2. Уксуснокислое брожение

Уксуснокислое брожение является аэробным процессом. Вызывается уксуснокислыми бактериями. Они способны окислять не только этиловый спирт в уксусную кислоту, но и пропиловый спирт в пропионовую кислоту, бутиловый – в мясляную. Не окисляют уксуснокислые бактерии метиловый спирт и высшие спирты.

Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями осуществляется путем его дегидрирования. Суммарную схему процесса можно представить в следующем виде:

С Н₃СН₂ОН + О₂ СН₃СООН + Н₂О + Q

Этанол уксусная кислота

В средах с достаточно высоким содержанием этилового спирта уксуснокислые бактерии окисляют его только до уксусной кислоты. Эта реакция протекает с малым энергетическим эффектом, поэтому, чтобы получить необходимое для своей жизнедеятельности количество энергии уксуснокислым бактериям приходится производить окисление больших количеств спирта.

Количество видов уксуснокислых бактерий велико. Это аэробы, которые способны образовывать на поверхности субстратов пленки. Уксуснокислые бактерии всегда можно обнаружить в почве, воздухе, воде, на поверхности плодов и ягод. Эти бактерии не образуют спор.

На развитие уксуснокислых бактерий большое влияние оказывает температура. При температуре 12-15^оС размножение в субстрате замедляется. Оптимальная температура 20-35^оС.

Уксуснокислое брожение используется в производстве столового уксуса. Но в тоже время оно может вызывать порчу многих продуктов. Уксуснокислое брожение может наблюдаться в слабокислых пастеризованных маринадах при хранении их в негерметичной таре. При этом маринады скисают, образуется беловато серая нежная пленка, или кольца у стенок тары, или толстые кожистые пленки.

3. Молочнокислое брожение

Молочнокислое брожение, как и спиртовое, известно со времен глубокой древности. Возбудителем его являются молочнокислые бактерии.

Молочнокислые бактерии широко распространены в природе. Они находятся на поверхности плодов и овощей. Встречаются также в воздухе, почве, на кожных покровах, в кишечнике животных и человека.

По характеру возбуждаемых реакций молочнокислые бактерии делятся на типичные и нетипичные.

Типичные осуществляют расщепление сахаров до молочной кислоты без образования побочных продуктов. В общем виде процесс можно выразить следующим уравнением.

С₆Н₁₂О₆ 2СН₃СНОНСООН + Q

При этом поэтапно распад моносахаридов идет с образованием тех же продуктов, что и при спиртовом брожении, вплоть до образования пировиноградной кислоты. В дальнейшем механизм процесса изменяется: в комплексе ферментов у молочнокислых бактерий отсутствует карбоксилаза, в результате этого вместо расщепления ПВК на уксусный альдегид и диоксид углерода, она восстанавливается в молочную кислоту. Этот процесс катализирует фермент редуктаза.

Нетипичные молочнокислые бактерии наряду с молочной кислотой образуют большее или меньшее количество побочных продуктов – уксусной кислоты, янтарной кислоты, этилового спирта и пр. Схематично процесс можно представить следующим уравнением.

С ₆Н₁₂О₆ СН₃СНОНСООН + СООНСН₂СН₂СООН +

Молочная кислота янтарная кислота

СН₃СООН + С₂Н₅ОН + СО₂ + Н₂ + Q

Уксусная кислота

Образование побочных продуктов объясняется тем, что микроорганизмы, вызывающие нетипичное молочнокислое брожение, в комплексе ферментов содержат карбоксилазу. ПВК при этом расщепляется до уксусного альдегида и диоксида углерода лишь частично. В результате разнообразных превращений уксусного альдегида и ПВК происходит образование янтарной, уксусной кислот и этилового спирта. Механизм подробно рассмотрен на примере спиртового брожения.

Таким образом, не типичное молочнокислое брожение протекает более сложно, чем типичное. Количественное соотношение между накапливающимися побочными продуктами может быть самым разнообразным: молочной кислоты может накапливаться до 40 % от количества сброженного сахара, янтарной около 20 %, этилового спирта и уксусной кислоты примерно по 10 %, газов – около 20 %. Иногда количество образовавшихся газов уменьшается, но тогда в среде появляется муравьиная кислота (НСООН).

Молочнокислые бактерии (Lactobacterium) являются не спорообразующими. Большинство – факультативные анаэробы, но лучше развиваются без доступа кислорода. Имеют высокую сбраживающую способность по отношению к различным моно- и дисахаридам. Сбраживать же крахмал не могут, так как не содержат соответствующих гидролитических ферментов. Температурный оптимум 30-35 ^оС.

Молочнокислые бактерии являются возбудителем процессов квашения и мочения овощей и плодов.

Кроме этого молочнокислые бактерии могут явиться причиной порчи консервированных продуктов, в частности, томатов и томатного сока.

Если при стерилизации нарушен температурный режим, то в этом случае в консервах сохраняются жизнеспособные клетки, которые сбраживают углеводы и органические кислоты томатного сока. При этом образуется спирт, уксусная и молочная кислоты и диоксид углерода. При нормальном проведении технологического процесса порчи сока не происходит, так как молочнокислые бактерии не образуют спор, их вегетативные клетки гибнут при температуре около 80^о С.