Смотри вопрос 19

21) Спиртовое брожение: возбудители, условия происхождения, химизм, использование, роль в изменении качества потребительских товаров.

Спиртовое брожение — это процесс превращения в анаэробных условиях сахара в диоксид углерода и этиловый спирт. С6Н12О6-» 2СО2 + 2С2Н5ОН

Основными возбудителями спиртового брожения являются дрожжи – сахаромицеты.

Как и любое брожение, это сложный многоступенчатый процесс, который протекает при участии комплекса ферментов. Наряду со спиртом, могут образовываться побочные продукты: глицерин, уксусный альдегид, уксусная, яблочная кислоты, сивушные масла.

Условия проведения спиртового брожения:

1. Источники питания. В качестве источника углерода используют глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу. Крахмал дрожжи не сбраживают, так как амилолитические ферменты у них отсутствуют. Поэтому крахмалсодержащее сырье подвергают осахариванию при участии амилаз различного происхождения. Концентрация сахара 10–15% наиболее благоприятна для большинства дрожжей. В качестве источника азота используются аммонийные соли органических кислот и аминокислоты.

2. Анаэробные условия.

3. Температура. По отношению к температуре сахаромицеты делятся на низовые и верховые дрожжи. Дрожжи верхового брожения вызывают бурное и быстрое брожение при температуре 20–28 °С. При этом они всплывают на поверхность под действием выделяющегося диоксида углерода. Низовые дрожжи осуществляют более спокойное брожение, которое ведут при 5–10 °С.

4. Концентрация этилового спирта. Этиловый спирт, накапливающийся в среде, оказывает неблагоприятное действие на дрожжи. Угнетающее действие спирт оказывает уже при концентрации в среде 2–5 % об., а при 12–15 % об. брожение прекращается.

5. Активная кислотность среды (рН). Спиртовое брожение протекает в кислой среде (рН 4–4,5). При подщелачивании среды до рН 8 дрожжи в качестве основного продукта брожения накапливают не спирт, а глицерин.

Спиртовое брожение лежит в основе производства этилового спирта, пива, вина, используется в хлебопечении. Совместно с молочнокислым брожением оно используется при производстве кваса, кефира, кумыса. Основными потребителями этилового спирта являются пищевая и химическая промышленность, а также медицина.

22) Молочнокислое брожение: возбудители, условия происхождения, химизм, использование, роль в изменении качества потребительских товаров.

Молочнокислое брожение — это процесс превращения молочнокислыми бактериями сахара в молочную кислоту в анаэробных условиях.

Молочнокислое брожение вызывается несколькими видами бактерий

Типичные молочнокислые бактерии - ацидофильная болгарская палочка, бактерия казея, куаказикум, а также молочнокислые кокки, лейконосток, лактобактерии, стрептококки и бифидобактерии.

Нетипичные - протеус и кишечная палочка.

По конечным продуктам брожения молочнокислые бактерии подразделяют на две группы: гомоферментативные и гетероферментативные.

Гомоферментативное молочнокислое брожение широко применяют при изготовлении простокваш, кумыса, сквашивании сливок, получении молочной кислоты, при квашении овощей и силосовании корма.

При гомоферментативном молочнокислом брожении происходит расщепление глюкозы с образованием двух молекул молочной кислоты: Глюкоза -4- 2 молекулы молочной кислоты +197 кДж/моль. Молочная кислота — конечный продукта гомоферментативного брожения — образуется из пировиноградной кислоты: Пировиноградная кислота + 2Н2 -> молочная кислота.

Типичным представителем молочнокислых бактерий гомоферментативного молочнокислого брожения является молочнокислый стрептококк — Streptococcus. Молочнокислый стрептококк обладает антимикробным действием, образует полипептидные антибиотики — низины, устойчивые к высокой температуре и задерживающие рост многих грамположительных микробов, в том числе и патогенных.

Гетероферментативное молочнокислое брожениеосуществляют гетероферментативные молочнокислые бактерии, которые кроме молочной кислоты образуют этиловый спирт, СО2, уксусную кислоту, ацетон и диацетил.

К группе гетероферментативные молочнокислых бактерий относится род Bifidobacterium. Палочковидные формы вида Bifidobacterium содержатся в период молочного вскармливания в желудочно-кишечном тракте детей и молодняка сельскохозяйственных животных. Бифидобактерии при сбраживании углеводов образуют молочную и уксусную кислоты — биологически активные вещества, которые подавляют гнилостные и патогенные микроорганизмы.

Использование молочнокислого брожения связано со стерилизующим и консервирующим действием молочнокислых бактерий. В питательной среде они снижают рН до значений меньше 5 и тем самым подавляют рост других анаэробных бактерий.

23) Пропионово-кислое брожение: возбудители, условия происхождения, химизм, использование, роль в изменении качества потребительских товаров.

Пропионово-кислое брожение — эго превращение сахара или молочной кислоты и ее солей в пропионовую и уксусную кислоты с выделением СО2 и Н2О в анаэробных условиях.

Существует несколько видов пропионово-кислых бактерий, из которых наиболее известным являются Propionibacterium freudenrcichii и его подвиды P.shermanii и P.acidipropionici.

Пропионовую кислоту получают нефтехимическим путем и лишь незначительное количество — биосинтетическим. Она используется как ингибитор плесневых грибов в пищевой промышленности, при хранении зерна и хлеба. В концентрации 0,5...\% пропионовая кислота задерживает рост плесневых грибов.

Зерно, обработанное слабым раствором пропионовой кислоты, не плесневеет даже при повышенной влажности. Пропионовая кислота предотвращает плесневение хлеба.

ЗС6H12О6 + 4СНзCH2СООН + 2СНзСООН + 2CO2 + 2H2O +Е

Единственным источником энергии для пропионовокислых бактерий является процесс сбраживания различных веществ: моносахаридов (гексоз, пентоз), молочной, яблочной кислот, глицерина и других в пропионовую и уксусную кислоту, диоксид углерода и воду.

Пропионовокислое брожение используется в сыроделии. Летучие кислоты (пропионовая и уксусная) придают сырам кисловато-острый вкус, а выделяющийся в виде пузырьков углекислый газ образует «глазки» в сыре.

У пропионовокислых бактерий обнаружена способность к активному синтезу витамина В12.

24) Разложение пектина и клетчатки: возбудители, условия происхождения, химизм, использование, роль в изменении качества потребительских товаров.

Протекает в анаэробных условиях. Под воздействием пектолитических ферментов микроорганизмов протопектин превращается в растворимый пектин, который разлагается с образованием галактуроновых кислот, углеводов (ксилозы, галактозы, арабинозы), метилового спирта и других веществ. Далее сахара сбраживаются бактериями рода Clostridium с образованием масляной и уксусной кислот, диоксида углерода и водорода.

Все эти процессы приводят к минерализации (распаду) пораженных объектов (плодов, овощей) и к другим видам порчи.

Брожение клетчатки состоит в разложении ее в анаэробных условиях с образованием масляной, уксусной кислот, углекислого газа, этилового спирта, водорода. Этот процесс осуществляют спорообразующие мезофильные и термофильные целлюлозные бактерии, относящиеся к роду Clostridium.

При аэробном разложении клетчатки конечными продуктами являются диоксид углерода и вода. К аэробным микроорганизмам, окисляющим клетчатку, относятся мезофильные аэробные бактерии родов Cytophaga, Anginococcus. Cellvibrio, Pseudomonas, актиномицеты рода Streptomyces и микроскопические грибы (родов Penicillium, Alternaria, Fusarium и др.).

В природе пектин разлагающие и целлюлозные бактерии играют большую роль в процессах разложения растительных остатков и, следовательно, в круговороте углерода.

25) Уксуснокислое и лимонное брожение: возбудители, условия происхождения, химизм, использование, роль в изменении качества потребительских товаров.

Уксуснокислое брожение. Уксусная кислота образуется уксуснокислыми бактериями, которые окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты (уксуса) с выделением небольшого количества энергии:

Этиловый спирт -» уксусная кислота + Н2О + 494 кДж/моль

Процесс, осуществляемый уксуснокислыми бактериями, — это типичное окисление (брожение) в аэробных условиях, так как уксусная кислота далее подвергается окислению бактериями до диоксида углерода и воды.

Возбудителем уксуснокислого брожения является Mycoderma aceti (уксусный гриб).

Спонтанное развитие уксуснокислых бактерий в вине, пиве, квасе, безалкогольных напитках и других продуктах приводит к их порче: прокисанию, помутнению, ослизнению.

Имеет значение окисление уксуснокислыми бактериями глицерина в диоксиацетон, который является ценным продуктом для химической промышленности. С помощью бактерий Gluconobacter oxydans из растворов, содержащих до 30 % сорбита, получают сорбозу с выходом 90 %. Сорбоза используется для получения аскорбиновой кислоты (витамина С).