Rola egzopolisacharydów mikrobiologicznych w technologii żywności

• Autorzy: Myszka K , Czaczyk K
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poznanie wszystkich czynników determinujących biosyntezę egzopolisacharydów drobnoustrojowych jest bardzo istotne. Wykorzystując bowiem odpowiednio skomponowane podłoże hodowlane, pod względem źródła węgla, energii, mikroelementów czy pH, możliwe jest otrzymanie materiału o funkcjonalnym charakterze. Wydzielane na zewnątrz komórki polisacharydy (głównie w formie śluzu) mają duże znaczenie w technologii żywności. Węglowodany pochodzenia mikrobiologicznego, takie jak: ksantan, kurdlan, pululan czy alginian, charakteryzują się wieloma cechami, których nie mają polimery roślinne. Dodatek tych związków do produktów spożywczych ma na celu utrzymanie pożądanej konsystencji, zwiększenie lepkości, zmniejszenie strat wody w czasie obróbki i przechowywania oraz produkcję żywności niskokalorycznej. Obecnie substancje te stosowane są również do produkcji wytrzymałych i jadalnych powłok, które zabezpieczają produkt przed zepsuciem. W niniejszej pracy przedstawiono także aspekt higieniczny syntezy egzopolisacharydów mikrobiologicznych, jako potencjalnego źródła skażenia gotowych wyrobów przeznaczonych do obrotu handlowego. Substancje te uczestniczą w procesach tworzenia się stabilnego mechanicznie biofilmu, co utrudnia utrzymanie czystości w zakładach produkcyjnych. Mikroorganizmy wytwarzają pozakomórkowo ściśle zdefiniowane pod względem struktury polisacharydy, które mogą być wskaźnikami występujących w danym środowisku zanieczyszczeń. Ta właściwość ma kluczowe znaczenie w poszukiwaniach efektywnych metod higienizacyjnych różnych powierzchni użytkowych.

EN

It is very important to identify all the agents determining the exo-polysaccharides synthesis. Using a culture medium that is adequately composed as regards carbon, energy, microelements, or pH, it is possible to obtain a desirable and functional biomaterial. Polysaccharides that are secreted outside the cell (usually in the form of mucus) are very important for the food technology. Microbiological carbohydrates such as: xanthan, curdlan, pullulan, and alginate show many specific characteristics, which other plant polymers do not have at all. The function of these compounds added to food products is to keep a desired consistency level, to increase viscosity, to reduce water losses during processing and storage, and to manufacture low calories food products. Presently, they are also applied to manufacture durable and edible covers protecting food products against spoiling. In this paper, there are presented some hygienic aspects of synthesis of microbiological exo-polysaccharides that constitute a potential risk of contaminating final food products to be marketed. These substances take part in the process of forming a mechanically stable biofilm that makes it difficult to keep a required cleanness level within the food manufacturing factories. Owing to the fact that micro-organisms extra-cellularly produce polysaccharides with exactly defined structures, and they can be indicators of contaminants probably occurring in a given environment. This property may be of essential importance if seeking effective methods for higienisation of various application surfaces.

Słowa kluczowe

PL

technologia zywnosci; pululan; kurdland; polisacharydy; egzopolisacharydy; higiena zywnosci; biofilmy; mikroorganizmy; powloki jadalne; alginiany; guma ksantanowa

EN

food technology; pollulan; curdlan; polysaccharide; exopolysaccharide; food hygiene; biofilm; microorganism; edible coating; alginate; xanthan gum

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2004
• Tom: 11
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.18-29,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Myszka K

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Czaczyk K

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

Bibliografia

• [1] Costerton J. W., Stewart P. S.: Groźne biowarstewki. Świat Nauki, 2001, 10, 61-67.
• [2] Cunliffe D., Smart C. A., Alexander C., Vulfson E. N.: Bacterial adhesion at synthetic surfaces. Appl. Environ. Microbiol., 1999, 65, 4995-5002.
• [3] Czaczyk K, Wojciechowska K.: Tworzenie biofilmów bakteryjnych - istota zjawiska i mechanizmy oddziaływań. Biotechnologia, 2003, 62, 180-192.
• [4] Flemming H. C., Wingender J.: Relevance of microbial extracellular polymeric substances (EPSs)- Part I: Structural and ecological aspects. Water Sci. Tech., 2001, 43, 1-8.
• [5] Flemming H. C., Wingender J.: Relevance of microbial extracellular polymeric substances (EPSs)- Part II: Technical aspects. Water Sci. Tech., 2001, 43, 9-16.
• [6] Flint S. H., Brooks J. D., Bremer P. J.: The influence of cell surface properties of thermophilic streptococci on attachment to stainless steel. J. Appl. Microbiol., 1997, 83, 508-517.
• [7] Galas E., Tarabasz-Szymańska Ł., Pankiewicz T.: Drobnoustrojowy polisacharyd - pullulan, właściwości, biosynteza i zastosowanie. Biotechnologia, 1998, 41, 57-65.
• [8] Gandhi H. P., Ray R. M., Patel R. M.: Exopolymer production by Bacillus species. Carbohydr. Polym., 1997, 34, 323-327.
• [9] Gniewosz M., Sobczak E.: Możliwości wykorzystania Aureobasidium pullulans i pullulanu w biotechnologii żywności. Biotechnologia, 1999, 45, 81-91.
• [10] Gustaw W., Mleko S., Glibowski P.: Synergistyczne interakcje występujące pomiędzy polisacharydami w ich mieszaninach. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2001, 3 (28), 5-15.
• [11] Kitzman P.: Tworzenie się biofilmów i sposoby ich likwidacji. Gosp. Mięs., 1998, 4, 44-47.
• [12] Krystynowicz A., Turkiewicz M., Dryńska E., Galas E.: Celuloza bakteryjna-biosynteza i zastosowanie. Biotechnologia, 1995, 30, 120-132.
• [13] Langille S. E., Geesey G. G., Weiner R. M.: Polysaccharide-specific probes inhibit adhesion of Hyphomonas rosenbergii strain VP-6 to hydrophilic surfaces. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2000, 25, 81-85.
• [14] Le Thi T.-T., Prigent-Combaret C., Dorel C., Lejeune P.: First stages of biofilm formation: Characterization and quantification of bacterial functions involved in colonization process. Met. Enzymol., 2001, 336, 152-159.
• [15] Lee J. W., Yeomans W., Allen A. L., Deng F., Gross R. A., Kaplan D.: Biosynthesis of novel exopolymers by Aureobasidium pullulans. Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65, 5265-5271.
• [16] Lehtola M. J., Miettinen T., Martikainen P. J.: Biofilm formation in drinking water affected by low concentrations of phosphorus. Can. J. Microbiol., 2002, 48, 494-499.
• [17] Lindsay D., Brőzel V. S., Mostert J. F., von Holy A.: Physiology of dairy-associated Bacillus ssp. over a wide pH range. Int. J. Food Microbiol., 2000, 54, 49-62.
• [18] Liu Y., Tay J.- H.: Detachment forces and their influence on the structure and metabolic behaviour of biofilms. J. Microbiol. Biotechnol., 2001, 17, 111-117.
• [19] Looijesteijn P. J., Boels I. C., Kleerebezem M., Hugenholtz J.: Regulation of exopolysaccharide production by Lactococcus lactis subsp. cremoris by the sugar source. Appl. Environ. Microbiol., 1999, 65, 5003-5008.
• [20] Monsan P., Bozonnet S., Albenne C., Joucla G., Willemot R-M., Remaud-Simeon M.: Homopolysaccharides from lactic acid bacteria. Int. Dairy J., 2001, 11, 675-685.
• [21] Parkar S. G., Flint S. H., Palmer J. S., Brooks J. D.: Factors influencing attachment of thermophilic bacilli to stainless steel. J. Appl. Microbiol., 2001, 90, 901-908.
• [22] Pleszczyńska M.: Dekstran i dekstranazy-źródła mikrobiologiczne, właściwości i zastosowanie. Biotechnologia, 1999, 47, 45-61.
• [23] Rijnaarts H. M., Norde W., Bouwer E. J., Lyklema J., Zehnder J. B.: Bacterial adhesion under static and dynamic conditions. Appl. Environ. Microbiol., 1993, 59, 3255-3265.
• [24] Schlegel H. G.: Mikrobiologia ogólna. Wyd. Nauk. PWN. Warszawa 2000.
• [25] Sikorski Z., Drozdowski B., Samotus B., Pałasiński M.: Chemia żywności. PWN. Warszawa 1988.
• [26] Stredansky M., Conti E., Navarini L., Bretocchi C.: Production of bacterial exopolysaccharides by solid substrate fermentation. Process Biochem., 1999, 34, 11-16.
• [27] Stredansky M., Conti E.: Xanthan production by solid state fermentation. Process Biochem., 1999, 34, 581-587.
• [28] Sutherland I. W.: Biosynthesis of microbial exopolysaccharides. In: Advances in microbial physiology. Red. Rose A. H., Morris J. G., Academic Press, London, 1982, s. 79-150.
• [29] Turkiewicz M., Czub W.: Kurdlan-struktura, właściwości, wykorzystanie. Biotechnologia, 1997, 38, 16-26.
• [30] Udeh K., Janas P., Grobelski M.: Microbial synthesis of xanthan gum and aplication. Biotechnologia, 2002, 57, 113-129.
• [31] Vandevivere P., Kirchman L.: Attachment stimulates exopolysaccharide synthesis by a bacterium. Appl. Environ. Microbiol., 1993, 59, 3280-3286.
• [32] http://www.lsbu.ac.uk/water/hyalg.html.
• [33] http://www.lsbu.ac.uk/water/hyxan.html
• [34] http://www.martin.chaplin.btinternet.co.uk/hycurdlan.html.
• [35] http://www.hayashibara.co.jp/hdl/product-spec/pv101.html.