Гетероферментативное молочнокислое брожение.

Молочнокислые бактерии служат для приготовления силоса, кислой капусты, молочнокислых продуктов, чистой молочной кислоты.

23 вопрос: В настоящее время процессы брожения используют почти во всех сферах жизнедеятельности: в сельском хозяйстве, в молочной промышленности, в производстве вина, спирта, пива, а также в производстве хлебобулочных изделий.

Молочное брожение:Lactobacillaceae: Аэротолерантные, метаболические «инвалиды», так как к ним добавляют тиамин, пурины, пиримидины, дрожжевые экстракты (дополнительные питательные вещества). Встречаются в желудочно-кишечном тракте, в молочно-кислых продуктах, на растениях. В сельском хозяйстве используются молочнокислые бактерии для приготовления силоса (происходит молочнокислое брожение).

Для приготовления различных молочных продуктов (кефир, йогурт, биогурт, используют молочнокислые бактерии). Кефир принадлежит к молочнокислым продуктам, содержащим кислоты и этанол; его получают из молока (закваску готовят на кефирных зернах, которые состоят из лактобацилл, дрожжей, стрептококк). Йогурт получают из пастеризованного гомогенезированного цельного молока. Биогурт - кислое молоко, сквашенное L.acidophilus

Стерилизованное и пастеризованное молоко или сливки сбраживают, прибавляя в качестве закваски чистые культуры молочнокислых бактерий. Кисломолочное масло готовят из сливок, сквашенных с помощью Streptococcus lactis и др. Для приготовления молочнокислых продуктов в качестве заквасок также используются стартовые культуры молочнокислых бактерий, образующих кислоту и придающие определенный запах.

Молочнокислые бактерии (различные лактобациллы и стрептококки) ведут как уже отмечалось молочнокислое брожение. Молочнокислые бактерии способны размножаться ускоренно, вытесняя другие МКО. Поэтому их достаточно легко культивировать на элективных средах и легко выделять.

Пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) также участвуют в процессе брожения, поднимая тесто в результате образования СО2. Их выращивают в чанах при сильной аэрации. В качестве побочного продукта образуется этанол.

Для получения спирта путем брожения используют сахара и картофель. Большое количество дешевого спирта получают из отходов бумажных фабрик и гидрализатов древесины лиственных пород. Например, kloeckra – винные дрожжи, которые применяются для производства немецких вин.

Многие немецкие вина получают в результате спонтанного брожения виноградного сока. Для подавления неконтролируемого брожения, которое вызывается дикими дрожжами, вносят чистые культуры дрожжей, которые подбираются в специальных районах. Важное значение имеет сорт винограда, условия его произрастания и тд

Ацетонобутиловое брожение – тип брожения, который осуществляется некоторыми представителями рода Clostridium с образование целой серии конечных продуктов - ацетата, ацетона, бутанола, бутирата, изопропанола, этанола, СО2, Н2. Ацетонобутиловое брожение имеет двухфазный характер и основано на катаболизме сахаров по пути гликолиза до образования пирувата, который подвергается ферредоксинзависимому декарбоксилированию с образование ацетил-СоА. В первую фазу сбраживания глюкозы часть ацетил-КоА расходуется на образование кислот – ацетата и бутирата, что сопровождается синтезом АТФ в реакции фосфорилирования АДФ на уровне субстрата и увеличением общей кислотности среды. Это угнетает развитие клостридиев. Во вторую фазу, не связанную с синтезом АТФ, другая часть ацетил-КоА превращается в нейтральные продукты (бутанол, этанол) следствием чего является благоприятное для бактерий защелачивание окружающей среды.

Производство масляной кислоты. Типичными представителями клостридиев, осуществляющих маслянокислое брожение, являются С. butyricum и С. pasteurianum. Они сбраживают сахара с образованием масляной и уксусной кислот, СО2 и Н2. Для маслянокислого брожения четко показана его зависимость от рН среды.. Маслянокислое брожение в производственных условиях может вестись на разных углеводсодержащих средах. Обычно используют среды, содержащие кукурузную, пшеничную или ржаную муку, также применяют некоторые другие дешевые вещества. Сбраживаемые углеводы не подвергают предварительному осахариванию. Поэтому содержащие их среды именуются заторами (в отличие от сусла – осахаренной среды спиртового брожения). Для выращивания чистой культуры С. butyricum пользуются запасом спор бактерии, заготовляемым обычно на шестимесячный (и более) период работы завода. Заготовку спор проводят на 6%-ном заторе кукурузной или ржаной муки путем массового высева. Для этого около 100 пробирок со свежим стерильным затором засевают культурой бактерии и весь цикл брожения, заканчивающийся образованием спор, проводят при 37°С.

Производство уксусной кислоты. При биохимическом производство уксусной кислоты используется способность некоторых микроорганизмов окислять этанол. Этот процесс называют уксуснокислым брожением. В качестве сырья используются этанолсодержащие жидкости (вино, забродившие соки), либо же просто водный раствор этилового спирта. Реакция окисления этанола до уксусной кислоты протекает при участии фермента алкогольоксидазы. Это сложный многоступенчатый процесс, который описывается формальным уравнением:

СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН + Н2О

Некоторые роды анаэробных бактерий близки к клостридиям по продуктам брожения: они, однако, не образуют спор и близки к грам- формам. Большинство таких бактерий образующих масляную уксусную кислоты, было выделено из рубца, где они участвуют в разложении целлюлозы, крахмала и других углеводов.