Молочнокисле бродіння

Молочнокисле бродіння – це процес перетворення цукру в молочну кислоту в результаті життєдіяльності молочнокислих бактерій.

Молочнокисле бродіння використовувалось людьми з давніх часів, однак природа цього бродіння була з’ясована відносно недавно.

Луї Пастер в 1857 р. довів, що молочнокисле бродіння викли­кається мікроорганізмами, але виділити збудників цього бродіння у вигляді чистих культур йому не вдалося. Чиста культура збудників молочнокислого бродіння була виділена тільки в 1878 р. і вивчена більш детально у 1894 – 1895 рр.

На сьогодні відомо багато різних бактерій, які ферментують цукор з утворенням молочної кислоти. При цьому деякі з них перетворюють цукор тільки в молочну кислоту, інші, поряд з молочною кислотою, утворюють побічні продукти (оцтову, янтарну кислоти, етиловий спирт, вуглекислий газ, водень та інші продукти).

Якщо в процесі молочнокислого бродіння із цукру утворюється тільки молочна кислота, то такий процес називається типовим (гомоферментативним) молочнокислим бродінням. Якщо ж при бродінні поряд з молочною кислотою утворюються інші продукти, то такий процес називається нетиповим (гетероферментативним) молочнокислим бродінням.

Хімізм молочнокислого бродіння. Процес типового молоч­нокислого бродіння можна виразити таким сумарним рівнянням:

С₆Н₁₂О₆  2СН₃СНОНСООН,

а нетипового:

СН2СООН

2С6Н12О6  СН3СНОНСООН+СН3СООН+ | +С2Н5ОН+СО2+Н2

СН2СООН

Це тільки загальні рівняння, а насправді процес відбувається за дуже складною схемою, через низку проміжних продуктів.

До моменту утворення піровиноградної кислоти процес проходить за такою ж схемою, як і спиртове бродіння. Далі, у зв’язку з відсутністю у молочнокислих бактерій ферменту карбоксилази (піро­ват­де­кар­боксилази), реакція декарбоксилювання пірови­ноград­ної кис­лоти не відбувається. Натомість, завдяки ферменту лактико­дегі­дрогенази, що притаманний молочнокислим бактеріям, піровино­градна кислота вступає в окисно-відновну реакцію з фосфо­гліцериновим альдегідом. При цьому в результаті відновлення піро­ви­ноградної кислоти утворюється молочна кислота, а в результаті окис­нення фосфогліцеринового альдегіду – фосфогліцеринова:

Лактикоде-

O

гідрогеназа

//

+ Н2О

CH3COCOОH+ C-H

CH3CHOHCOOH+

COOH

|

|

CHOH

CHOH

|

|

CH2OPO3H2

CH2OPO3H2

Піровино-градна кислота

Фосфоглі-цериновий альдегід

Молочна кислота

Фосфоглі-церинова кислота

Процес гетероферментативного молочнокислого бродіння відбу­вається за значно складнішою схемою.