Спиртовое брожение. важнейшие биохимические процессы, возбуждаемые микроорганизмами

Содержание

Слайд 1
Слайд 2

Спиртовое брожение — процесс превращения углеводов в этиловый спирт и углекислый газ в результате жизнедеятельности микроорганизмов (главным образом дрожжей). Широко применяется в пищевой, в том числе спиртовой промышленности.
Слайд 3

В промышленном производстве спирта используют различные материалы: пшеницу, рожь, ячмень, кукурузу, картофель, свеклу, древесные опилки, солому и т. Клетчатку соломы и древесных опилок предварительно подвергают кисличному гидролизу, а крахмал зерновых злаков — осахариванию солодом.
Слайд 4
Слайд 5

Осахаривание, превращение в сахар полисахаридов—крахмала, целлюлозы, гликогена, инулина. Реакция осахаривания (гидролиза) в самой общей форме может быть выражена уравнением (СвН10О5)ж + жН20 = жС6Н1206.
Слайд 6

Спиртовое брожение — химическая реакция брожения, осуществляемая дрожжами, в результате которой одна молекула глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и в 2 молекулы углекислого газа.
Слайд 7
Слайд 8
- сходно с применением дрожжей:
- пивоварение,
- квасоварение,
- приготовление дрожжевого теста,
- виноделие и производство других алкогольных напитков.
Слайд 9
Слайд 10

Молочнокислое брожение — сбраживание углеводов молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты. На молочнокислом брожении. основаны приготовление молочнокислых продуктов, силосование кормов, квашение овощей, промышленное получение молочной кислоты из крахмала.
Слайд 11
Слайд 12

Молочнокислое брожение вызывается несколькими видами бактерий. Типичные молочнокислые бактерии почти полностью превращают углеводы в молочную кислоту без побочных продуктов, таких, как углекислота, уксусная кислота и др. К этой группе микробов относят ацидофильную болгарскую палочку, бактерию казеи, а также молочнокислые кокки.
Слайд 13

В молоке они расщепляют молочный сахар и превращают его в молочную кислоту, повышают кислотность среды, и молоко свертывается, образуя плотный однородный сгусток. Понижение температуры замедляет развитие молочнокислых бактерий, при температуре свыше 50° они погибают, при оптимальной температуре (20-30°) в питательной среде интенсивно накапливается молочная кислота.
Слайд 14

Молочнокислые бактерии широко распространены в природе, они встречаются в воздухе, на поверхности животных и растений, часто попадают в молоко и вызывают его естественное скисание. Эти бактерии подавляют развитие гнилостных микробов, кишечную и паратифозную палочки. Поэтому молочнокислые продукты (ацидофилин, лактобациллин, простокваша и др.) успешно используют в целях профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний.
Слайд 15
Слайд 16

Молочная кислота препятствует развитию гнилостных микробов, в результате чего получается силос, который без доступа воздуха может сохраняться в течение многих месяцем и даже нескольких лет. Для повышения качества силоса рекомендуют в силосуемую массу добавлять закваску из чистой культуры молочнокислых бактерий.
Слайд 17
Слайд 18

Маслянокислое брожение

— сбраживание углеводов (например, крахмала), некоторых спиртов и органических кислот с образованием масляной кислоты, а также уксусной кислоты, CO2 и H2; один из основных видов брожения. М. б. осуществляется бактериями рода Клостридии, маслянокислое брожение вызывает пороки сыра (неприятный запах, свищи), а также порчу силоса.
Слайд 19
Слайд 20

Маслянокислым брожением получают масляную кислоту, обладающую горьким вкусом и резким запахом. Она широко применяется в технике. Эфиры масляной кислоты имеют приятный запах цветов или фруктов и используются для приготовления ароматических эссенций в кондитерской промышленности и при производстве газированных напитков, а также в парфюмерной промышленности (например, метиловый эфир с яблочным запахом, этиловый эфир с грушевым запахом, амиловый – с ананасным).
Слайд 21

Посмотреть все слайды

Брожение (биологическая сущность, процесс, вид и типы, особенности реакции)

Брожение – процесс, который представляет собой совокупность окислительно-восстановительных реакций анаэробного расщепления органических субстанций (главным образом углеводов), с помощью которых микроскопические организмы получают необходимую им энергию.

Конечным акцептором отнятых от субстрата в процессе брожения электронов является легковосстановительные органические вещества.

Энергия, которая высвобождается при различных видах брожения, аккумулируется преимущественно в макроэргических фосфатных связях (в основном в виде АТФ).

Кроме энергообразующей функции, реакции брожения выполняют роль поставщика различных метаболитов для анаболических и катаболических синтетических процессов, происходящих внутри клетки.

Получение энергии путем различных видов брожения (так называемый бродильный тип метаболизма) довольно часто встречается у грибов, бактерий, особенно дрожжей, а также простейших. Конечные продукты и пути ферментации и широко варьируют и обусловлены видом микроскопического организма, а также веществом (питательным субстратом) и условиями ферментации.

В зависимости от превалирующих или особо типичных продуктов выделяют:

спиртовой бродильный процесс, которое осуществляется мукоровыми грибами и дрожжами;
молочнокислый тип брожения — молочнокислыми бактериями;
маслянокислый тип бродильного процесса — клостридиями;
муравьинокислый тип брожения — энтеробактериями;
лимоннокислый тип брожения — грибами;
пропионовокислая реакция брожения — пропионовокислые бактериями
бутанол-ацетоновый вид брожения — клостридиями;
метановый вид брожения – особыми метановыми бактериями.

Биологическая суть реакции брожения была открыта в середине XIX в.

Реакции на основе бродильного процесса используют в промышленной микробиологии для получения самых разнообразных, часто ценных продуктов, необходимых народному хозяйству, ветеринарии и медицине: лимонной, уксусной, глюконовой кислот, этилового и других спиртов и других активных фармацевтических ингредиентов и аддитивных лекарственных веществ.

1.3. Пропионовокислые бактерии

В 1962 г. К.Е. Бартенева предложила использовать для подавления картофельной болезни хлеба пропионовокислые бактерии, являющиеся сильными антагонистами картофельной палочки.

Пропионовокислые бактерии объединены в семейство Propioni-bacteriaceae, род Propionibacterium. Типовым представителем рода является вид Propionibacterium freudenreichii (назван по имени швейцарского бактериолога Эдварда Фрейденрайха). В группу классических пропионовокислых бактерий входят также виды P. jensenii, P. thoenii, P. acidipropionici.

Пропионовокислые бактерии представляют собой мелкие полиморфные палочки размером (1,0–5,0)(0,5–0,8) мкм. Форма клеток бывает кокковидной, булавовидной, разветвленной. Клетки располагаются чаще всего одиночно, иногда парами, в виде китайских иероглифов или букв V или Y. Пропионовокислые бактерии грамположительны, неподвижны, не образуют спор и капсул. Некоторые штаммы могут образовывать внеклеточную слизь, однако она не формируется в виде четкой капсулы.

Большинство пропионовокислых бактерий являются аэротолерантными анаэробами, получающими энергию в процессе брожения. Аэротолерантность этих бактерий обусловлена наличием у них ферментов, защищающих клетку от токсических форм кислорода: каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы. Пропионовокислые бактерии могут синтезировать гемсодержащие белки, в их клетках обнаружены цитохромы. Важную роль в метаболизме пропионовокислых бактерий играет так называемое «флавиновое дыхание», в процессе которого происходит перенос двух электронов с флавопротеидов на молекулярный кислород, сопровождающийся образованием пероксида водорода. Однако энергетическая эффективность окислительного фосфорилирования у этих бактерий крайне низка, и основным способом получения энергии у них является пропионовокислое брожение.

Пропионовокислые бактерии обитают в кишечном тракте жвачных животных, встречаются в молоке, твердых сырах, силосе, забродивших маслинах.

Пропионовокислые бактерии расщепляют глюкозу по гликолитическому пути до пирувата с последующим образованием пропионовой и уксусной кислот и диоксида углерода согласно суммарному уравнению

3 6Н₁₂О₆ 4 СН₃ –СН₂–СООН + 2 СН₃–СООН + 2 СО₂ + 2 Н₂О

глюкоза пропионовая уксусная кислота кислота

Особенностью пропионовокислого брожения является реакция присоединения к молекуле пирувата диоксида углерода, что приводит к образованию 4-углеродного соединения, т. е. С₃ + С₁ = С₄. В реакции карбоксилирования пирувата участвует биотинзависимый фермент, у которого биотин выполняет функцию переносчика СО₂ (рис. 1.8).

Последовательность реакций, показанных на рис. 1.8, приводит к образованию пропионовой кислоты. Однако пропионовокислое брожение – процесс более сложный, так как, помимо пропионовой кислоты, продуктами брожения являются уксусная, янтарная кислоты и диоксид углерода. Из схемы брожения видно, что янтарная кислота является промежуточным продуктом, но она может накапливаться в среде и как конечный продукт.

Кроме основных продуктов, в культуральной жидкости пропионовых бактерий накапливаются вторичные метаболиты – молочная, муравьиная, изовалериановая кислоты, этиловый и пропиловый спирты, уксусный и пропионовый альдегиды, ацетоин, диацетил. Состав конечных продуктов брожения зависит от культуры бактерий, состава среды и условий культивирования.

Накапливающиеся в процессе пропионовокислого брожения продукты формируют определенный вкус и запах хлебобулочных изделий.

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Техническое использование спиртового брожения

Спиртовое брожение широко используется в производственно-хозяйственной деятельности человека. В виноделии, применяя определенную расу дрожжей, оказывающую специфическое влияние на вкусовые и ароматические свойства напитка, и осуществляя полное выбраживание сусла либо приостанавливая брожение на определенном этапе, можно получить тот или иной тип вина. Удачный подбор дрожжевых рас при изготовлении виноградных вин дает возможность значительно улучшить их качество, придать им особый букет. В частности, хересные дрожжи Sacch. oviformis var. cheresiensis обусловливают появление в вине особого хересного букета, напоминающего аромат сигарного дыма. Шампанские дрожжи должны быть холодоустойчивыми, обладать способностью сбраживать сахарозу при повышенных давлениях углекислоты.

В пивоварении дрожжи влияют на качество напитка (пива) еще сильнее, так как состав пивного сусла более однообразен, чем у виноградных или плодово-ягодных соков. Чистые культуры дрожжей, используемые в пивоварении, хорошо осветляют пиво, придают ему приятный вкус и пр.

Не менее важное значение имеет спиртовое брожение в хлебопечении. Для разрыхления и подъема теста требуется быстрое и обильное образование углекислого газа

При выпечке объем углекислого газа увеличивается вдвое, что способствует получению пористого хлеба. В хлебопекарной промышленности используют также соответствующие дрожжевые расы.

При получении кисломолочных продуктов и при квашении овощей возникающие продукты спиртового брожения придают продуктам специфические вкусовые качества. При получении натуральных виноградных и плодово-ягодных соков, в которых содержание спирта не должно превышать 0,5% об., спиртовое брожение подавляют. Для этого пользуются различными технологическими приемами: охлаждением, пастеризацией, сульфитированием или введением в консервируемый сок сорбиновой кислоты.

В спиртовой промышленности сырьем для производства спирта могут служить картофель, зерновые культуры, а также отходы сахарного производства (черная патока), продукты гидролиза древесины и отходы целлюлозно-бумажной промышленности. Из продуктов гидролиза древесины получают значительные количества спирта, названного гидролизным. Небольшие количества спирта для специальных целей получают из виноградного и ягодного сырья.

Дрожжевые клетки не содержат фермента амилазы, поэтому крахмалсодержащее сырье перед сбраживанием предварительно осахаривают с помощью ячменного солода или амилазы, получаемой из некоторых грибов (Aspergillus oryzae).

Спиртовые дрожжи относятся к группе Saccharomyces сегеvisiae, раса XII. Эти дрожжи сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, галактозу и частично раффинозу. В сбраживаемом заторе они накапливают до 13% об. спирта.

Пути образования пирувата из углеводорода

Образование пирувата из углеводородов происходит как серия последовательных реакций. Это катаболические реакции. Они являются общими, как для брожения, так и для аэробного дыхания .

У микробов известно три пути образования пирувата из углеводородов:

Путь Эмбдена – Мейергофа – Парнаса, фруктозо-фосфатный или гликолиз. Сначала был обнаружен у дрожжей, в мышцах животных, впоследствии – у бактерий. Он характерен для облигатных и факультативных анаэробов .
Окислительный пентозофосфатный, гексозофосфаиные или схема Варбурга – Диккенса – Хореккера. Он осуществляется у многих организмов, как у прокариот, так и у эукариот .
Путь Энтнера – Дудорова или КДФГ-путь (2-кето-З-дезокси-б-фосфоглюконат-путь). Он найдет только у отдельных групп микроорганизмов, в основном принадлежащих к анаэробным бактериям .

Химизм спиртового (алкогольного) брожения

В раскрытие химизма спиртового брожения много творческого труда было вложено нашими отечественными учеными, особенно Л. А. Ивановым, С. П. Костычевым, А. Н. Лебедевым, А. Е. Фаворским, а также зарубежными учеными — Нейбергом, Мейергофом и другими, которые с достаточной полнотой и достоверностью установили следующие положения:

1. Брожение является целиком ферментативным процессом. Роль дрожжей при спиртовом брожении заключается в том, что они вырабатывают ферменты, осуществляющие глубокое расщепление такого сложного органического вещества, каким является сахар.

2. Алкогольное брожение не является ступенчатым процессом с последовательной сменой биохимических реакций. В естественных условиях в бродящей среде одновременно совершаются превращения огромного числа молекул сахара, а следовательно, в один и тот же момент можно наблюдать все фазы процесса — параллельное протекание всех реакций. Считают, что фосфорилирование одной молекулы гексозы идет с одновременным сбраживанием второй.

3. В спиртовом брожении обязательное участие принимает фосфорная кислота, перенос которой осуществляется аденозин-трифосфорной кислотой (АТФ). Последовательный ход превращений моносахаридов по современной схеме спиртового брожения представлен в табл. 3.

Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый алкоголь является как бы завершающим этапом брожения.

На основе современной схемы спиртового брожения объясняется механизм и многих других видов брожения — молочнокислого, маслянокислого, глицеринового.

Наиболее благоприятной концентрацией сахара в бродящей среде является концентрация 10-20%. По мере брожения в среде повышается содержание спирта, который угнетающе действует на дрожжи. При спиртуозности 18% об. (а для некоторых рас дрожжей при 22% об.) брожение останавливается. Такая концентрация спирта для дрожжей является предельной. Большое значение для брожения имеет и температура среды. Лучше всего брожение протекает при 15-25 °С. При 35 °С наблюдается затормаживание брожения, а при 50 °С оно прекращается совсем, так как происходит инактивирование бродильных ферментов. Минимальная температура, при которой наблюдается еще действие зимазы, 4-5°С. Падение бродильной способности дрожжей с повышением температуры связано с возрастанием ядовитого действия спирта на зимазу.

Применяемая раса дрожжей оказывает большое влияние на результаты спиртового брожения. Одни дрожжи способны накапливать больше спирта, другие больше продуцируют альдегидов, глицерина, обусловливают накопление ароматических веществ, слагающих букет напитка (вина). К настоящему времени выведено большое количество дрожжевых рас (чистых культур), с самыми разнообразными свойствами, необходимыми для соответствующего производства.

Спиртовое брожение нормально протекает в средах с довольно высокой кислотностью (pH 3,5-4,5) и в анаэробных условиях. Если в бродящую среду продувать воздух, то дрожжи переходят к нормальному (аэробному) дыханию, начинают усиленно почковаться, что в конечном итоге приводит к резкому увеличению их живой массы. Это широко используют при получении прессованных дрожжей.

Сахара

Промежуточные продукты брожения и дыхания

(пировиноградная кислота)

-О2 + О2

Брожение (анаэробное дыхание) Дыхание (аэробное)

С6Н12О6=2С2Н5ОН+2СО2+118кДж С6Н12О6+6О2=6СО2+6Н2О+2822кДж

Рисунок 12 – Взаимосвязь процессов брожения и дыхания

Все реакции, предшествующие образованию пировиноградной кислоты, присущи, как анаэробному сбраживанию сахаров, так и дыханию.

При дыхании выделяется в 20 раз больше энергии, чем при брожении, однако образующиеся вещества (вода и диоксид углерода) энергией бедны. В процессе брожения большая часть свободной энергии остается в продуктах распада гексоз (этиловом спирте).

В зависимости от условий аэрации дрожжи могут осуществлять обмен веществ либо по первому, либо по второму пути. Поэтому выход спирта при брожении зависит от условий аэрации: при отсутствии кислорода __ выход наибольший. установил, что в присутствии кислорода дрожжи не прекращают брожение и сбраживают 2/3 сахара с одновременным его окислением на 1/3. При хорошей аэрации происходит подавление спиртового брожения кислородом (эффект Пастера).

Стадии брожения

Схематично брожение представляется в двух стадиях.

Первая стадия – это превращение глюкозы в пируват (пировиноградную кислоту). Эта стадия включает разрыв углеродной цепи глюкозы с одновременным отщеплением двух пар атомов водорода. Она составляет окислительную часть брожения и может быть схематично изображена следующим образом:

– водород, принимаемый акцептором.

Вторая стадия брожения – восстановительная. В процессе данной стадии атомы водорода используются для восстановления пировиноградной кислоты или образованных из нее соединений. При различных типах брожений вторая стадия протекает специфическим для данного типа образом .

Что такое бифидобактерии

Бифидобактерии — обитатели кишечника человека, животных, насекомых и т. п. Установлено, что В. bifidum составляет от 50 до 90% микробного содержимого фекалий человека.

В связи со способностью молочнокислых бактерий синтезировать антибиотики (низин, диплококцин, лактолин, бревин и др.) и продуцировать органические кислоты предполагают, что эти организмы являются антагонистами гнилостной и болезнетворной кишечной микрофлоры человека и животных.

Молочнокислые бактерии имеют огромное практическое значение.

Их широко используют при изготовлении кисломолочных, квашеных продуктов, сыров, кислосливочного масла и т. п. Молочнокислые бактерии, встречающиеся обычно в молоке, вызывают его сквашивание.

В различных климатических зонах земного шара в молоке встречаются неодинаковые молочнокислые бактерии. Молоко в северной зоне обычно содержит Streptococcus lactis, а в южной — палочковидные бактерии (Lactobacillus caucasicus, Lact. bulgaricus и др.). В связи с этим кислое молоко разных зон неодинаково по вкусовым качествам. В каждой стране имеются свои национальные кисломолочные продукты.

В производственных условиях разные кисломолочные продукты готовят, заражая пастеризованное молоко соответствующими чистыми культурами бактерий.

В этих целях используют молочнокислый стрептококк (Str. lactis), болгарскую палочку (Lact. bulgaricus), ацидофильную палочку (Lact. acidophilus) и другие микроорганизмы.

Ряд молочнокислых продуктов готовят, используя закваску, содержащую симбиотические комплексы микроорганизмов.

Например, для приготовления кефира в молоко вносят так называемые зерна кефира, внешне несколько похожие на миниатюрные головки цветной капусты. Они содержат Lactobacillus bulgaricus, дрожжи Saccharomyces kefir, сбраживающие лактозу. Продуктами брожения являются молочная кислота и спирт. Смешанное брожение также лежит в основе приготовления кумыса из кобыльего молока. В данном случае молочнокислое брожение осуществляется термофильными молочнокислыми палочками, близкими к Lactobacillus bulgaricus, и дрожжами из рода Torula, сбраживающими лактозу.

Сбраживаемое молоко периодически взбалтывают, в результате чего казеиновый сгусток мелко дробится.

Молочнокислые бактерии играют основную роль при изготовлении сыров. Процесс сыроделия представляет собой коагуляцию казеина молока под влиянием сычужного фермента, выделяемого из желудка жвачных животных.

Получившиеся сгустки отделяют от сыворотки, прессуют, выдерживают в растворе соли, а затем оставляют лежать до созревания. Во время созревания в сырной массе идут сложные процессы, при которых значительная часть казеина под действием ферментов молочнокислых бактерий переходит в форму аминокислот. Для приготовления некоторых сыров используют также пропионовокислые бактерии, плесневые грибы и т. д. Для улучшения качества сыров нередко применяют закваски молочнокислых бактерий.

Квашение овощей и силосование кормов сводятся главным образом к молочнокислому брожению этих субстратов.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Признаки брожения

Брожение характеризуются следующими параметрами:

субстрат разлагается до конечных продуктов, при этом суммарная степень окисления продуктов та же, что и у сбраживаемых веществ;
круг соединений, подверженных брожению, органичен окислительно-восстановительным равновесием. Такие соединения не являются ни слишком восстановленными, ни слишком окисленными;
при брожении обычно используются углеводы, некоторые органические кислоты, аминокислоты, пурины и пирамидины;
образование аденозинтрифосфата (АТФ) идет путем фосфорилирования на уровне субстрата;
процесс брожения с энергетической точки зрения малоэкономичен, при сбраживании грамм-молекулы глюкозы синтезируется только 2 моля АТФ .

Спиртовое брожение. Гомоферментативное молочнокислое брожение. Гетероферментативное брожение. Муравьинокислое брожение.

Спиртовое брожение включает превращение пирувата в С02 и этанол. В течение многих веков способность дрожжей (особенно Saccharomyces cerevisiae) утилизировать глюкозу в анаэробных условиях с высоким выходом этанола и углекислоты применяют в пивоварении и виноделии. Аналогично дрожжам образует этанол Sarcina ventriculi. Бактерии кишечной группы, молочнокислые бактерии и клостридии образуют этанол в качестве побочного продукта сбраживания сахаров.

Гомоферментативное молочнокислое брожение (образуется практически только один продукт — молочная кислота) характерно для многих стрептококков и лактобацилл. Конечный продукт — молочная кислота — составляет не менее 90% всех продуктов брожения. В зависимости от стереоспецифичности лактатдегидрогеназы и наличия лактатрацемазы (фермент, переводящий один изомер в другой), могут образоваться различные изомеры молочной кислоты (D, L) или их смесь (DL-молочная кислота).

Гетероферментативное брожение (образуется смесь различных продуктов) характерно для бифидобактерий и молочнокислых бактерий, для рода Leuconostoc. Оно приводит к образованию молочной и уксусной кислот в ряде сходных процессов. Конечными продуктами могут быть дополнительно С02 и этанол, а при сбраживании фруктозы — маннитол.

Муравьинокислое брожение. Этот тип брожения выделяют на том основании, что характерный, хотя и не главный продукт брожения — муравьиная кислота. Часто этот тип называют брожение смешанного типа, поскольку, кроме формиата, образуется ряд других органических кислот. Так, для большинства членов семейства Enterobacteriaceae характерно выделение муравьиной и других кислот. Индивидуальные признаки брожения, осуществляемого кишечной палочкой, — расщепление пирувата с образованием ацетил-КоА и формиата, разложение формиата на углекислоту и молекулярный водород, восстановление ацетил-КоА до этанола, и, в отличие от Enterobacter aerogenes, отсутствие способности образовывать из пирувата ацетоин и 2,3-бутандиол.

— Вернуться в оглавление раздела «Микробиология.»

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним. См. подробнее в пользовательском соглашении.

Молочнокислое брожение

Генетически связано со спиртовым Б

молочнокислое брожение, имеющее очень важное значение. В этом случае Пировиноградная к-та не декарбоксилируется, как при спиртовом Б., а непосредственно восстанавливается с участием специфической лактатдегидрогеназы за счет водорода НАД-Н.

Известны две группы молочнокислых бактерий. В первую из них входят гомоферментативные бактерии, которые образуют только молочную к-ту. Молочнокислые бактерии второй группы (гетероферментативные бактерии) образуют, кроме молочной, еще и уксусную к-ту, а также этиловый спирт (нередко в весьма значительных количествах), углекислый газ, муравьиную к-ту и некоторые другие продукты. Соотношение между этими продуктами зависит от многих условий (температура, pH среды и т. д.). Зачастую это обусловлено совместной деятельностью молочнокислых бактерий с дрожжами. Такого рода совместные «закваски» часто создаются искусственно и широко используются в хлебопечении — при приготовлении ржаного хлеба, в производстве хлебного кваса и ряда молочнокислых продуктов (сыр, кефир, простокваша, кумыс и пр.). Большое применение находит молочнокислое Б. в производстве молочной к-ты, используемой в ряде отраслей пищевой, текстильной и кожевенной промышленности.

Особенно эффективно молочнокислое Б. осуществляют термофильные микробы типа Thermobacterium cereale (ранее называвшиеся Lactobacillus delbrukii). Образуется молочная к-та и как один из продуктов превращений углеводов в мышечной ткани животных в процессе гликолиза.

Что такое спиртовое брожение?

Изначально брожением называли процесс, идущий с выделением газов. Далее было установлено, что брожение – это результат жизнедеятельности определенных микроорганизмов. Некоторые из них могут существовать в анаэробной среде, то есть без доступа или с очень ограниченным доступом воздуха. Необходимая для жизнедеятельности энергия появляется именно в процессе брожения.

Существуют разные виды брожения, в зависимости от того, какие микроорганизмы из вызывают и в каких условиях они проходят.

Спиртовое брожение – это процесс окисления углеводов, то есть сахаров. Основные возбудители процесса – одноклеточные грибы (дрожжи). Большая часть из них питается моносахаридами, и некоторыми дисахаридами (в основном сахарозой).

Механизм спиртового брожения

Уравнение спиртового брожения выглядит так:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.

Если перевести формулы в названия участвующих в процессе веществ, то получится, что молекула моносахарида, в данном случае глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и 2 молекулы углекислого газа. Иными словами, сахар превращается в спирт.

Также в процессе выделяется углекислый газ и образуются сивушные масла, вредные примеси, среди которых метанол, изоамиловый, бутиловый, изобутиловый и другие виды спиртов, опасных для человеческого организма.