Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
часть1.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

рідині, що бродить, не накопичиться достатньої кількості оптового альдегіду. Коли ж з’являється оцтовий альдегід, він витісняє із взаємозв’язаної окисно-відновної реакції фосфодіоксиацетон (III стадія) і стає на його місце. Окисно-відновна реакція відбувається тоді уже не між фосфодіоксиацетоном (кетоном) і фосфогліцериновим альдегідом, а між двома альдегідами, тому що між двома альдегідами цей процес проходить легше, ніж між кетоном і альдегідом. Таким чином, замість стадії III буде відбуватися наступна стадія (стадія VII).

  1. Стадія:

Фосфогліцериновий альдегід окиснюється до фосфогліцери- нової кислоти, а оцтовий альдегід відновлюється до кінцевого про­дукту - етилового спирту.

Оскільки фосфодіоксиацетон не бере участі в процесі, гліцерин- фосфат та гліцерин не утворюються, і процес весь час до закінчення бродіння відбувається у бік утворення етилового спирту (стадія VII).

Схематично весь процес спиртового бродіння наведено нижче.

Гліцеринова форма спиртового бродіння. Із наведеної схеми видно, що гліцерин утворюється тоді, коли в середовищі немає оцтового альдегіду. Таким чином, щоб під час спиртового бродіння накопичити гліцерин, необхідно виключити з реакцій оцтовий альдегід. Це зробити дуже просто. Кислий сірчанокислий натрій (NaHS03) угворює з оцтовим альдегідом комплексну нерозчинну сполуку. Тому якщо в рідину, що бродить, ввести NaHS03, то оцтовий альдегід зв’язується і виводиться з реакції. У такому випадку окисновідновна реакція знову відбуватиметься за рівнянням III стадії між фосфогліцериновим альдегідом і фосфодіоксіацетоном з утворенням фосфогліцерину і за реакцією IV стадії - з утворенням гліцерину.

137

У зв’язку з цим замість етилового спирту в результаті бродіння буде накопичуватись гліцерин.

Сумарне рівняння процесу бродіння є таким:

Таким чином, на практиці вдається отримати 40% гліцерину (по відношенню до забродженого цукру).

Гліцерин можна отримати також, якщо спиртове бродіння про­водити у лужному середовищі. Нормальне спиртове бродіння відбу­вається в кислому середовищі при pH 4-5. При pH 8 відбувається вже не спиртове бродіння, а гліцеринове. Під час цього бродіння оцтовий альдегід із реакції не виводиться, а паралельно відбуваються два окисно-відновні процеси: між фосфодіоксиацетоном і фосфогліцериновим альдегідом за реакціями III і IV стадій з утворенням гліцерину і між двома молекулами оцтового альдегіду з утворенням спирту:

У лужному середовищі утворюється менше гліцерину, ніж тоді, коли під час бродіння в рідину вводиться NaHSО3.

Побічні продукти спиртового бродіння. Оскільки спиртове бродіння відбувається через низку проміжних продуктів, то окрім головних продуктів бродіння - етилового спирту та вуглекислого газу в невеликих кількостях утворюються побічні продукти, а саме: гліцерин, оцтова кислота, оцтовий альдегід, складні ефіри, сивушні масла та ін.

Сивушні масла - це суміш високомолекулярних спиртів, голов­ним чином, бутилових і амілових. Сивушні масла утворюються не із цукру, а в результаті розкладу різних амінокислот, що споживаються дріжджами поряд з цукром як живильні речовини.

Під час виробництва спирту побічні продукти небажані. їх усувають шляхом перегонки та ректифікації, яка ґрунтується на різних температурах кипіння спирту і побічних продуктів бродіння. Під час виробництва вина та пива побічні продукти відіграють важливу роль в утворенні букету цих продуктів.

Умови та використання спиртового бродіння. Великий вплив на інтенсивність спиртового бродіння має концентрація цукру в рідині, що бродить. Найкраще проходить спиртове бродіння при концентрації цукру 15%. При концентрації цукру 30% дріжджі сповільнюють

139

процес спиртового бродіння, а деякі дріжджі зовсім його призу­пиняють. Тільки один вид дріжджів Zigosacch. priorianus може викликати спиртове бродіння при значній концентрації цукру - до 80%. Саме цей вид дріжджів є причиною псування меду та варення.

Суттєвий вплив на процес спиртового бродіння має також температура та реакція середовища. Найсприятливішою темпера­турою для спиртового бродіння є 30°С, при температурі 50°С бродіння призупиняється, а при температурі 60...70°С дріжджі гинуть.

Процес спиртового бродіння проходить нормально, якщо реакція рідини, що бродить, кисла. Оптимальне значення величини pH для спиртового бродіння перебуває у межах 4-5.

Збудники спиртового бродіння - дріжджі є факультативними анаеробами, тому процес спиртового бродіння краще проходить, коли відсутній кисень повітря.

Існують два типи спиртового бродіння - верхове і низове. Верхове бродіння проходить дуже швидко. Воно супроводжується сильним виділенням вуглекислого газу і піни. Дріжджі під час верхового бродіння виносяться вуглекислим газом, який виділяється дуже інтенсивно, на поверхню рідини, тому бродіння і називається верховим. Таке бродіння застосовується під час виробництва спирту і вина і проходить при температурі близькій до оптимальної.

Низове бродіння проходить спокійніше і повільніше. Піни утво­рюється значно менше, тому дріжджі весь час залишаються на дні посуду. Низове бродіння проходить при температурі суттєво нижчій, ніж оптимальна - близько 10°С. Воно використовується під час пивоваріння.

Дріжджі можуть перетворювати в спирт тільки цукри - моносахариди і дисахариди. Тому під час виробництва спирту із крохмалистої сировини (картоплі, зерна) крохмаль перед бродінням перетворюють у цукор (гідролізують). Гідроліз проводять за допо­могою мінеральних кислот або за допомогою солоду (пророслого зерна). У ньому є фермент амілаза, який перетворює крохмаль в цукоп:

140