תעשיות מזון ומשקאות שונות עושות שימוש נרחב במיקרואורגניזמים השייכים לקבוצות שונות: חיידקים, שמרים ועובשים, כדי ליצר מוצרי צריכה שונים.. לעיתים רבות נעשה שימוש בתערובות של מיקרואורנניזמים מאותה הקבוצה וגם מאותה המשפחה ולעיתים מקבוצות ומשפחות שונות, לעיתים נעשה שימוש בשלבי ייצור שונים, כל מיקרואורגניזם בנפרד ולעיתים בתערובות, לעיתים בשלב יחידי של הייצור או במספר שלבים במהלך הייצור. השימוש במיקרואורגניזמים בתהליכי הייצור השונים מתבסס על ניסיון ארוך שנים שמקורותיו משחר ההיסטוריה של התרבות האנושית.. מקורות המיקרואורגניזמים השונים במיקרוביוטה (Microbiota) של חומרי הגלם, כגון, פירות וירקות, זרעים וגרעינים, חלב, בשר ודגים. בטבע מיקרואורגניזמים אלה מצויים בקרקע עליה גודלו הצמחים וגם באוויר. חלק מהמיקרואורגניזמים מצויים במיקרוביוטה של האדם ובעלי חיים אחרים, בעיקר בריריות של דרכי העיכול, הנשימה ועל פני העור, ומתנכגים כמיקרוארגניזמים קומנסליים שאינם מזיקים.לגוף האדם. במקרים מיוחדים הם עלולים להפוך למחוללי מחלות מזדמנים (Opportunistic infection), כאשר מתאפשרת חדירה לרקמותף כגון, מדוכאי חיסון (Immunosuppression), או בשל פציעה חודרנית המאפשרת פלישתם של מיקרואורגניזמים קומנסליים אל תוך הרקמות הפנימיות.
השימוש בתהליכי התסיסה של מיקרואורגניזמים המצויים בטבע לייצור מזונות ומשקאות התפתחה בתהליך ספונטני (spontaneous) ומתמשך בתרבויות שונות על פני כדור הארץ. לאטים חסרות עדויות ארכאולוגיות מדויקות לשימוש מיקרוביאלי בתקופה הקדומה בגלל הקושי למצוא שרידים של מזונות מהעת הקדומה שניתנים לבחינה כימית ופיסיקלית מדויקת הארכאולוגיה הסביבתית (Environmental archaeology)עוסקת בהערכות מדעיות של ממצאים ארכאולוגיים כאלה.[1] ההנחה הרווחת היא כי השימוש בתהליכים מיקרוביאליים של מיקרואורגניזמים המצויים בטבע התרחשה קרוב למהפכה החקלאית לפני 12,000,000 שנה. הסמיכות בית תוצרת חקלאית מד והמיקרוביוטה הסביבתי מאידך אפשרה יצירת מוצרים חדשים מתוצרת חקלאית עודפת בעלי תכונות אורגנולפטיות ייחודיות ובעלי עמידות גדולה יותר לקלקולים. תהליכי התסיסה התרחשו באופן טבעי בסביבת המחייה של חברות אנושיות[2][3] הרבה לפני שהאדם ידע על מיקרואורגניזמים אשר קיומם התגלה הרבה יותר מאוחר עם המצאת המיקרוסקופ. היין, הלחם, הגבינה והטופו הם מזונות אשר נוצרו באופן ספונטני בסביבתו הטבעית של האדם כתוצאה מהתפתחות החקלאות וביות חיות לצרכי משק האדם. כיום קיימים מוצרי מזון ומשקאות רבים שהם פרי האבולוציה של תהליכי תסיסה של מזונות ומשקאות שונים שהתפתחו בתרבות האנושית (List of fermented foods)
Shesmu - God of execution, slaughter, blood, oil, wine and perfume. אל הדם, ההוצאה להורג, השחיטה, השמן, היין והבשמים מצריים העתיקהגת לדריכת ענבים בסטף, אזור ירושליםכדי חרס בקברה של המלכה Merneith 2950 לפני הספירה, מצרים העתיקהכד לאגירת יין השושלת ה-19 מצרים עתיקה
היין- בתגליות ארכאולוגיות מהתקופה הנאוליטית לפני 8,000, [4].[5] בשני כפרים ליד טיביליסי בירת גאורגיה, התגלו שאריות של יין בכדי חרס. בגאורגיה של היום עדיין השתמרה מסורת כפרית של אחסון יין בכדי חרס. (Wine history). בתגליות ארכאולוגיות בעיראק התגלו ממצאים המעידים על ייצור יין לפני 6,000, בחפירות ארכאולוגיות באירן התגלו ממצאים על ייצור יין מלפני 5,000 שנה. כלי חרס עתיקים, שמעידים על ייצור יין, נמצאו בהרי זגרוס שבאיראן, ומתוארכים לשנת 5,400 לפנה"ס. באזור זה מעולם לא גידלו גפנים. ייתכן והיין הווה סחורה עוברת לסוחר באותם ימים. .גם במערות שליד העיירה ארני (Areni)בארמניה התגלו ממצאים ארכאולוגיים מתקופת הנחושת המעידים על ייצור יין מלפני 4,100 לפני הספירה, כלי חרס עתיקים עבור יין נמצאו גם בבבל, ומתוארכים לשנת 3,500 לפני הספירה.ובמצרים העתיקה התגלו ממצאים של ייצור יין מלפני 3,000 שנה לפני הספירה, בה הקדישו ליין אל בשם שסמו (Shezmu), שהוא גם אל רב כוחות, בעל משמעויות של הקזת דם, כתזכורת לפולחני דת ייחודיים. ליין היה גם תפקיד חשוב לפולחן הדתי. המצרים ביססו את את ייצור היין על ענבים אשר הובאו מאזור כנען. בקברי הפרעונים מוצגים ציורים של הבאת מנחות וברשימת המנחות שהוגשו למ, נמצאים כדי חרס רבים. ממצאים רבים אלה מעידים על תפוצה גדולה מאד של ייצור יין בתרבויות רבות ושונות בעיקר לצרכי פולחן. גם ארצות שבהן לא היו גידולי ענבים נהגו ליבא אותם על מנת לאפשר ייצור יין מקומי. ייצור יין היה נפוץ מאד בארץ ישראל. הגפן הארץ ישראלית הייתה נפוצה באזור גאוגרפי זה החל מתקופת הברונזה שהחלה משנת 3,300 שנה לפני הספירה. היין בתקופת התנ"ך שימש בעיקר לצרכי פולחן דתי. בממצאים ארכאולוגיים של העת העתיקה ברץ ישראל קיים ריבוי של גתות (משטחי דריכה) אשר שימשו להכנת התירוש לייצור היין. תרבות זו נעקרה עם הכיבוש המוסלמי בשנת 700 אחרי הספירה עקב איסור שתיית יין על ידי האיסלם.[6]
כלי לשתיית יין דקלים, מרכז אפריקה Pot for drinking palm wine
באפריקה התפתחי ייצור היין בעיקר על בסיס תסיסה של נוזל ניגר של עצי הדקלים. יין הדקלים האפריקאי התפתח 16,000 לפני הספירה, והוא נחשב למשקה האלכוהולי הראשון בהיסטוריה האנושית.[7]
כד חרס לשתיית בירה
הבירה- בשלושה מכתשים הסמוכים לקברים במערת "רקפת" שעל הכרמל בני 11,000,000 שנים לפני הספירה, התגלו סימנים לייצור בירה על ידי הנאטופים, בתקופה שבו החברה האנושית עברה מנוודות להתישבות קבע ותחילת התפתחות החקלאות וביות חיות לצרכי המשק האנושי, שאריות העפר בתוך המכתשים הכיל שרידים מיקרוסקופיים של עמילן דגנים (חיטה, שעורה ושיבולת-שועל) וצמחים אחרים עם סימני כתישה ותסיסה, ודפנות המכתשים מראים סימני בליה שנגרמה מכתישה ומשימוש בסלים.המימצאים הארכאולוגיים העתיקים ביותר התגלו בישראל באתר אתר הקבובה רקפת[8][9] 11,000 שנים לפני הספירה.. חפירות באתרים הארכאולוגיות בני 5,000 שנה לפני הספירה שהתגלו בעיראק, כתבים בני 3,900 שנה לפני הספירה בשומר העתיקה המתארים ייצור בירה משעורה, ותגליות ארכאולוגיות בסין [10] המביאות פרוט של אופן הכנת בירה משעורה מוכיחות את נפיצות תהליך התסיסה הספונטנית בתרבויות שונות.
הגבינה- קרוב לוודאי שגם תהליך יצירת הגבינות התרחש באופן ספונטני על ידי תסיסת חלב של חיות שבויתועל ידי האדם ושימשו אותו בעיקר כמקורות מזון, כסות ועבודה, הנוהג לאגור חלב בקיבות של מעלי גירה זירז את תהליך הגיבון של החלב והפיכתו מחלב ניגר לגבינה. עדויות ארכאולוגיות ראשונות על תהליך יצירת הגבינות קיימות מממצאים מ 5,500 שנים לפני הספירה באזור קויאבה, פולין,[11] , באיזור הדלמטי [12] בהם נמצאו שאריות של גבן על במיכלי חרס, תהליך ייצור הגבינות הוא תהליך עתיק יומין שהחל באופן ספונטני לפני 7,000 שנה כפי שהתגלה בחפירות ארכאולוגיות בעיראק[13] ובמצריים העתיקה התגלו ממצאים ארכאולוגיים של כלים המכילים שאריות של מוצרי גבינה שהובאו כמנחה למת לפני 3,500 שנה לפני הספירה.[14] ייצור הגבינה היה ידוע במצרים העתיקה, יוון ורומא (Cheesemaking). ההרגל של שימוש בקיבות של מעלי גירה לאחסון חלב הוביל באופן טבעי לגבון החלב על ידי המיקרופלורה הטבעית המצויה בחלב ופעולת הקרישה (קואגולציה)[15] של חלבון החלב על ידי אנזימים שמקורם בקיבה של מעלי גירה בשם רנט (Rennet), הוא אנזים ההגבנה, המורכב מהפרוטאזות כימוזין ופפסין ומאנזים מפרק שומנים- ליפאזה . הסביבה החומצית. הגבוהה האופיינית לקיבה מזרזת את תהליך הגיבון. חפירות ארכאולוגיות בפולין, והחוף הדלמאטי בקרואטיה, גילו שאריות של גבינה ושומן שמקורו בחלב שנותרו ברשת החמר של כדי חרס מלפני 5,000 שנה לפני הספירה[16]. על פי מחקרים ארכאולוגיים, משערים שבתחילה הגבון נעשה בסלים מזרדים ועם התפתחות התהליך, הגיבון נעשה בכדי חרס או עץ.
משקאות חלב ניגר- (Fermented milk products)-[17] בדומה ליצירת גבינות מחלב, גם יצירת משקאות מחלב בתהליך של תסיסה התרחשה באופן ספונטני משחר ההיסטוריה.כבר לפני 8,000 שנים לפני הספירה. המשקאות המבוססים על פעולה פרמנטאטיבית של חלב ממקורות שונים נפוצים בכל העולם התרבותי
Areni-1 cave entranceמפת הערים הרומיות- דרך היין באזור הבלקן Sirmium, a map of Roman sites
הבירה- עדויות ראשונות של ייצור הבירה התגלו בחפירות ארכאולוגיות בארמניה [18]. בדיקות כימיות של כדי חרס בני 3,500 שנה גילו שאריות של דגניים מרוסקים ושמרים. חפירות ארכאולוגיות באזור אתר קבורה חולי בסין (Xiaohe Cemetery) גילו שאריות של חומר דמוי קפיר בקברי מומיות, בני 1,950 שנה לפני הספירה.[19] החפירות הארכאולוגיות בקברים אלה מגלות שאריות של שלושה זני חיטה למאכל אדם ובהמות אשר הובאו כמנחות למתים[20].
הבשר- שימור בשר בתרבויות עתיקות התפתחו בד בבד שני תהליכים: ייבוש הבשר והחמצת הבשר על ידי תהליכי תסיסה. ייתכן וגם עישון המוצרים הסופיים תרמו להארכת זמן ההשתמרות התפתחו החמצת בשר ויצירת נקניקים כנראה התפתחה באזור המזרח התיכון על ידי השומרים לפני 3,100 שנה, כפי שהתגלה בחפירות ארכאולוגיות[21]
אמפורה לגארום. התגלתה מחפירות פומפי, איטליהחפירות ארכאולוגיות של מפעל לייצור גארום רומאי שהיה פעיל בין השנים 208-418 לפני הספירה, בספרד Tarifa, provincia de Cádiz
הדגים- שימור דגים על ידי תסיסה קיים בתרבויות עתיקות רבות על פני כדור הארץ.[22] המזון העתיק ביותר המבוסס על דגים שעברו תהליך של תסיסה הוא רוטב הגארום (Garum) שהתגלה בחפירות ארכאולוגיות ברומא העתיקה. הרוטב נוצר מתסיסה של חלקי פנים, בעיקר מעיים ודם של דגי מקרל[23] בנוכחות מלח בישול. החיידקים הטבעיים של מערכת העיכול שימשו לתסיסה, פרוק והוספת טעמים אופייניים ששימשו לתיבול מאכלים שונים. הרוטב היה נפוץ בפניקיה, קתרגו העתיקה, יוון העתיקה, רומא העתיקה ומאוחר יותר בביזנט.
כלי עם ירקות כבושים סין :Chinese Pickles
כבישת ירקות ופירות(pickling)- בחפירות ארכאולוגיים, 2,400 שנה לפני הספירה במסופוטמיה ובמצרים[24] ובעמק הטיגריס (Tigris) בעיראק 2,030 שנה לפני הספירה התגלו ממצאים המעידים על החמצת ירקות שונים.[25] כך גם בחפירות בבבל העתיקה, 1,500 שנה לפני הספירה, משם התפשטה למזרח התיכון, רומא העתיקה, סיציליה וספרד. הכבישה האזורים אלה נעשתה על ידי השרייה ממושכת בחומץ ואילו הכבישה בתמלחות מי מלח התפתחה בסין 1,100 שנים לפני הספירה. [26]
שיחרור פולי הקפה מהפרי על ידי תסיסה לאקטית -[27] פולי הקפה גדלים בזוגות בפרי עץ הקפה Coffea. על פי ההשערה המדעית עצי הקפה התפתחו בתקופת האאוצ'ן (Eocene Era) לפני 33,000,000-66,000,000 שנים[28] משערים שמוצא הקפה הוא באתיופיה,. משם התפזר ליבשת אפריקה, דרום אמריקה וספרד בעקבות תהליך הקרונוליאליזם וכיבוש ארצות בין המאה העשירית למאה השש עשרה אחרי הספירה. [29]
מוצא עץ הקקאו Theobroma cacaoהוא ביערות האמזון. העץ בוית על ידי בני אדם לפני 5,000 שנה. ההשערה היא שמוצא הקקאו מדרום אמריקה, באזור דרום מזרח אקוודור. , העיבוד נעשה על ידי בני המאיהוהאצטקים ומשם נדד לספרד ולאירופה, עם כיבוש דרום אמריקה על ידי הספרדים.
עלי התה-(History of tea) - על פי ממצאים של שאריות חומר צמחי במאוזולאום שהתגלה בבית העלמין של Gurgyam Cemetery משערים שהתה מוצאו מדרום מזרח סין באיזור Chang’an ו- Ngari קרוב למיאנמאר.הדיווחים הראשונים של שתיית תה הם מתקופת שושלת שאנג Shang dynasty במאה השנייה לפני הספירה, בה התה שימש למטרות רפואיות.[31].
התססה של טופו- ממצאים ארכאולוגיים מצביעים על התפתחות הטופו בסין לפני 2,000 שנה. [32] צמח הסויה בוית לפני 5,000 שנה.
הטופו מיוצר מחלבון פולי הסויה. שיקוע החלבון נעשה על ידי הוספת שני מלחים: סולפאט הסידן CaSO4 או כלוריד המגנזיום MgCl. החלבון עובר קואגולציה [33] ולאחר מכן לחיצה להוצאת עודפי מים. הקריש הקרוי טופו מעוצב לקוביות. תהליך התסיסה של הטופו נעשה על ידי טבילתו בתימלחת המלווה ביין של אורז ותבלינים שונים. התהליך של התסיסה מבוצע על ידי חיידקים, שמרים ועובשים שונים. הטופו המותסס קרוי stinky tofu. [34] .
רטבים של סויה - רוטב על בסיס תסיסה של פולי סויה hishio התפתח בסין העתיקה כבר 3,000 לפני הספירה.[35]
המהפכה התעשייתית הובילה לתהליכי ייצור מוצרים שונים ביניהם מזונות ומשקאות בשיטות תעשייתיות המתבססות על ייצור מוצרים בכמויות גדולות תוך ניצול מרבי של חומרי גלם זמינים , תוך הקפדה על איכות מוצר אחידה לאורך זמן, על חיי מדף ארוכים ככל שניתן ועל בטיחות המזון.
הדרישה התעשייתית לאחידות מוצר הובילה להתפתחותם של סטארטרים (Starter Culture)[36] מתורבתים המוספים לחומרי הגלם בשלבים שונים של תהליכי הייצור. השימוש בסטארטרים לתסיסה (Fermentation starter) נפוץ בתהליכים תעשייתיים מבוקרים של תעשייות היין והבירה ומשקאות האלכוהוליים שונים, הגבינות ומוצרי חלב ניגרים, הבשר והדגים, החמוצים והרטבים, לצד שימוש מסורתי של מיקרואורגניזמים שמקורם מהמיקרופלורה, כגון עיבוד פולי הקפה והקקאו ועלי התה, השימוש בסטארטרים מאפשר שליטה מבוקרת של התהליכים האנזימתיים על ידי שליטה כמותית ואיכותית של המיקרואורגניזמים המוספים ושליטה מוחלטת על תהליכי הייצור ועל ידי כך שמירת אחידות איכות המוצר לאורך זמן..
תעשיות המזון והמשקאות עושות שימוש נרחב במיקרואורגניזמים השייכים לממלכת החיידקים, השמרים והעובשים. לעיתים נעשה שימוש בתערובות של מיקרואורנניזמים מאותה המשפחה או ממשפחות שונות, בשלבים שונים של תהליכי הייצור. מיקרואורגניזמים אלה מצויים במיקרוביוטה של חומרי גלם צמחיים כגון, פירות וירקות, זרעים וגרעינים.. בטבע המיקרואורגניזמים מצויים בקרקע עליה גודלו הצמחים. חלק מהמיקרואורגניזמים אף מאכלסים את המיקרוביוטה של האדם ובעלי חיים אחרים, בעיקר בריריות של דרכי העיכול והנשימה ועל פני העור, כמיקרוארגניזמים קומנסליים, בלתי מזיקים. הם עלולים להפוך לפתוגנים מזדמנים (Opportunistic infection), כאשר ניתנת להם ההזדמנות, כגון, חשיפה למדוכאי חיסון (Immunosuppression), או במקרה של פציעה..מבחינה היסטורית, השימוש במיקרואורגניזמים המצויים בטבע למטרת ייצור מזונות שונים התפתחה באופן מסורתי בתרבויות שונות על פני כדור הארץ. אמנם חסרות עדויות ארכאולוגיות מדויקות לשימוש מיקרוביאלי בתקופה הקדומה מכיוון שחסרים שרידים של מזונות מהעת הקדומה, אך ההנחה הרווחת היא כי השימוש במיקרואורגניזמים המצויים בטבע התרחשה קרוב למהפכה החקלאית לפני 12,000,000 שנה במטרה ליצור מוצרים מתוצרת חקלאית עודפת בעלי תכונות אורגנולפטיות ייחודיות ובעלי עמידות גדולה יותר לקלקולים. תהליכים אלה המכונים תהליכי תסיסה התרחשו באופן טבעי בסביבת המחייה של חברות אנושיות[37][38] הרבה לפני שהאדם גילה את עולם המיקרואורגניזמים. היין, הלחם, הגבינה, הטופו הם מזונות המשמשים לנו כדוגמא לתהליכים אלה. המהפכה התעשייתית הובילה לתהליכי ייצור מוצרים שונים ביניהם מזונות ומשקאות בשיטות תעשייתיות המתבססות על ייצור מוצרים בכמויות גדולות תוך ניצול מרבי של חומרי גלם זמינים , תוך הקפדה על איכות מוצר אחידה לאורך זמן, על חיי מדף ארוכים ככל שניתן ועל בטיחות המזון. הדרישה התעשייתית לאחידות מוצר הובילה להתפתחותם של סטארטרים
(Starter Culture)[39] של מיקרואורגניזמים מתורבתים המוספים לחומרי הגלם בשלבים שונים של שלבי הייצור. השימוש בסטארטרים בייצור התעשייתי התפתח מתחילת המאה הקודמת בין השנים 1900-1930. [40] השימוש בסטארטרים לתסיסה (Fermentation starter) נפוץ בתהליכים תעשייתיים מבוקרים של תעשייות היין והבירה, משקאות האלכוהוליים שונים, הגבינות ומוצרי חלב ניגרים, הבשר והדגים,
טעם וריח - מרבית תהליכי התסיסה הנפוצים בייצור מזון ומשקאות הם תהליכי תסיסה כוהלית המבוססת על הפיכת הסוכר לפירובאט והפיכתו לאתנול ודו תחמוצת הפחמן. בהם התוצר הסופי הוא אתנול, כגון ייצור יין, בירה, משקאות אלכוהוליים על בסיס צמחי ותעשיית הלחם על סוגיה השונים. תהליכי תסיסה שימושיים אחרים הם תהליכים של יצירת חומצה אצטית או חומצה לקאטית .המלווים בהורדה משמעותית של ה-pH, שמשמעותה העיקרי הוא קרישה הקרויה קואגולציה של החלבון. בתהליכי התסיסה המיקרוביאלית עשויים להיווצר גם חומרי טעם וריח ייחודיים המעניקים למוצר תכונות אורגנולפטיות אופיניות. בדרך זו למשל, מיוצר מגוון רחב של משקאות חלב המתחלק לשלוש קבוצות עיקריות[41]:
מוצרים סמיכים- viscous products
מוצרי שתייה= beverage products
מוצרים עם גאז דו תחמוצת הפחמן- carbonated products
שינויים במרקם- בתהליכי התסיסה המיקרוביאלית מתרחשים שינויים במראה המוצר. אנזימים מפרקי חלבונים, הפרוטאזות הופכים את הגבינה לנוזלית יותר כגון גבינת Brie. אחת התוצאות של תסיסה לקטית היא יצירת הגז דו תחמוצת הפחמן המיצר בועות בגוף הגבינה בגדלים שונים ובפיזורים שונים. (גבינות קשות לחם),תרבותיות..
שינויים בצבע- בתהליכי התסיסה המיקרוביאלית עשויים לחול שינויים משמעותיים בצבע המוצר על ידי הפרשת פיגמנטים מקבוצת הקרוטנואידים, או על ידי צמיחה של תפטיר על ידי עובשים, הן בחלקו הפנימי והן בחלקו החיצוני. שינויים אלה מאפינים את המוצר, כגון, גבינות קשות.
רשימת המיקרואורגניזמים נערכה על פי סדר האלף בית הלטיני (ABC).
חיידקי האצטובקטר המשתייכים למשפחת ה-Acetobacteriaceae, מתגים גרם שליליים, אווירניים אובליגטוריים, מזופיליים, המצויים בטבע במיקרוביוטה של פרות וירקות וברקמות ריריות של בעלי חיים. החיידקים בעלי יכולת לחמצן כוהל אתילי לחומצת חומץ בתסיסה אווירנית. מקור הכוהל האתילי מתסיסה כוהלית של סוכרים מהצומח על ידי שמרים. חיידקים אלה עמידים לריכוזים גבוהים של אתנול וחומצת חומץ, הנחשבים לחומרים אנטיבקטריאליים הודות לנוכחות חלבונים עמידים ל- pH בתחום ה-5.0 -5.5 ואף פחות :
בתעשיית החומץ נעשה שימוש במינים שונים של אצטובאקטר. בנוסף ליצירת חומצת החומץ חיידקים אלה מפיקים גם חומצות אורגניות שונות וחומרים ארומטיים התורמים לתכונות האורגנולפטיות (Organoleptic) של המוצר הסופי (טעם, ריח, וצבע).
Acetobacter aceti
Acetobacter malorum
Acetobacter pasteurianus
Acetobacter pomorum
Acetobacter syzygii
לחומצת החומץ שימושים רחבים. רק 10% מתפוקת החומץ העולמי מתקבל בתהליכים מיקרוביאליים.והוא מיועד ברובו לתעשיית המזון והמשקאות. לעומת זאת, חומץ סינטטי משמש למטרות שימושיות רבות, כגון, ניקיון משטחים,, המסת אבנית, חיטוי רפואי וסביבתי, חיטוי והשמדת חרקים ותולעים בפירות וירקות (ביחוד למטרות כשרות).[42]
חיידקי חומצת החומץ יחד עם שמרים וחיידקי החומצה הלאקטית המצויים באופן טבעי במיקרוביוטה של פרי הקפה והקקאו[43],[44] מפרקים את המעטה הרב-סוכרי של זרעי הקקאו והקפה לאחר הקטיף.[45][46] זהו שלב התחלתי של הטיפול בזרעי הקקאו והקפה לפני ייבוש וקלייה. התסיסה המיקרוביאלית של המעטה החיצוני של פולי הקפה והקקאו נמשכת כשבוע ימים ומפרקת את השכבה הפקטינואידית העוטפת את הזרעים. תגובת התסיסה היא אקסוטרמית. במהלכה הטמפרטורה עולה ל-50oC. עליית הטמפרטורה מאפשרת חדירה של האתנול וחומצת החומץ אל תוך הפרי ולהריגת הזרעים ומלווה בהיווצרות של חומרי טעם וריח וגורמות לשינויי צבע אופיניים למוצר הסופי. תהליך התסיסה מעניק לקקאו ולקפה את התכונות האורגנולפטיות האופיניות למוצר.[47]
ייצור שימורי ירקות ופירות מוחמצים בתסיסה ממושכת בתימלחת של מלח בישול.[48] או על ידי השרייה בחומצת חומץ. התסיסה מתבצעת על ידי המיקרוביוטה על פני הפרי או הירק. החומצות האורגניות שנוצרות, בעיקר החומצה הלאקטית וחומצת vחומץ מעניקות למוצר את תכונותיו האורגנולפטיות: טעם, ריח, צבע ומרקם ומשמרות אותו בפני זיהומים של חיידקים בלתי רצויים. דרך שנייה לייצור שימורי ירקות מוחמצים היא על ידי תמיסת חומץ חמה.[49]
ייצור בירה מבוסס על תסיסה כוהלית של גרעינים עטירי עמילן על ידי שמרים. [50]המצאות של חיידקי החומצה הלאקטית וחומצת החומץ הגורמים לתסיסה ויצירת חומצות אורגניות אינה רצויה במפעלי בירה, כיון שנחשבים למחוללי קלקול. בין סוגי הבירה הרבים קיימים גם סוגי בירה חמוצה שnhumru, באופן מבוקר על ידי סטרטרים של חיידקי חומצה לאקטית Lactobacillus ן- Pediococcus. בתהליכים מבוקרים אלה נוצרת כמות מבוקרת רצויה של חומצות אורגניות המעניקות לבירה את טעמה החמצמץ.[51]
Acetobacter cerevisiae נפוץ במפעלים לייצור בירה והוא נחשב לחיידק הגורם לקלקול.[52].
צילום מיקרוספוק אלקטרונHם של החיידק ארטרובקטר כלורופנוליקוס Arthrobacter chlorophenolicus
בתהליך הייצור של גבינות קשות אלה, נוהגים למרוח על פני חריצי הגבינה בתדירויות מסוימות תרביות החיידקים מבוקרים. החיידקים יוצרים מעטה ההולך ומתקשה על פני החרי, בעל גוון חום-כתום ולפעמים אדמדם מורכב מקרוטנואידים, כגון גבינת Reblochon [55]
עובשים השייכים לסוג Aspergillus הם פטריות אווירניות, נפוצות בקרקע ועל פירות וירקות. עובשים נחשבים למיקרואורגניזמים מחוללי קילקולי מזון ומשקאות, אולם מיני Aspergillus תורמים תלעשיית רטבי הסויה ומשקאות אלכוהוליים המופקים מאורז. תעשייה זו נפוצה בארצות המזרח הרחוק. כמה סוגים של עובשי Aspergillus נחשבים מסוכנים בהיותם יוצרי אפלטוקסינים הנחשבים לגורמי סיכון במזון, על כן הייצור של מוצרים בנוכחות גזעי Aspergillus חייבת להיות תחת בקרה קפדנית ביותר.
תהליך ייצור תה מעלי תה יבשים Ndawara tea plantation, Cameroonשדה תה צפון הודו
עובש הלוקח חלק בתהליך המשמעותי של תסיסת עלי תה בתהליך הייצור של התה השחור.[56] תהליך התסיסה מתרחש תוך כדי שיטוח עלי התה וסיבובן על מנת לשבור את רקמת העלים, תהליך המאפשר שחרור של אנזימים פרוטאוליתיים ומאפשר גישה של העובש לחומרי התסיסה המצויים בעלים. התהליך מתרחש תוך כדי אוורור מתמשך של מסת העלים, על מנת להבטיח תהליך רציף של שעתיים עד ארבע שעות.
ייצור רטבים במיזרת הרחוק מבוססים על שני שלבי תסיסה: תסיסה ראשונית על ידי עובש האספרגילוס על מצע של אורז. המוצר הסופי קרוי קוג'י Coji משמש המשך להמשך התסיסה המבוצעת על ידי הוספת חיידקים ושמרים שוניo לעיסה של גרגרי סויה טחונים בתוספת מלח בריכוז גבוה. החיידקים והשמרים עמידילריכוזי המלח הגבוהים. תהליך תסיסת המיסו נמשך שנתיים.[57]
חיידקים השייכים לסוגים Bifidobacterium ו- Brachybacterium הם מתגים גרם חיוביים, בעלי רגישות שונה לנוכחות חמצן, בהיותם אל-אווירניים או מיקרואארופילים. המשתתפים בתסיסה של חלב ויצירת מוצרי חלב ניגרים כגון יוגורט, וגבינות.שונות
צילום מיקרוסקופ אלקטרונים של חיידקי ביפידובקטריום לונגום Bifidobacterium longumמשקה חלב ניגר דאדיה Dadya- מדגסקר
תעשיית מוצרי החלב הניגרים, נעשה שימוש בסטרטרים מבוקרים המכילים תערובות של חיידקים הגורמים לתסיסה לאקטית ומעניקים למוצר תכונות של טעם, ריח ומרקם אופיניים למוצר.
קבוצה גדולה של שמרים השייכים לסוג קנדידה, חלקם פתוגנים לבני אדם אך בעלי חשיבות בתהליך התסיסה ההתחלתי של פרי הקקאו יחד עם חיידקי חומצת החלב וחיידקי חומצת החומץ
הקנדידה היא סוג של שמר המתרבה על ידי הנצה. השמרים נפוצים מאד בטבע, בקרקע, במיקרוביוטה של צמחים ובעלי חיים..
השמרים מעורבים בתהליכי תסיסה בתעשיות מזון ומשקאות שונים. הם אינם פועלים לבד, אלא בתערובת עם חיידקי החומצה הלקטית וחיידקי חומצת החומץ ויחד עם שמרים המבצעים תסיסה אלכוהולית.
חיידקי Carnobacterium הם חיידקים השייכים למשפחת Carnobacteriaceae, השייכת למשפחת חיידקי החומצה הלקטית' מתגים גרם חיוביים המצויים במיקרוביוטה הטבעית של חלב דגים ובשר, ומשמשים להחמצה לקטית של מוצרי חלב, דגים, פירות-ים ובשר [69] חיידקים אלה לרוב אינם פתוגניים לבני אדם, אך עלולים לגרום למחלות אצל דגים. למרות השתייכותם לקבוצת חיידקי חומצת החלב העמידים ל pH נמוך הרי שחיידקי הקרנובקטריום מעדיפים pH 7-9. החיידקים עמידים מליחות גבוהה, עמידים להקפאות והפשרות ועמידות יחסית לטמפרטורות גבוהות ולכן מתאימים לתהלכים הטכנולוגיים של תעשיית המזון.[70]
תעשיית מוצרי חלב היא אחת התעשיות המפותחות ביותר בתרבות האנושית, בה החלב משמש כחומר הגלם העיקרי לייצור מוצרים ניגרים, וגבינות בעלות מרקם מגוון (לבנות רכות, חצי-רכות שעברו תהליך של הבחלה ממושכת בליווי שטיפה של פני ככרות הגבינה בפרקי זמן שונית-, smear ripened cheese, לבנות קשות בתמלחת, וגבינות צהובות קשות.
גבינה רכה- קוטג' Cottageגבינה לבנה קשה בתמלחת-Feta cheese
(Types of cheese). השלב התעשייתי הראשוני בייצור מוצרי חלב הוא תהליך שיקוע חלבון החלב על ידי החמצה. ההחמצה מתרחשת על ידי הוספה של חומצה אורגנית, כגון חומצת ציטרית, חומצה לקטית או חומצת חומץ, על ידי פעולה אנזימטית בהוספת של אנזים רנט (Rennet), או על ידי תסיסה שהיא תהליך ביולוגי בעיקבות הוספה של סטרטרים מיקרוביאליים [72] המייצרים את החומצה הלקטית (חומצת החלב) .
היווצרות הגבן curd setting
גיבון- כל מוצרי החלב עוברים תהליך של קואגולציה של הגבן (curd) על ידי החמצה כימית או ביולוגית. ההחמצה הביולוגית נעשית על ידי תוספת של סטארטרים שונים לחלב הגורמים להורדת ה-pH על ידי תסיסה לקטית של הלקטוזה, דו-סוכר ייחודי המצוי בטבע רק בחלב יונקים. הורדת pH על ידי החומצה הלtקטית גורמת לקואגולציה של קזאין ששמהווה 90% מחלבון החלב,אשר בהגיעו לנקודה האיזואלקטרית עובר תהליך של קואגולציה (קרישה)..
שימור מזון על ידי החמצה. בסביבה חומצית יש העדפת מחייה לחיידקים עמידים ל-pH נמוכים. החומצה הלאקטית מהווה גורם סלקטיבי של אוכלוסיית החיידקים, סביבה פחות מתאימה לחיידקים פתוגניים..
דגים שעברו תסיסה, מניפור, הודוNgari aka fermented fishCarnobacterium divergens[73][74]
תעשיות ההחמצה של דגים מבוססות על תהליכי פרוק חלבונים לפפטידים קצרי שרשרת והמשך הפרוק שלהם בתהליכי תסיסה. פרוק אנזימתי של הפפטידים הקצרים בעלי 2-20 חומצות אמינו הנחשבים כנוגדי חימצון, בעלי תכונות אנטי סרטניות, ונוגדי יתר לחץ דם ומעניקות למוצר תכונות אורגנולפטיות של טעם וריח ייחודיים. תהליך ההחמצה על ידי תסיסה אף מעניק למוצרים אלה חיי מדף ארוכים וסביבה נוגדת תנאי מחייה לחיידקים פתוגניים המעדיפים סביבה הקרובה יותר לסביבה נאוטרלית (pH 7)
חיידקי הקורינבקטריום Corynebacterium שייכים למשפחת ה Corynebacteriaceae, הם מתגים גרם חיוביים,אל וווירנים פקולטטיביים, נפוצים בטבע בקרקע ובמים, חיידקים פסיכרוטרופיים ועמידים לריכוזי מלח בישול גבוהים, חיידקי הקואינבקטריום עלולים להיות פתוגניים או להשתתף בתהליכים טכנולוגיים בתעשייות מזון שונות. הם אחראים ליצירת הקליפה החיצונית של גבינות שעוברות תהליך של הבחלה ואחראים להתפתחות הצבע הכתום-אדום של הקליפה ולמרקם החצי נוזלי של הגבינות המובחלות כתוצאה מהפרשת אנזימים פרוטאוליטיים.[75] בהיותם מצויים באופן טבעי על פני העור ובריריות הגוף, הם מועברים בקלות על פני ככרות הגבינה המיועדת להבחלה על ידי מגע אנושי של מריחתם על ידי התמלחת בעת הבחלתם.[76][77] החיידקים מקבוצת הקורינבקטריום הלוקלים חלק בתעשיית הגבינות המובחלות אינם פתוגניים, ונחשבים לחיידקים קומנסליים החיים באופן טבעי ביחסי גומלין עם בני האדם, להבדיל מחיידקי קורינבקטריום פתוגניים הגורמים למחלות עור ודלקות גרון אצל בני האדם ולמחלות עטין אצל בעלי חיים, בקר וצאן.
שמרים השייכים לסוג ה-Debaromyces n n ממשפחת Saccharomycetaceae, נחשבים לשמרים עמידים לתנאי קיצון- extremophyl, מצויים בקרקע ומשמשים להבחלת גבינות קשות וגבינות מובחלות-רכות
Deberyomyces hansenii משמשל להבחלת גבינות צהובות קשות ומובחלות-רכות[79]
Debaryomyces kloeckeri משמש להבחלת גבינות צהובות קשות
חיידקים מסוג Enterococcus שייכים למשפחת Enterococcace, קוקים גרם חיוביים המצויים בטבע בפרות וירוקות שעוברים תהליך של ריקבון ובדרכי העיכול של בני האדם הם שייכים לקבוצת חיידקי החומצה הלאקטית המכונה LAB(Lactic acid bacteria), חיידקים אלה הם עמידים ל-PH נמוך יחסית בין 3-4 ואחראים על תהליכי תסיסה רבים של מוצרי חלב, ירקות כבושים, מוצרי בששר מותססים,
עובשים מסוג פוסריום Fusarium נפוצים בייחוד בקרקע. כמה מסוגי הפוסריום נחשבים נחשבים לפתוגנים לצמחים אך מין אחד של פוסריום משמש גם בתעשיית הגבינות הצהובות. בתעשייה זו נעשה שימוש מגוון רחב של עובשים התורמים למראה החיצוני של הגבינה, על ידי יצירת קליפה צבעונית ותרומה לטעם, למראה ולמרקם של הגבינה באמצעות הפרשת אנזימים פרוטאוליטיים.[82]
Fusarium domesticum[83] מצטיין ביצירת תפטיר לבן, צפוף ודמוי רשת של גבישי קרח, על פני גבינות קשות שעברו הבחלה ממושכת. נפוץ על פני גבינות השייכות לקבוצת
מעטה של העובש על פני גבינת עיזים Valençay cheese, a goat cheese from France
ה-smear-ripened cheeses-(washed rind cheeses) Gruyère, Taleggio, Reblochon ,Epoisse de Bourgogne., Brie de Maux אלו הן גבינות קשות, קשות למחצה ואו רכות אשר עוברות תהליך ארוך של הבחלה תוך כדי שטיפות תקופתיות בתמלחות המכילות את העובש ומאפשרות התפתחות של תפטיר צפוף המגן על המבנה של הגבינה ומעניק לה מראה, טעם וריח אופיניים לסוג הגבינה.. התמלחות מכילות גם חומרים שונים המתאימים לתסיסה כגון, בירה, יין ומשקאות אלכוהוליים מפירות.
עובשים מסוג Geotrichum אינם פתוגניים ונפוצים בייחוד בקרקע ובפירות וירקות בתהליכי ריקבון. העובש מסוגל להשתמש בחומצה לקטית כמקור לפחמן אך אינו מסוגל להשתמש בלקטוזה למטרה זו. לפיכך, הוא לוקח חלק בתהליך הייצור לאחר יצירת הגבן על ידי חיידקי חומצת החלב. העובש הוא מיקרואורגניזם קומנסלי אצל בני האדם, על פני העור ובמערכת העיכול ועשוי להפוך לפאטוגן מזדמן בתנאים של מערכת חיסונית מדוכאת.
smear ripend cheeses- Geotrichum candidum, כגון גבינת Camembert ,St. Marcellin ,St. Nectaire, Reblochon[84]אחראי על פיתוח תפטיר קטיפתי לבן על פני חריץ הגבינה ופיתוח טעמים וריחות בזכות אנזימים מפרקי חלבונים ושומנים.
מעטה של תפטיר לבן על פני חריץ הגבינה St Nectaire cheese-צרפת
חיידקים השייכים לסוג גלוקונובקטר Gluconobacter הם מתגים אליפסואידיים, גרם שליליים לעיתים בזוגות, הלוקחים חלק פעיל בשלוש תעשיות מזון עיקריות: תסיסת המעטה הרב- סוכרי של פולי הקפה והקקאו כהכנתה לקלייה ותעשיית החומץ. שייכים לקבוצת חיידקי חומצת החומץ. חיידקים אלה, יחד עם חיידקי האצטובקטר נפוצים באופן טבעי בפירות עטירי סוכר, בעלי יכולת לשרוד בריכוזי סוכר גבוהים יחסית ובריכוזי כוהל אתילי ולכן אחראים גם לקילקולים של בירה ויין. [86]
חיידק מסוג הפנייה- Hafnia שייך למשפחת Hafniaceae השייכת לחיידקי המעיים- Enterobacteriaceae, חיידק קומנסלי המצוי בפלורה המיקרוביוטית של המעיים, מתג גרם שלישי, אל-אווירני פקולטטיבי, נפוץ כסטארטר בתעשיית הגבינות. החיידק איננו פתוגני לרוב האוכלוסיה, עלול להפוך לפתוגני בבני אדם עם מערכת חיסונית מדוכאת. משמש כחיידק פרוביוטי למערכת העיכול. .
חיידק מסוג הלומונס- Halomonas שייך למשפחת Halomonaceae, מתג גרם שלילי, טרמופילי קיצון ( מתקיים עד 122 מעלות צלזיוס) (Thermophile), עמיד לריכוזים יחסית גבוהים של מלח בישול, ולכן מתאים לתהליכים ביוטכנולוגיים. בטבע הוא מצוי בעיקר במי ים ואוקינוסים וקומנסל בדגים.
הקפיר הוא משקה המיוצר מחלב פרה, כבש או עז, שעבר תסיסה לקטית על ידי סטארטר מעורב של חיידקים ועובשים דמויי שמרים. מקורו של הקפיר בקווקז ומשם נדד אל רוסיה ואירופה לאזורי הבלקן..
שמרים הם פטריות חד תאייות המתרבות על ידי הנצה, נפוצים בקרקע, פירות וירקות. אחראים לריקבון הטבעי של צמחים, מינים רבים המשתייכים לסוג זה אינם פתוגניים אך קיימים גם מינים פיטופתוגניים [92] המועברים על ידי חרקים .
שמרים מסוג Kloeckera שייכים למשפחת ה -Saccharomycetaceae
שמרים מסוג Kluyveromyces שייכים למשפחת Saccharomycetaceae, לרוב גדלים כקומנסלים על בפירות ובקרקע, אך עלולים לההפך לפתוגנים בבני אדם מדוכאי מערכת החיסון.
שמרים טרמוטולרנטים הסוגלים להתקיים בטמפרטורה של עד 45oC, מפרקי לקטוז לחומצה לקטית בתסיסה אל-אווירנית. השמרים השייכים לסוג Kluyveromyces מסוגלים להתסיס גם סוכרים נוספים כגון, גלוקוזה ופרוקטוזה על ידי תהליך ביוכימי מיטוכונדריאלי של נשימה אווירנית במעגל החומצה הציטרית TCA (Citric acid cycle)[95].
סכמה של תהליכים פיסיולוגיים המתרחשים בריזוספרה (הקרקע מסביב לשורשים של הצמח)
חיידקים מסוג Kocuria[97] שייכים למשפחת הם Micrococcaceae קוקים גרם חיוביים, אווירניים, הגדלים בזוגות או ברביעיות, המצויים באופן טבעי בקרקע. פתוגניים לדגים על ידי חדירה לדרכי העיכול. חיידקי ה-Kocuria-rhizophila מתמקמים באופן טבעי בקרקע שמסביב למערכת השורשים של צמחים המכונה רוזוספרה (Rhizosphere), כמו התירס ויוצרים מיקרוביוטה אופינית לקרקע, לצמח ולמשאבים התזונתיים ומצויים בסביבתו.
מאכל אינדונזי- Nata de coco קוביות ג'לי של נוזל אגוזי הקוקוס שנוצר על ידי החיידק Komagataeibacter xylinus
עיבוד שאריות של פירות מקומיים כמו אננס ועיבוד נוזל אגוזי הקוקוס, בתהליך של הקרשה- ג'ליפיקציה ויצירת קוביות ג'לי התהליך מתאפשר הודות לתכונות של החיידק המיצר תאית , רב סוכר המיצר רשת וקושר מולקולות של מים בקשרי מימן ועל ידי כך בעל פוטנציאל לאגירת מים ויצירת ג'ל.
חיידקים השייכים לסוג לקטובצילוס Lactobacillus הם מתגים גרם חיוביים, הגדלים בסביבה אל אווירנית או מיקרואארופילית (Microaerophile), יוצרים שרשראות ואינם מיצרים נבגים. הלקטובצילים מצויים במיקרוביוטה של האדם, בריריות של המעיים ושל הנרתיק ומגינים עליהם בפני חיידקים פתוגניים. הלקטובצילים נחשבים לחיידקים פרוביוטיים (probiotic), המצויים במוצרי חלב שעברו תסיסה לקטית, עקב יכולתם לשקם את הפלורה המיקרוביאלית של המעי הדק ועל ידי כך למנוע תחלואה. השימוש בחיידקים פרוביוטיים שהחל משנת 1,970[100] הופך לנפוץ ביותר, בגלל התכונות המיטיבות של הגישה הפרוביוטית.
תעשיית מוצרי החלב הניגרים התחילה להתפתח באופן ספונטאני על ידי החברה האנושית על פני כדור הארץ לפני 1,500 שנה יחד עם תהליכי החמצת ירקות (כרוב למשל). [101]
Lactobacillus delbrukii var. bulgaricus[102].(בתערובת עם החיידק Streptococcus thermophilus) הוא החיידק העיקרי בסטארטר בתהליך ייצור היוגורט טעמי היוגורט השונים נקבע על ידי הזנים השונים של מיני היוגורט, נחשב לחיידק תרמופילי (thermophile) המפרק לקטוזה לחומצה לקטית בתסיסה הומופרמנטטיבית (homofermentative) ועמיד ל-pH 5.0.
תעשיית הגבינות מבוססת על גיבון חלבון החלב כתוצאה מהורדת ה-pH על ידי תסיסה לקטית של הלקטוזה, דו-סוכר ייחודי המצוי בחלב יונקים. הורדת pH על ידי החומצה הלtקטית גורמת לקואגולציה של קזאין שמהווה 90% מחלבון החלב. בהגיעו לנקודה האיזואלקטרית עובר תהליך של קואגולציה (קרישה).. תעשיית הגבינות היא אחת התעשייות בעלות התפוצה מהגדולות ביותר ובעלת המגוון הגדול ביותר של מוצרים. גם תעשייה זו מבוססת על קואגולציה (קרישה) של חלבון החלב על ידי מיקרואורגניזמים. הקרישה נעזרת גם בתוספת תערובת אנזימים המופקים מחיקה של עגלים, הרנט (Rennet) אשר ב-pH חומצי בנוכחות יוני סידן גורם לקרישה מואצת של הקזאין. החלבון המוקרש הקרוי הגבן, מופרד מהפאזה המימית של החלב ומשמש כחומר גלם להמשך תהליך ייצור הגבינות לסוגיהן. על ידי כך מיצרים את הגבינות הרכות המתאימות למריחה, הגבינות הקשות הטבולות בתימחלת ועל ידי כך מאריכים את חיי המדף שלהן והגבינות הקשות בעלות צבע פנימי וחיצוני, בעלות תוכן קשה וחצי נוזלי בהתאם לטיב התסיסה המתמשכת בקור, ההבחלה הממושכת מקנה לגבינות אלה את תכונותיהן האורגנולפטיות של טעם, ריח ומראה.
Idiazabal, Manchego, Roncal) Lactobacillus casei)
Grana Padapo, Parmigiano Regiano) Lactobacillus casei var. pseudoplantarum)
מיקרוגרף מיקרוסקופ אלקטרונים של החיידק לקטוקוקוס לקטיסLactococcus lactis
חיידקים מסוג לקטוקוקוס הם קוקים גרם חיוביים, אל-אווירניים או מיקרואארופילים, הומופרמנטטיביים, המיצרים חומצה לקטית מחומצה פירובית. הלקטוקוקים הם חיידקים בעלי חשיבות רבה בפרט בתעשיית מוצרי החלב, אך גם בתהליכי החמצת ירקות ומהווים פקטור פרוביוטי חשוב לאדם..
חיידקים מסוג Leuconostoc הם קוקים גרם חיוביים אווירניים, הטרופרמנטטיביים[105], בעלי יכולת לפרק סוכרים שונים, בתסיסה ההטרולקטית (Lactic acid fermentation) החיידקים הופכים מולקולה אחת של גלוקוז למולקולות של חומצה לקטית, אתנול ודו תחמוצת הפחמן. בפרוק של ציטראט הם אחראים ליצירת דיאצטיל המעניק למוצרי החלב, לגבינות ולנקניק טעמים ייחודיים.. הם מיצרים פולימרים חוץ תאיים המכונים EPS(Extracellular polymeric substance), המורכבים בעיקר מרבי סוכרים וחלבונים, המעניקים למוצר סמיכות.
עובש המוקור Mucor על פרי האפרסקPenicillium sp. conidiophore
עובשים השייכים למחלקת Mucorales.[114]. עובשים אווירנייoת נפוצים בעיקר באמריקה ואוסטרליה, המצויים בטבע בקרקע, על פרות וירקות ובגוף האדם בריריות דרכי הנשימה והעיכול. לרוב אינם פתוגניים, אך עלולים לסכן אנשים בעלי מערכת חיסונית מדוכאת suppressed immunologic system (Immunosuppression)
שמרים מסוג Pichia לוקחים חלק בתסיסה של מוצרי חלב ניגר ויין. השמרים מצויים בטכע על פני פירות וירקות ומשמשים לפרוקם, על פני העור ובדרכי המין של בני אדם ללא פתוגניות. השמרים,מסוגלים לפרק סוכרים בתסיסה אל אווירנית וליצר אתנול.
חיידקים מסוג Propionibacterium הם מתגים גרם חיוביים חסרי תנועה הנפוצים מאד בתהליכי תסיסה של גבינות קשות ומוצרי חלב ניגרים., ביחוד גבינות שוויצריות. החיידקים שייכים לקבוצת ה- Actinomiceta[119] ונחשבים לחיידקים פרוביוטיים (Probiotic).
חיידקים מסוג Proteus שייכים למשפחת ה Morganellaceae
מתגים גרם שליליים המצויים בדרכי העיכול של בני אדם ובעלי חיים שונים, לרוב אינם פתוגניים אך עלולים להפוך לפתוגניים בתנאים מסוימים, נפוץ בטבע בקרקע, מים ובתוצרת חקלאית.
חיידקים מסוג Pseudomonas שייכים לסדרת ה Pseudomonadaceae . מתגים גרם /שליליים, אווירניים, בעלי תנועתיות, נפוצים מאד בטבע, בקרקע, מים ועור של בעלי חיים. אינם פתוגניים אך עלולים להפוך לפתוגנים בתנאים מסוימים.
חיידקים מסוג Psychrobacter שייכים למשפחת Moraxellaceae[121] מתגים גרם שליליים, אווירניים, גדלים בטמפרטורה אופטימלית של 20 מע"צ, אך מסוגלים להתחלק גם בטמפרטורות נמוכות של 4-10 מע"צ,, אוסמוטולרנטים, עמידים לנוכחות 1% מלח בישול.
Rhizopus microsporus spp oligosporus- ייצור האונקום והטמפה - oncom , tempeh, מוצאם מיאבה Java. שני vמוצרים מבוססים על תסיסה של חלבון הסויה, אם כי ניתן ליצר אותם גם מתסיסה של קטניות אחרות. המוצרים עשירים בחלבון וגם בסיסים תזונתיים.
שמרים מסוג Rhodotorula[122] בעלי פיגמנט אדום מקבוצת הקרוטנואידים, [123] משתתפים בתהליכי התסיסה של ייצור גבינות קשות ובתסיסה של פרי הקקאו. נפוצים מאד בטבע בפרות וירקות, באוויר ובקרקע וכן ובקרחונים של האזורים הארקטיים[124] עלול להפוך לפאתוגן מזדמן במידה ומתאפשרת להם חדירה לרקמות בבני אדם. .
חיידקים מקבוצת ה-Staphylococcus שייכים למשפחת Staphylococcacea, קוקים גרם חיוביים מסודרים באשכולות, מסוגלים התקיים בריכוזים יחסית גבוהים של מלח הבישול. בין המינים המשמשים לתעשיים המזון, יש כאלה המסוגלים לההפך מחיידקים קומנסליים לחיידקים פתוגניים כגון, Staphylococcus saprophyticus.
צילום במיקרוסקופ אלקטרוני של החיידק Streptomyces griseum
חיידקים מסוג Streptomyces שייכים למשפחת ה Streptomycetes מתגים גרם חיוביים המתקיימים בקרקע. מייצרים נבגים, אינם פתוגניים. מסוגלים להתקיים בטווח רחב מאד של pH בין 5-9, אך באופן אופטימלי מתקיימים ב pH 9.
חיידקים מסוג ה-Tetragenococcus הם קוקים גרם חיוביים, עמידים לריכוזי מלח בישול גבוהים (הלופיליים), משמשים בעיקר להתססה בייצור מוצרים מהמזרח הרחוק הידועים כעטירי מלח.
עובשים מקבוצת ה Verticelium הם עובשים המשמשים בתסיסה בתעשיית הגבינות. מצויים בקרקע ועלולים להפוך לפתוגניים, נחשבים גם כמיקרואורגניזמים בעלי תפעילות אנטימיקרוביאלית בלוחמה ביולוגית נגד מחוללי מחלות בצמחים.
חיידקים מקבוצת Weissella הם מתגים גרם חיוביים השייכים לקבוצת הלקטובצילים, משמשים בעיקר לייצור מוצרים מותססים מדגים. נחשבים גם לחיידקים פרוביוטיים. נחשבים לחיידקים קומנסליים שעלולים להפוך לפתוגנים מזדמנים באורגניזמים מדוכאי מערכת החיסון.
שמרים מקבוצת ה-Yarrowia הם שמרים אארוביים אובליגטוריים, משתתפתים בבהבחלה של גבינות ונקניקים.[130]. מצוי בטבע בקרקע ועל פרות וירקות. נחשבים לשמרים לא פתוגניים
חיידקים מקבוצת ה-Zymomonas הם מתגים גרם שליליים, אארובים פקולטטיביים, בעלי יכולת לייצר אתנול מגלוקוזה על ידי הפיכתו לפירובט. החייידק מיצר את האתנול בריכוזים גבוהים יותר מן השמר Saccharomyces cerevisaeaeבתהליכי תסיסה, עמידים לטווח רחב של pH [133]
Fresh Palm WineZymomonas mobilis -= משקה הפולקה-Pulque המקסיקאי עשוי מתסיסה של אגבה, יין טודי Toddi ממוצא אפריקאי על בסיס תסיסה של תמצית עצי הדקלים[134]
קילקולי מזון (Food spoilage) נובעים מפעילות ביוטית[135] או א-ביוטית. פעילות ביוטית נגרמת על ידי חיידקים, שמרים ועובשים סביבתיים החודרים למוצר בתהליך עיבודו ממקורות שונים[136] פעילות אביוטית נגרמת על ידי תגובות כימיות בין מרכיבים שונים או בין מרכיבים השונים המצויים במזון ובין גורמים סביבתיים המצויים בסביבת המזון המעובד, כגון, אויר, מים, חלקי ציוד, ידיים של עובדי היצור, אריזות מזון..
הקקאו מהווה את המרכיב הכמותי העיקרי של השוקלוד ומעניק לו את המאפינים העיקריים של טעם, מראה, צבע וריח. שלב התסיסה הראשוני של זרעי הקקאו המבוסס על נוכחות נוכחות חיידקי חומצת החלב, חיידקי חומצת החומץ ושמרים שמקורם מן הקרקע. תהליך התסיסה הראשוני בעיבוד זרעי הקקאו עלול להזדהם עם חיידקי קרקע נוספים שאינם משתתפים בתהליך התסיסה ועלולים לגרום ליצירת חומרי לוואי של טעם וריח ועל ידי כך לקלקל את חומר הגלם העיקרי של יצירת השוקולד[137]
חיידקי בצילוס מסוגים שונים בודדו מזרעי קקאו בתהליך התסיסה:[עריכת קוד מקור | עריכה]
^María-Luisa García-López, Miguel Prieto Maradona, PSYCHROBACTER, Elsevier, 1999, עמ' 1875–1882
^Rhodotorula, Mycology | University of Adelaide (באנגלית)
^John Ingram Pitt, Ailsa Diane Hocking, Fungi and food spoilage: J. I. Pitt,... and A. D. Hocking, Second edition, Gaithersburg: Aspen publication, 1999, A Chapman and hall food science book, ISBN 978-0-8342-1306-7
_(02).jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
-and-Milk-(left).jpg)
.JPG)
.png)
