در غذاهای تخمیری که بدون فرایند تخمیر تولید می شوند از آنزیم ، اسید و ترکیباتی که در حین تخمیر طبیعی تولید می شوند، استفاده می شود. تولید پنیر های تازه، سوسیس و سس سویا بدون تخمیر امکان پذیر است اما در این شرایط عطر و طعم این محصولات با محصولات اصلی تخمیر بسیار متفاوت است.
۱-۲-۱-۶- ارزش اقتصادی:
در اکثر موارد ارزش اقتصادی غذاهای تخمیری بسیار بالاتر از ماده خام اولیه و استارتر مصرفی می باشد به طور مثال ماده اولیه تمام پنیرهای تولیدی شیر می باشد که ارزش اقتصادی شیر در مقایسه با پنیر بسیار کم است.(۶۱)
۱-۳- باکتری های اسیدلاکتیک:
این باکتری ها گرم مثبت و بدون اسپور هستند. به شکل های کوکسی، باسیل و کوکوباسیل یافت می شوند و نسبت G+C آنها ۵۳ درصد است، تحمل اسید، کاتالاز منفی،غیر متحرک بودن از ویژگی های آن ها است ودر خصوصیات ژنتیکی، بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مشابه هستند. وجه تمایز آنها از سایر باکتری هایی از قبیل باسیلوس، لیستریا و بیفیدوباکترها که اسید لاکتیک تولید می کنند وجود تفاوت های فراوان فنوتیپی وژنوتیپی می باشد. (۵۸،۴۱،۶۱)
این باکتری ها بر اساس متابولیسم قند تقسیم بندی می شوند و در این مسیر گلوگز را به اسید لاکتیک، یا
ترکیبی از اسید لاکتیک، CO₂ و اتانول تبدیل می کنند.
باکتری های اسید لاکتیک در شرایط بی هوازی رشد می کنند البته در حضور اکسیژن نیز قادر به رشد هستند و به آن ها بی هوازی های اختیاری می گویند.
بسیاری از گونه های باکتری های اسید لاکتیک به عنوان میکروارگانیسم های ایمن ( (GRAS به رسمیت
شناخته شده اند و چندین گونه از این باکتری نیز توسط استاندارد ایمنی غذای اروپا (EFSA) ایمن شناخته شده اند.(۹ ،۵۸، ۲۵، ۲۴،۲۶)
گرچه آن ها فاقد کاتالاز هستند ولی سوپراکسیدازدسموتاز دارند و به واسطه ی آن قادر به خنثی کردن اثر سمی همه ی رادیکال های پراکسید هستند.
بسیاری از جنس های این باکتری، اسید لاکتیک را به عنوان محصول اولیه، ثانویه یا نهایی تولید می کنند اصطلاح اسید لاکتیک باکتری به طور ویژه برای جنس های راسته ی Lactobacillales که شامل: لاکتوباسیلوس، لوکونوستوک، پدیوکوکوس، استرپتوکوکوس، وانوکوکوس، کارنوباکتریوم، تتراجنوکوکوس، واگوکوکوس و وایسلا به کار می رود.

از آنجائیکه انرژی آن ها فقط از طریق متابولیسم قند تامین می شود حضور آن ها در محیط، محدود به حضور قند می باشد. باکتری های اسید لاکتیک معمولا بدلیل نیازهای تغذیه ای بالا و در واقع بدلیل آنکه فقط قادر به رشد در محیط های غنی از مواد غذایی و محیط های غنی سازی شده تحت شرایط خاص می باشند بعنوان باکتری های پر توقع یا مشکل پسند نیز شناخته می شوند گرچه برخی از جنس های این باکتری حتی در محیط هایی که از نظر مواد غذایی در سطح ایده آلی نمی باشند قادر به رشد هستند بنابراین این باکتری ها در همه جا یافت می شوند. علاوه بر این، تعدادی از باکتری های اسید لاکتیک مثل گروهی که اغلب در غذاهای تخمیری وجود دارند قابلیت رشد در محیط های نامناسب را دارا می باشند. تنوع زیستی باکتری های اسید لاکتیک باعث شده است که این گروه نه تنها در مواد گیاهی، شیر و گوشت وجود داشته بلکه در محلول نمک، غذاهایی با PH پایین و محیط های الکلی وجود داشته و قادر به رشد می باشند. (۶۱)
اغلب باکتری های اسید لاکتیک به طور آزاد زندگی می کنند و بیماری زا نیستند ولی برخی از آن ها بیماری زای فرصت طلب هستند.
باکتری های اسید لاکتیک در شیر و فراورده های شیر یافت می شوند و در فساد مواد گیاهی نیز دخیل هستند.
آن ها فلور نرمال انسان را تشکیل داده و در حفره ی دهان، روده و واژن نقش مفیدی را ایفا می کنند. (۳۹،۶۱)
۱-۳-۱- نقش باکتری های اسید لاکتیک در صنایع غذایی:
در بین گروهای مهم میکروارگانیسم ها، باکتری های اسید لاکتیک در تخمیر غذا ها استفاده می شوند. آنها به عطر و طعم محصولات تخمیری کمک کرده و با تولید مهار کننده های رشد و مقدار زیادی اسید لاکتیک مانع رشد باکتری های فاسدکننده غذا می شوند.
اسید لاکتیک باکتری ها سبب تولید پنیر، ماست، کره، خامه، سوسیس، زیتون، خیارشور و کلم شور تخمیری می شوند و همچنین سبب فساد نوشیدنی های الکلی و گوشت نیز می شود.
۱-۳-۲- متابولیسم باکتری های اسید لاکتیک:
باکتری های اسید لاکتیک بر اساس الگوی تخمیر قندشان به ۲ دسته تقسیم می شوند:
۱-۳-۲-۱- باکتری های اسید لاکتیک هموفرمنتاتیو^[۲] (همگن)
بیش از ۹۰ درصد از سوبسترای قندی منحصرا به اسید لاکتیک تبدیل می شود. ۱۵ نوع لاکتوباسیلوس در این گروه وجود دارند که برخی دارای چندین زیرگونه می باشد برای مثال زیر گروه ۱: شامل چهار گونه لاکتوباسیلوس دلبروکی ^[۳] است. که شامل لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس، لاکتیس، دلبوریکی و ایندیکوس می باشد. (۲۷)
زیر گونه ۲: شامل لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس^[۴] می باشد. این باکتری ها در صنعت اهمیت دارند و به علت وجود گونه های مختلف نقش مهمی در سلامت و تغذیه به عهده دارند که این امر به دلیل اثر بر فلور نرمال بوده است.(۲۱)
این باکتری ها گلوکز را بر اثر تخمیر به بیش از ۸۵ درصد اسید لاکتیک تبدیل می کنند و هگزوزها را نیز به اسید لاکتیک تبدیل می کنند . ولی قند پنتوز را نیز تخمیر نمی کند. این باکتری ها فاقد آنزیم گلوکز -۶ فسفات دهیدروژناز و ۶- فسفو گلوکونات دهیدروژناز است.
و اغلب گونه های انتروکوکوس، لاکتوکوکوس، پدیوکوکوس، استرپتوکوکوس، واگوکوکوس و تتراجنوکوکوس نیز در این گروه قرار دارند.
در شرایطی که گلوگز زیاد و اکسیژن محدود باشد باکتری های همولاکتیکی توسط روش (امبدن مایرهف) یک مول گلوکز را به دو مول پیروات تبدیل می کند. تعادل ردکس درون سلول برای اسید لاکتیک ها با
اکسیداسیون NADH و احیای پیروات ثابت نگه داشته می شود. بازده این فرایند ۲ مول ATP است.(شکل۱) باکتری های هموفرمنتاتیو اجباری در ۴۵ درجه سانتی گراد رشد کرده ولی فاقد رشد در ۱۵ درجه سانتی گراد است. (۲۱)
۱-۳-۲-۲- باکتری های اسید لاکتیک هتروفرمنتاتیو^[۵] (نا همگن)
شامل لوکونوستوک، برخی از لاکتوباسیل ها، وانوکوکوس و گونه های وایسلا می باشد. تفاوت واضح بین این دو گروه سطوح آنزیم آن هاست. باکتری های اسید لاکتیک از یکی از این مسیر ها استفاده می کنند ( بطوریکه یا تخمیر بصورت همگن و یا تخمیر به صورت ناهمگن انجام می شود) هر چند که برخی از گونه ها امکان استفاده از هر دو مسیر را دارند (هموفرمنتاتیو اختیاری).
هتروفرمنتاتیو اجباری: در اثر تخمیر گلوکز را به اسید لاکتیک، اسید استیک، اتانل و دی اکسید کربن تبدیل می کنند. با تخمیر پنتوز اسید لاکتیک و استیک بوجود می آید. در محیط کشت حاوی گلوکز به آهستگی رشد می کند و درجه حرارت مناسب رشد آن ها ۳۵ -۱۰درجه سانتی گراد است. این گروه دارای ۲ آنزیم گلوکز ۶- فسفات دهیدروژناز و ۶- فسفو گلوکونات دهیدروژناز است و هگزوز را از روش امبدن- مایرهوف به اسید لاکتیک تبدیل می کند. این گروه دارای ۳ زیر گروه است.
زیر گروه۱: شامل لاکتوباسیلوس پلانتاروم ^[۶] و لاکتوباسیلوس پنتوسوس ^[۷] است. پلانتاروم شامل تعداد زیادی زیرگونه است.
زیر گونه ۲: شامل لاکتوباسیلوس کازئی ^[۸] است که در منابع زیادی چون فراورده های لبنی، علوفه ، دهان، روده انسان و فاضلاب وجود دارد..
زیر گونه ۳: شامل لاکتوباسیلوس کورواتوس^[۹] و لاکتوباسیلوس باواریکوس ^[۱۰] می باشد.
زیر گونه کازئی وسیع تر ومتنوع تر از زیر گروه های دیگر است. (۲۱)
شکل ۱-۱- روش تخمیر همولاکتیکی در باکتری های اسیدلاکتیک
در تخمیر هترولاکتیکی از روش پنتوز فسفات استفاده می شود همچنین روش دیگر پنتوز فسفوکتولاز است. یک مول گلوکز- ۶ –فسفات توسط آنزیم دهیدروژناز به ۶- فسفوگلوکونات تبدیل شده و سپس دکربوکسیله شده و بازده آن یک مول CO2است. در نتیجه پنتوز- ۵- فسفات به یک مول گلیسرآلدهید فسفات(GAP) و یک مول استیل فسفات شکسته می شود. در نتیجه گلیسرآلدهید فسفات در مسیر همولاکتیکی به لاکتات تبدیل شده است و استیل فسفات با واسطه ی استیل کوآنزیم آ و استالدئید به اتانول تبدیل می شود.(شکل ۲) (۶۱)
شکل۱-۲- روش تخمیر هترولاکتیکی باکتری های اسید لاکتیک
۱-۴- لاکتوباسیل ها:
باکتری های گرم مثبت، میکروآئروفیل یا بی هوازی های اختیاری هستند. آنها بخش عمده باکتری های اسیدلاکتیک را تشکیل می دهند. لاکتوباسیل ها کاربرد فراوانی در صنعت غذاهای تخمیری دارند و از آنجایی که این باکتری ها به طور طبیعی در مواد غذایی مختلف وجود دارند از زمان های گذشته به عنوان نگه دارنده های طبیعی غذاهای سنتی مورد توجه بوده است. نگه داری غذا بوسیله آن ها به تولید اسید و دیگر ترکیبات ضد میکروبی مربوط می باشد. تولید اسید لاکتیک توسط این باکتری ها، محیط شان را اسیدی می کند که از رشد برخی باکتری های مضر نیز جلوگیری می کند. در انسان در واژن و دستگاه گوارش انسان یافت می شوند و به صورت همزیست نیز زندگی می کنند و بخش کوچکی از فلور نرمال روده را تشکیل می دهند. بسیاری از گونه ها در تجزیه ی مواد گیاهی پیشرو هستند.
جنس لاکتوباسیلوس شامل بیش از ۸۰ گونه مختلف می باشد.
۱-۵- طبقه بندی لاکتوباسیل ها:
خانواده لاکتوباسیل ها تعداد زیادی از جنس ها و سوش ها را شامل می شود که خواص متعددی دارند. جنس لاکتوباسیل دارای بیش از ۱۲۵ سویه و اشتقاق گسترده ای از ارگانیسم ها است.
جنس لاکتوباسیلوس Polyphyletic به همراه جنس Pediococcus ، از گروه L.casei اشتقاق می یابند.
و گونه های L.reuteri ,L.salivarius , L.acidophilus نماینده سه سوش هستند.
در سال های اخیر عضو دیگری از جنس لاکتوباسیلوس ( به طور معمول به عنوان لوکونوستوک شناخته می شود) دوباره در جنس Atopobium طبقه بندی شده است.
Leuconostoc ,Oenococcus ,Weissella ,Carnobacterium و اخیرا گونه ای از پدیوکوکوس به نام P.dextrinicus در گروه لاکتوباسیلوس طبقه بندی شده اند. (۱۹)
Phylum: Firmicutes
Class: Bacilli
Order: Lacobacillules
Family: Lactobacillaceae
Genus: Latobacillus
اولین بار Orla Jensen بر اساس فعالیت تخمیری و نوع اسید لاکتیک تولید شده از گلوکز لاکتوباسیل ها برای را به ۳ گروه طبقه بندی کرد:
ترموباکتریوم: که در ۳۵ درجه سانتی گراد رشد کرده ولی در ۱۵ درجه سانتی گراد قادر به رشد نمی باشد. این گروه شامل ۸ لاکتوباسیل می باشند مثل لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و …..
استرپتوباکتریوم: در دمای ۱۵ درجه رشد می کنند ولی دمای مناسب رشد آن ها ۳۰ درجه سانتی گراد است این گروه شامل لاکتوباسیلوس کازئی وپلانتاروم است.
بتاباکتریوم: به اسید زیاد مقاوم هستند. دردرجه حرارت ۳۵-۱۰ رشد می کنند. همه ی لاکتوباسیل های این گروه هترولاکتیک می باشند.
۱-۶- تاریخچه لاکتوباسیل ها: