraut Fermentation :

Although the lactic acid fermentation was described by Pasteur in 1858 and much work had been done in the intervening years with various lactic bacteria from cabbage and cucumber fermentations, it was not established that a definite sequence of bacterial species of lactic acid bacteria were responsible for the fermentation of either vegetable until 1930 when Peder­son first described the lactic acid bacteria he observed in fermenting sauer­kraut.

Pederson found that the fermentation was initiated by the species Leuconostoc mesenteroides. This species was followed by gas-forming rods and finally by non-gas-forming rods and cocci. Since 1930 additional studies by Pederson and Albury (1954, 1969) have firmly established the impor­tance of Leuconostoc mesenteroides in initiating the lactic fermentation of sauerkraut.

Also they more closely identified the species and sequence of the other lactic acid bacteria involved. Now it is accepted that the kraut, fermentation is initiated by Leuconostoc mesenteroides, a heterofermentative species, whose early growth is more rapid than other lactic acid bacte­ria and is active over a wide range of temperatures and salt concentrations.

It produces acids and carbon dioxide that rapidly lower the pH, thus inhibit­ing the activity of undesirable microorganisms and enzymes that may soften the shredded cabbage. The carbon dioxide replaces air and creates an anaerobic condition favorable to prevention of oxidation of ascorbic acid and the natural color of the cabbage. Also carbon dioxide stimulates the growth of many lactic acid bacteria. It also may be that this species provides growth factors needed by the more fastidious types found in the fermentation.

While this initial fermentation is developing, the heterofermentative species Lactobacillus brevis and the homofermentative species Lactobacil­lus plantarum and sometimes Pediococcus cerevisiae begin to grow rapidly and contribute to the major end products including lactic acid, carbon dioxide, ethanol, and acetic acid. Minor end products also appear.

These are a variety of additional volatile compounds produced by the various bacteria responsible for the fermentation, by auto-chemical reactions, or the intrin­sic enzymes of the fermenting cabbage itself. Hrdlicka et al (1967) reported the formation of diacetyl and acetaldehyde, the primary carbonyls formed during cabbage fermentation.

Volatile sulfur compounds are major flavor components of fresh cabbage according to Bailey et al. (1961) and Clapp et al. (1959) and also of sauerkraut. However, according to Lee et al. (1976), the major portion of the volatiles of sauerkraut is accounted for by acetal, isoamyl alcohol, n-hexanol, ethyl lactate, cis-hex-3-ene-l-ol, and allyl isothiocyanate. Of these, only the latter two have been identified as major constituents of fresh cabbage.

These latter authors concluded that although these two compounds define the character of cabbage products (kraut) they do not contribute significantly to the determination of its quality. They further believe that the fresh and fruity odor of such compounds as ethyl butyrate, isoamyl acetate, n-hexyl acetate, and mesityl oxide are probably more important in determining the acceptability of sauerkraut.

Temperature is a controlling factor in the sequence of desirable bacteria in the sauerkraut fermentation at a salt concentration of 2.25%. At the optimum of 18.3°C (65°F) or lower the quality of the sauerkraut is generally superior in flavor, color and ascorbic acid content because the hetero­fermentative lactic acid bacteria exert a greater effect.

According to Pederson and Albury (1969) an average temperature of about 18°C (65°F) with a salt concentration of 2.25% may be considered normal in the kraut-producing areas of the United States. At (or near) this temperature, fermentation is initiated by Leuconostoc mesenteroides and continued by Lactobacillus brevis and Lactobacillus plantarum, the latter species being most active in the final stages of fermentation.

Under these conditions a final total acidity of 1.7 to 2.3% acid (calculated as lactic acid) is formed, and the ratio of volatile to nonvolatile acid (acetic/lactic) is about 1 to 4. The fermentation is completed in 1 to 2 months, more or less, depending upon the quantity of fermentable materials, concentration of salt, and fluctuations in temperature.

At higher temperatures, as would be expected, they found that the rate of acid production was faster. For example, at 23°C (73.4°F) a brine acidity of 1.0 to 1.5% (calculated as lactic acid) may be observed in 8 to 10 days and the sauerkraut may be completely fermented in about 1 month.

At a still higher temperature of 32°C (89.6°F), the produc­tion of acid generally is very rapid with acid production of 1.8 to 2.0% being obtained in 8 to 10 days. As the temperature increased, they observed a change in the sequence of lactic acid bacteria. First, the growth of Leuco­nostoc mesenteroides was retarded and Lactobacillus brevis and Lactobacil­lus plantarum dominated the fermentation. At higher temperatures the kraut fermentation became essentially a homofermentation dominated by Lactobacillus plantarum and Pediococcus cerevisiae.

As a result, the quality attributes of flavor and aroma deteriorated and the kraut was reminiscent of acidified cabbage because of the large quantity of lactic acid and little acetic acid produced by the homo-fermentative species. They also observed that sauerkraut fermented at higher temperatures would darken readily and, therefore, should be canned as quickly as possible after the fermenta­tion was completed.

An extremely important observation they made was that kraut could be successfully fermented even when started at the low temperature of 7.5°C (45.5°F). Leuconostoc mesenteroides can grow at lower temperatures than the other lactic acid bacteria involved in the fermentation. At this low temperature (7.5°C or 45.5°F) an acidity of 0.4% (as lactic acid) is produced in about 10 days and 0.8 to 0.9% in less than a month.

This amount of acidity coupled with saturation of the mass of kraut and brine with carbon dioxide is sufficient to provide the conditions necessary for preservation and later completion of the fermentation provided that anaerobiosis is maintained throughout the period of latency. When the kraut mass warms enough, the fermentation then is completed by the lactic acid bacteria of the genera Lactobacillus and Pediococcus, known to grow poorly if at all at 7.5°C (45.5°F).

Thus, it may require 6 months or more before the fermentation is completed. Such kraut is generally of superior quality because it remains cool and is not subjected to high temperature during-fermentation. In good commercial practice this variation in temperature permits the processor to maintain a supply of new, completely fermented sauerkraut throughout most of the year.

Precedent for the recommendation by Pederson and Albury that sauer­kraut be fermented at not over 18.3°C (65°F) had already been recorded by Parmele et al. (1927), Marten et al. (1929), and others.

Defects and Spoilage of Sauerkraut :

Abnormalities of sauerkraut, although varied, with few exceptions can be and generally have been avoided by application of scientific knowledge already available to the industry. For example, the simple expedient of providing anaerobiosis has eliminated most of the problems involving dis­coloration (auto-chemical oxidation), loss of acidity caused by growth of, molds and yeasts, off-flavors and odors (yeasty and rancid) caused by exces­sive aerobic growth of molds and yeasts, slimy, softened kraut caused by pectolytic activity of these same molds and yeasts, and pink kraut caused by aerobic growth of asporogenous yeasts, presumably members of the genus Rhodotorula.

Stamer et al. (1973) described the induction of red color in white cabbage juice by L. brevis while studying the effects of pH on the growth rates of the 5 species of lactic acid bacteria commonly associated with the kraut fermen­tation. L. brevis was the only species which produced such color formation in white cabbage juice and did so only when the juice was buffered with either calcium carbonate or sodium hydroxide.

No color development occur­red when the pH of the juice (3.9) was not adjusted or when the pH of the juice was raised to 5.5 and the juice sterilized by filtration before it was re-incubated. Therefore, red color formation was caused by L. brevis and did not arise as the result of chemical or inherent enzymatic reactions of the juice.

It remains to be seen whether this interesting phenomenon will be ob­served in industrial kraut fermentations. Since color induction by L. brevis was found to be pH dependent it seems unlikely to be found in normal kraut fermentations but could easily result from accidental addition of alkali to the shredded cabbage during salting.

Slimy or ropy kraut has been observed for many years. It is generally caused by dextran formation induced by Leuconostoc mesenteroides and is transitory in nature. This species prefers to ferment fructose rather than glucose. Therefore, in the fermentation of sucrose, the fructose is fermented leaving the glucose which interacts to form the slimy, ropy, water-insoluble dextrans.

These vary from an almost solid, gelatinous mass to a ropy slime surrounding the bacterial cells. These variations are easily demonstrated by growing L. mesenteroides in a 10% sucrose solution containing adequate accessory nutrients. The fermenting kraut may become very slimy during the intermediate stage of fermentation but with additional time the dex­trans are utilized by other lactic acid bacteria. Thus, it is imperative to distinguish between dextran induced slimy kraut and permanently slimy kraut caused by pectolytic activity. The former condition certainly is not a defect but should be considered a normal step in a natural progression.


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