REȚINEȚI ACESTE DISCLAIMERI:
Aici avem un exercițiu de laborator de microbiologie pentru a examina succesiunea florală într-un aliment cu fermentație naturală, cu bonusul suplimentar de a rezulta un produs foarte comestibil la sfârșit (dacă universitatea sau colegiul dvs. încă permite consumul de produse alimentare fabricate în laborator). Procedura de laborator așa cum a fost prezentată în manualele noastre este prezentată aici și au trecut mulți ani de când am predat cursul.
Nu învățăm utilizarea culturilor inițiale în producția de varză murată și nu există nicio modalitate de a recomanda practica. În cursul nostru aplicăm utilizarea de aperitive doar la anumite fermentații de cârnați și lactate. Nici noi nu experimentăm concentrația de sare sau efectele asupra produsului a unor perioade de incubație mai lungi sau mai scurte; aceste lucruri ar depăși intenția exercițiului.
Această pagină și autorul acesteia nu vor aborda probleme legate de nutriție, metodologie industrială și pregătirea casei - niciunul dintre acestea nu pot fi discutat cu autoritatea. În ceea ce privește posibilele beneficii probiotice asociate cu bacteriile din varza murată, adresați-vă unui medic nutriționist !
Nici nu pot diagnostica probleme de deteriorare !
Transferul varză acră în camera de conservare la vechiul Frank Pure Food Co. în Franksville, WI - octombrie 1926
Prin definiție, varza murată este „varză acidă”. Este rezultatul unei fermentații naturale de către bacterii indigene la varză în prezența a 2 până la 3% sare. Fermentarea produce acid lactic ca produs major. Acest acid lactic, împreună cu alte produse minore de fermentare, conferă varză murată aroma și textura sa caracteristică.
În producția de varză murată, capetele de varză mature sunt spălate și mărunțite. Sarea se amestecă cu varza mărunțită la o concentrație finală de aproximativ 2,5%. Varza sărată este apoi ambalată strâns într-o bucată sau în oală. Varza este protejată de aer (oxigen) într-un mod care va permite evacuarea gazelor produse în timpul fermentației. Pentru fermentare este preferată o temperatură de aproximativ 70 ° F. Pentru o fermentare completă sunt necesare aproximativ cinci săptămâni.
Sararea varzei are două scopuri majore. În primul rând, provoacă un dezechilibru osmotic care are ca rezultat eliberarea de apă și substanțe nutritive din frunzele de varză. Fluidul expulzat este un mediu de creștere excelent pentru microorganismele implicate în fermentație. Este bogat în zahăr și factori de creștere. În al doilea rând, concentrația de sare utilizată inhibă creșterea multor organisme și agenți patogeni de deteriorare. Nu inhibă, evident, succesiunea florală dorită. Deoarece varza este de aproximativ 90% apă și sarea este dizolvată în întregime în apă, concentrația reală de sare (puterea saramurii) experimentată de microorganisme în mediul lor acvatic este de aproximativ 2,8%. Distribuția temeinică și uniformă a sării este esențială. Pungile cu concentrație scăzută sau ridicată de sare ar duce la deteriorarea și/sau lipsa fermentației dorite.
Unele „pahare de pahar” făcute cu varză roșie mărunțită și ponderate cu un pahar mai mic umplut cu apă. Un strat de ulei mineral care pluteste pe sucul exprimat previne intrarea oxigenului; oxigenul care fusese în sucul și frunzele de varză a fost inițial respirat de metabolismul bacterian și vegetal. Faceți clic pe imagine pentru o vizualizare mai mare.
Pe parcursul fermentării, este esențial ca oxigenul să fie exclus. Prezența oxigenului ar permite dezvoltarea unor organisme de alterare, în special a mucegaiurilor și drojdiilor care iubesc acidul.
Deoarece nu sunt adăugate culturi inițiale la sistem, aceasta este denumită fermentație sălbatică. Flora normală a frunzelor de varză este bazată pe includerea organismelor responsabile de o fermentație dorită, una care va spori conservarea și acceptabilitatea organoleptică. Succesiunea florală este guvernată în principal de pH-ul mediului de creștere.
Inițial, un coliform începe fermentația. Coliformele care au contribuit la varza murată de laborator în ultimii ani au fost identificate ca Klebsiella pneumoniae, K. oxytoca și Enterobacter cloacae. Pe măsură ce se produce acid, se formează rapid un mediu mai favorabil pentru Leuconostoc. Populația coliformă scade odată cu creșterea populației unei tulpini de Leuconostoc. Deoarece Leuconostoc este o bacterie acidă lactică heterofermentativă, mult gaz (dioxid de carbon) însoțește producția de acid în această etapă. PH-ul continuă să scadă, iar o tulpină de Lactobacillus succede Leuconostocului. (Ocazional apare o tulpină de Pediococcus în loc de Lactobacillus.) Fermentarea completă implică apoi o succesiune de trei grupuri majore sau o genă de bacterii, o succesiune guvernată de scăderea pH-ului. Uneori s-a descoperit că acidul acumulat distruge organismele implicate în fermentație.
Organisme interesante au fost izolate în cursul nostru de laborator de microbiologie alimentară, incluzând un organism presupus coliform, care fermentează lactoza, dintr-o probă timpurie care a produs colonii cu aspect ciudat pe MacConkey Agar. Acest organism a fost identificat de sistemul API-20E ca Enterobacter agglomerans, o „specie” care a fost un teren convenabil de descărcare pentru organismele care pot fi mai bine identificate ca Pantoea; cu siguranță, această tulpină nu poate fi privită ca fiind tipică nici unui taxon.
În acest exercițiu, varza va fi curățată, mărunțită și sărată corespunzător. Varza sărată va fi ambalată într-un vas care este apoi sigilat pentru a exclude oxigenul. Pe măsură ce sucul este exprimat, acesta va fi placat pentru a monitoriza succesiunea florală. Sucul va fi, de asemenea, titrat pentru a determina aciditatea totală și pentru a urmări scăderea pH-ului. Când fermentația este completă în aproximativ cinci săptămâni, acceptabilitatea organoleptică a produsului va fi stabilită la Departamentul anual de bacteriologie Kraut-Fest.
„PERIOADA DE FABRICAȚIE” (t = 0 zile)
Materiale
- Capete proaspete de varză
- Cuțite mari
- Tocătoare de varză
- Recipiente pentru varză mărunțită
- Cântare și hârtie de cântărit
- NaCl (grad comercial)
- Vase mari, de pământ sau ceruite, cu capace și greutăți cerate
- tifon
Procedură (care trebuie realizată de grupurile de studenți desemnați, plus un echipaj voluntar de curățare)
1. Tăiați capetele de varză, îndepărtând frunzele exterioare și toate țesuturile învinețite sau murdare.
2. Spălați bine capetele tăiate cu apă de la robinet.
3. Tăiați capetele în jumătate, îndepărtând miezul dur, central.
4. Spărgeți varza cu tocătorul de varză. Aveți grijă să nu vă sfărâmați degetele!
5. Se cântărește varza mărunțită. Se amestecă în sare astfel încât să se obțină o concentrație finală de 2,5%. Amestecarea completă și uniformă a sării este extrem de critică!
6. Împachetați varza mărunțită în vase, umplând până la aproximativ 75-80% din volumul total. Comprimați amestecul moderat evitând în același timp zdrobirea sau învinețirea țesutului de varză.
7. Adăugați capacul și greutățile și în cele din urmă acoperiți cu o pânză de brânză.
8. Incubați vasele la 21-24 ° C timp de 5-6 săptămâni.
PERIODE DE PLACARE PERIODICĂ
(de făcut pentru probele de suc de varză murată prelevate la 0, 1, 2 (sau 3),
4 (sau 5), 14 și 35 de zile de incubație)
Materiale pentru numărare viabilă și observații microscopice directe
- 1 probă de trei ml de suc pentru placare și microscopie
Notă: Probele de 0 și 1 zi vor fi furnizate nediluate. Probele de 2 până la 35 de zile vor fi furnizate într-o diluție 1/10 care trebuie luată în considerare în procedura de diluare/placare. - 5 sau 6 semifabricate de diluție de nouă ml (soluție salină sau 0,1% peptonă)
- 4 plăci de PCA (Plate Count Agar)
- 4 farfurii MAC (MacConkey Agar)
- 4 plăci de HIAS (Agar de infuzie cardiacă + 5% zaharoză, 0,5% glucoză și 0,02% azidă de sodiu)
- Pipete și vârfuri sterile
Materiale pentru determinarea pH-ului și a acidității
- 1 probă de zece ml de suc de varză murată (nediluat) pentru titrări
- Balon Erlenmeyer
- aparat de titrare cu 0,1 M NaOH și 1,0% fenolftaleină
- hârtie cu pH
Procedură
1. Număr viabil și observații microscopice directe (de făcut de toate persoanele):
- Diluțiile placate sugerate pentru diferiții timpi de prelevare sunt după cum urmează:
ziua probei PCA MAC HIAS 0 sau 1 10 –1, 10 –2, 10 –3, 10 –4 10 –2, 10 –3, 10 –4, 10 –5 10 –1, 10 –2, 10 –3, 10 –4 2 sau 3 10 –4, 10 –5, 10 –6, 10 –7 10 –4, 10 –5, 10 –6, 10 –7 10 –2, 10 –3, 10 –4, 10 –5 4 sau 5 10 –4, 10 –5, 10 –6, 10 –7 10 –3, 10 –4, 10 –5, 10 –6 10 –4, 10 –5, 10 –6, 10 –7 14 sau 35 10 –4, 10 –5, 10 –6, 10 –7 10 –2, 10 –3, 10 –4, 10 –5 10 –2, 10 –3, 10 –4, 10 –5 - Pregătiți diluții zecimale ale sucului (care poate fi sau nu diluat deja până la 10 –1; vezi sub Materiale) și plătiți 0,1 ml pe fiecare placă astfel încât să se realizeze diluțiile placate indicate mai sus.
- Incubați toate plăcile la 30 ° C timp de 2-3 zile.
- Pregătiți o pată de gram din proba de suc. Observați și înregistrați reacțiile gram și morfologiile florei predominante.
2. Determinări ale acidității și pH-ului (care trebuie făcute de către persoane selectate pe bază de rotație):
- Folosind hârtie cu pH, determinați pH-ul probei de suc nediluat.
- Adăugați proba de 10 ml de suc nediluat în balonul Erlenmeyer. Se adaugă 10 ml apă distilată. (De ce cantitatea de apă nu este critică pentru calcule?) Se fierbe balonul timp de 1 min pentru a elimina dioxidul de carbon dizolvat. Se răcește și se adaugă 5 picături de fenolftaleină. Se titrează cu 0,1 M NaOH până când persistă o culoare roz deschis. Folosind următoarea formulă, calculați procentul de acid lactic (acidul predominant non-volatil așteptat în fermentația varză murată):
% acid lactic = [(ml de NaOH 0,1 M) X (0,9)]/[volumul probei]
PERIODE DE NUMĂRARE ȘI DE OBSERVARE A COLONIEI
(se face la 2-3 zile după perioada de placare corespunzătoare, mai sus)
Materiale
Procedură
1. Asigurați-vă că ați etichetat fiecare placă în mod corespunzător cu diluția placată corectă.
2. Determinați CFU/ml pentru fiecare dintre următoarele:
- Numărul total de plăci aerobe bazat pe rezultatele PCA. Asigurați-vă că numărați toate coloniile, mari și mici. (Coloniile galbene care apar în prima parte a fermentației sunt cel mai probabil bacterii enterice asociate plantelor aparținând grupului cunoscut sub numele de grupul "Erwinia herbicola-Enterobacter agglomerans". Aceste organisme sunt acum clasificate în general ca gen Pantoea.)
- Numărul total gram-negativ bazat pe rezultatele MAC. Numărul de coliformi poate fi estimat prin numărarea coloniilor roșii și roz.
- Numărul total de colonii care formează nămol pe baza numărului de colonii slab pe HIAS. Numărați doar coloniile relativ mari, aproape lapte sau apos. Acest număr reprezintă nivelul de Leuconostoc din varza murată.
- Numărul de bacterii lactice poate fi determinat prin numărarea tuturor coloniilor pe HIAS. Alternativ, H202 poate fi aplicat pe placa PCA numărată mai sus; proporția de colonii catalază negative reprezintă nivelul bacteriilor lactice din varza acră.
3. Prezentați rezultatele folosind formularul furnizat. Datele medii ale clasei vor fi puse la dispoziție pentru fiecare dintre perioadele de eșantionare. Va fi necesar un grafic care să arate numărul total și numărul celor trei grupuri bacteriene (toate pe baza datelor medii ale clasei) pe măsură ce acestea „cresc și scad” în timp. Pe graficul dvs., asigurați-vă că utilizați o scală de timp corectă; nu amplasați diferitele perioade de prelevare la intervale egale!
REZULTATE DIN CLASA 1998
Rețineți că, în unele cazuri, numărul total este mai mic decât una dintre culturile componente individuale. Cu toate acestea, este încă „în parcul cu mingi” și ar fi probabil mai realist cu metode mai bune de placare și numărare și cu un număr mai mare de probe individuale.
Determinarea numărului de Lactobacillus este teoretic egal cu numărul total de bacterii ale acidului lactic minus numărul de Leuconostoc. Când graficăm rezultatele, este interesant să vedem cum orice număr de Lactobacillus ar fi eclipsat de numărul de Leuconostoc pentru ambele loturi la 5 zile. Ne-am putea întreba dacă detectăm eventual „lactice diverse” (nu neapărat doar Lactobacillus) în probele de 0-2 zile.
Lotul A
| zi | număr total de plăci aerobe/ml | total gram- număr negativ/ml | număr total de bacterii lactice/ml | Număr de leuconostoc/ml | % acid lactic |
| 0 | 2,6 X 10 7 | 7,0 X 10 6 | 1,4 X 10 3 | 2,4 X 10 2 | 0,081 |
| 1 | 4,5 X 10 6 | 1,0 X 10 6 | 8,4 X 10 5 | 8,1 X 10 5 | 0,086 |
| 2 | 3,7 X 10 7 | 2,3 X 10 4 | 1,7 X 10 6 | 4,8 X 10 5 | 0,15 |
| 5 | 1,8 X 10 7 | prea puțini a număra | 3,2 X 10 7 | 3,2 X 10 7 | 0,42 |
| 14 | 2,1 X 10 7 | prea puțini a număra | 2,2 X 10 7 | prea puțini a număra | 1.4 |
| 35 | 1,9 X 10 5 | prea puțini a număra | 1,3 X 10 5 | prea puțini a număra | 1.6 |
Lotul B
| zi | număr total de plăci aerobe/ml | total gram- număr negativ/ml | număr total de bacterii lactice/ml | Număr de leuconostoc/ml | % acid lactic |
| 0 | 1,2 X 10 7 | 1,3 X 10 6 | 4,3 X 10 3 | 1,8 X 10 2 | 0,045 |
| 1 | 3,9 X 10 7 | 3,1 X 10 5 | 2,6 X 10 6 | 3,4 X 10 5 | 0,10 |
| 2 | 1,8 X 10 8 | 1,1 X 10 4 | 2,0 X 10 6 | 7,5 X 10 5 | 0,18 |
| 5 | 7,2 X 10 7 | prea puțini a număra | 4,0 X 10 7 | 4,0 X 10 7 | 0,53 |
| 14 | 3,4 X 10 7 | prea puțini a număra | 2,5 X 10 7 | prea puțini a număra | 1.4 |
| 35 | 3,0 X 10 6 | prea puțini a număra | 3,1 X 10 6 | prea puțini a număra | 1.6 |