БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ, ВИКЛИКАНІ мікроорганізмів у харчових продуктах
Спиртове бродіння
Бродіння - Це процеси отримання енергії, при яких відщеплюється від субстрату водень переноситься, в кінцевому рахунку, на органічні акцептори. Л.Пастер називав бродіння життям без повітря.
Спиртове бродіння - це процес перетворення в анаеробних умовах цукру в діоксид вуглецю і етиловий спирт:
З 6 Н 12 Про 6 - В»2СО 2 +2 С 2 Н 5 ОН
Етиловий спирт - один із широко поширених продуктів зброджування цукрів мікроорганізмами. Навіть рослини і гриби в анаеробних умовах накопичують етиловий спирт.
Збудниками спиртового бродіння є дріжджі, які вирощують в анаеробних умовах, підбираючи відповідні раси, які володіють необхідними властивостями для даного виробництва. В результаті хімічної реакції утворюється оцтовий альдегід і СО2
С02 є одним з кінцевих продуктів спиртового бродіння. Оцтовий альдегід відіграє роль кінцевого акцептора водню. Він за участю ферменту алкогольдегідрогенази відновлюється в етиловий спирт, а НАД Н 2 регенерується (окислюється) в НАД.
закваска молочнокислий бактерія аеробний
2СН 3 СНТ + 2НАД Н 2 - В»2СН 3 СН 2 ОН + 2НАД
Реакція відновлення оцтового альдегіду в етиловий спирт є завершальним етапом спиртового бродіння.
Поряд з основним продуктом (етиловим спиртом) в невеликій кількості утворюються побічні продукти - гліцерин, оцтовий альдегід, сивушні масла. До складу сивушних масел входять пропанол, 2-бутанол, 2-метілпропанол, аміловий (пентанол) і ізоаміловий (тріметілбутанол) спирти, що представляють собою продукти нормального бродильного метаболізму дріжджів і обнаруживающиеся при зростанні дріжджів на будь-яких середовищах. Вищі спирти беруть участь у формуванні аромату і смаку напоїв спиртового бродіння. Дріжджі здатні зброджувати крім глюкози і піровиноградної кислоту. В якості проміжного продукту при зброджуванні піровиноградної кислоти утворюється ацетальдегід; якщо до дріжджів, зброджувати глюкозу, додати бісульфіт, то з'явиться новий продукт - Гліцерин, однак при цьому знижується вихід етилового спирту і СО2.
На умови спиртового бродіння впливають багато факторів: хімічний склад сбраживаемой середовища, вміст спирту, температура, наявність сторонніх мікроорганізмів.
Більшість дріжджів здатні зброджувати моносахариди, а з дисахаридів - сахарозу і мальтозу. Пентози зброджуються тільки деякими дріжджами. Дріжджі не можуть зброджувати крохмаль, оскільки вони не утворюють амілолітичних ферментів.
Найбільш сприятлива концентрація цукру-10-15%, при 30-35% бродіння припиняється. Енергією бродіння називається здатність певної кількості дріжджів зброджувати за певний проміжок часу чи інша кількість цукру.
Хорошим джерелом азоту для більшості дріжджів є амонійні солі, але дріжджі можуть використовувати також амінокислоти і пептиди. Бродіння протікає в кислому середовищі при pH 4-5. У лужному середовищі підвищується вихід гліцерину, t = 28-30 В° С.
Найбільша швидкість бродіння спостерігається при температурі близько 30 В° С; при температурі 45-50 В° C бродіння припиняється в результаті загибелі клітин дріжджів. Зниження температури призводить до уповільнення бродіння, але повністю воно не припиняється навіть при температурі нижче 0 В° C.
Використання спиртового бродіння лежить в основі виробництва етилового спирту, пива, вина і пекарських дріжджів.
Верхові дріжджі - ведуть процес при t = 25-28 В° C. Утворюється піна, дріжджі виносяться наверх, а в Наприкінці осідають на дно (виробництво спирту, хлібопечення).
Низові дріжджі - ведуть процес при t = 5-10 В° С, піна незначна, дріжджі осідають на дно в процесі бродіння (Пивоварство, виноробство).
В виробництві спирту використовують спиртостійкі раси дріжджів (до 18-20% спирту). У хлібопеченні використовують пресовані, сухі, а також рідкі дріжджі. Хлібопекарські дріжджі повинні володіти мальтазной активністю і утворювати велику кількість С0 2 .
В виробництві етилового спирту для харчових цілей використовують різний сировину трьох основних груп: містить цукор (Цукровий буряк, кормова патока, або меляса, цукровий очерет, фруктові соки); містить крохмаль (картопля, земляна груша, кукурудза, ячмінь, овес, жито, пшениця); містить целюлозу (деревина і сульфітні щелока).
Крохмалевмісні сировину розварюють і піддають оцукрюванню. Джерелом амілолітичних ферментів служить солодове молоко, виготовлене з пророслих зерен ячменю, або ферментний препарат з грибів роду Aspergillus.
В зерновому і грибному солоді крім амілаз містяться протеолітичні ферменти, викликають часткове перетворення білків затору в розчинні азотовмісні речовини. У результаті виходить рідкий цукристий субстрат - сусло.
В отримане сусло вносять дріжджі, найчастіше застосовують раси Saccharomyces cerevisiae, які володіють високою енергією бродіння.
За закінченні бродіння дріжджі відокремлюють від зброджених заторів, а спирт відганяють на спеціальних перегінних апаратах. Виходить спирт-сирець і залишається відхід виробництва - барда, яку використовують для одержання кормових дріжджів.
Спирт-сирець використовують як для технічних цілей, так і для подальшого очищення - ретефікаціі.
Для отримання технічного спирту використовують гідролізати деревини та інші відходи целюлозно-паперової промисловості. В даний час технічний спирт отримують також синтетичним шляхом - з побічних продуктів переробки нафти (Етилену).
У виробництві пива основною сировиною є ячмінний солод. З солоду, води і хмелю готують пивне сусло, сусло піддають бродінню спеціальними видами (расами) пивних дріжджів. Це пластівчасті дріжджі низового бродіння. У процесі отримання пива два періоди бродіння - головне (при температурі 6-10 В° C дріжджі активно розмножуються і інтенсивно зброджують цукор) і доброджування (зливають з дріжджового осаду і залишають при температурі близько 1 В° C).
Дозріле пиво освітлюють, а дріжджі видаляють шляхом фільтрування або центрифугування і направляють на розлив.
У виробництві вин вихідним матеріалом служать виноградний і плодово-ягідні соки. Всі соки є гарною живильним середовищем для мікроорганізмів. Соки сульфітують (обробляють SO 2 ), а потім піддають бродінню. Застосовуються спеціальні раси дріжджів для отримання різних сортів вин.
пропіонової-кисле бродіння
пропіонової-кисле бродіння викликається пропионово-кислими бактеріями, що відносяться до роду Propionibacterium. Єдиним джерелом енергії для них є процес зброджування різноманітних речовин - моносахаридів (гексоз і пентоз), молочної або яблучної кислоти, гліцерину та інших, які перетворюються в пропионовую і оцтову кислоти, діоксид вуглецю і воду. Вони широко представлені в молочних продуктах, у грунті.
пропіонової-кислі бактерії споріднені за низкою властивостей гетероферментативних молочнокислими бактеріями і часто розвиваються спільно з ними.
пропіонової-кислі бактерії - це невеликі, нерухомі палички, злегка викривлені, не утворюють спор, грампозитивні, факультативні анаероби. Вони, як і молочнокислі бактерії, не зустрічаються в грунті і водоймах. Живуть в основному в кишковому тракті жуйних тварин, а також у молоці.
Практичне використання пропионово-кислого бродіння. Воно використовується для отримання сирів в молочно-сироробних виробництвах. Спочатку казеїн молока піддають коагуляції під дією сичужного ферменту, що виділяється із шлунка жуйних тварин. Потім згустки відокремлюють від сироватки, пресують, витримують в розчині солі та залишають для дозрівання. <...
