Nata de coco, czyli celuloza bakteryjna

Dr inż. Anna Starzyńska-Janiszewska

Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Napoje, jogurty, serki homogenizowane lub desery zawierające nata de coco są od pewnego czasu dostępne w polskich sklepach spożywczych. Dodatek ten, w postaci żelowych kostek, definiowany jest na etykietach jako „galaretka kokosowa” lub „żel kokosowy”. Nata de coco to jednak nazwa tradycyjnego filipińskiego deseru o żelowej strukturze, którego podstawę stanowi bakteryjna celuloza otrzymywana w wyniku fermentacji wody kokosowej. Nie należy mylić tego produktu ze zwykłą galaretką kokosową, którą można sporządzić z mleka kokosowego, cukru i związku żelującego takiego jak żelatyna czy agar-agar.

Produkty spożywcze z dodatkiem nata de coco pojawiły się najpierw w Japonii, gdzie deser ten trafił jako eksport z Filipin. W latach 90 XX wieku nastała tam moda na dietetyczne napoje z dodatkiem celulozy bakteryjnej, co zapoczątkowało jej popularyzację w skali światowej. Pełni ona rolę wizualnie atrakcyjnego, niskokalorycznego dodatku o charakterystycznej żelowej konsystencji, stanowiącego źródło błonnika pokarmowego. Napoje i desery na bazie nata de coco przedstawiono na rysunku 1 i 2.

Rys. 1. Napoje z dodatkiem nata de coco (fot. autorki)

 
Rys. 2. Nata de coco w postaci deserów (a) i napojów (b) z dodatkiem owoców

Substratem do produkcji celulozy bakteryjnej jest woda kokosowa, obecna w niedojrzałych orzechach kokosowych;  sama w sobie woda kokosowa stanowi orzeźwiający napój, popularny w Azji i możliwy do kupienia również w Polsce. Proces fermentacji ma charakter tlenowy, polega – z grubsza – na kilkudniowej inkubacji kultury bakteryjnej z substratem, do czasu rozwinięcia się na powierzchni płynu warstwy galaretowatego, białawego kożucha (rysunek 3). Po oddzieleniu od płynu, żelowa warstwa musi zostać bardzo dokładnie opłukana. Gotowy produkt, uzupełniany o dodatek cukru, poddaje się jeszcze obróbce termicznej.

Rys. 3. „Surowe” nata de coco po procesie fermentacji

Wspomniany etap płukania bardzo istotny, ponieważ w trakcie hodowli bakterie produkują ocet, który musi być usunięty. Proces syntezy celulozy prowadzony jest bowiem przez bakterie z rodzaju Acetobacter (najczęściej gatunek A. xylinum, rysunek 4), należące do tak zwanych ‘bakterii kwasu octowego’; wyspecjalizowane szczepy tych drobnoustrojów wykorzystywane są do przemysłowej produkcji octu. Celuloza, wytwarzana i wydzielana przez bakterie octowe w trakcie fermentacji, umożliwia utrzymanie się komórek tych mikroorganizmów w pobliżu powierzchni płynu (ułatwiając kontakt z tlenem) oraz tworzy warstwę o funkcji ochronnej. Zdolność bakterii octowych do produkcji celulozowego śluzu jest oczywiście niepożądana przy produkcji octu, ponieważ może on zatykać  instalacje przemysłowe, utrudniając kontrolę i regulację procesu – szczepy Acetobacter xylinum wykazujące takie cechy są więc zaliczane do szkodników fermentacjo octowej. Znajdują one natomiast zastosowanie w przemysłowej produkcji celulozy bakteryjnej, gdzie jako substrat wykorzystuje się najczęściej glukozę, a sama fermentacja prowadzona jest metodą powierzchniową lub wgłębną, z napowietrzaniem.

Rys. 4. Komórki Acetobacter xylinum wśród celulozowych wstęg (obraz z mikroskopu skaningowego)

Można by się zastanawiać, po co otrzymywać celulozę w wyniku hodowli bakteryjnej, jeżeli polisacharyd ten – jako składnik strukturalny tkanek roślinnych – jest powszechnie dostępny w przyrodzie. Jednak celuloza bakteryjna ma kilka unikalnych cech. Po pierwsze, jest czysta, pozbawiona domieszek innych polisacharydów, w przeciwieństwie do celulozy roślinnej. Przede wszystkim jednak wykazuje specyficzne cechy fizyko-chemiczne, wynikające z budowy przestrzennej. Włókna celulozy (liniowe cząsteczki β-1,4-glukanu) tworzą trójwymiarowe nanofibryle (o przekroju poprzecznym znacznie mniejszym niż w przypadku celulozy roślinnej), grupujące się we wstęgi o szerokości 70-150 nm. Struktura ta  jest wysoce porowata i wysokokrystaliczna (w ponad 60%).

Celulozę bakteryjną w wersji „jadalnej” można spotkać w żywności nie tylko w postaci kostek nata de coco, ale także jako niskokaloryczny dodatek oraz czynnik stabilizujący i poprawiający właściwości produktów półpłynnych. Poza przemysłem spożywczym, biopolimer ten ma szereg innych zastosowań, miedzy innymi w kosmetyce (stabilizator emulsji), przemyśle tekstylnym (materiały o wysokich zdolnościach absorpcyjnych), czy ochronie środowiska (absorpcja zanieczyszczeń). Najciekawsze wydają się możliwości wykorzystania celulozy bakteryjnej w medycynie. Produkowane z niej opatrunki (tak zwana sztuczna skóra, rysunek 5) stosowane są w leczeniu przewlekłych ran – zapewniają one uwodnienie tkanki i ochronę przed wtórnymi zakażeniami, nie przywierają do rany, a także przyspieszają proces gojenia. Celuloza bakteryjna, jako polimer biozgodny, hipoalergiczny i niemutagenny, jest także dobrym materiałem do otrzymywania implantów tkankowych.

Rys. 5. Opatrunek z celulozy bakteryjnej

Literatura:

  1. Agriculture and Agricultural Science Procedia 2014, 2: 113 – 119
  2. Postępy mikrobiologii komórki 2009, 36/25: 85-98
  3. Journal of Biorocessing and Biotechniques 2014, 4:150 doi: 10.4172/2155-9821.1000150

Źródła zdjęć:

Rysunek 2 i  3 – http://iffahizzati892.blogspot.com/2014/04/the-process-of-nata-de-coco.html

Rysunek 4 – Bielecki S., Krystynowicz A., Turkiewicz M., Kalinowska H. 2005. Bacterial Cellulose. Biopolymers Online. 5.

Rysunek 5 – http://mkozicki-sci.eu/nowa122.php

Print Friendly, PDF & Email

Kategorie: Artykuły biologiczne,Bakterie,Medycyna i zdrowie,Mikroorganizmy

Tagi: ,,,,

Pozostaw odpowiedź