20. Спиртовое брожение: общее уравнение, химизм, возбудители и практическое использование.

Применение – пивоварение, виноделие, хлебопечение, производство спиртных напитков.

Химизм спиртового брожения изучался многими учеными – Лавуазье, Пастером, Бухнером, Лебедевым и др. Они определили не только качественную, но и количественную сторону это процесса. Углеводы (сахара) разлагаются на этиловый спирт и углерода диоксид : С₆Н₁₂О₆ -> 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 117,3 кДж

Этиловый спирт образуется в кислой среде при рН 4,0 – 4,5. Возбудители – дрожжи. В промышленности используются культурные дрожжи. Дрожжи лучше развиваются в кислой среде и выдерживают до 15 – 17 % спирта в растворе. В зависимости от того, в каких условиях проходит процесс, делятся на дрожжи верхового и низового брожения.

Дрожжи верхового брожения находятся в верхних слоях сусла, куда они поднимаются образующимся углеродом диоксида и пеной. Брожение идет с незначительным повышением температуры (20 – 28 градусов). Незадолго до конца брожения дрожжи образуют хлопья и оседают на дно бродильных емкостей. Через 5-7 дней верховое брожение заканчивается. Используют в виноделии и хлебопечении.

Дрожжи низового брожения развиваются в анаэробных условиях и при более низкой температуре (6-12 градусов), поэтому процесс протекает медленно (8-10 дней). Дрожжи вскоре оседают на дно и образуют хлопьевидный осадок. Применяют в пивоварении.

21. Дрожжи: морфологические и физиологические особенности, элективные условия для выращивания.

Безмицелиальные, не образующие хлорофилла одноклеточные грибы. Крупные овальные или округлые клетки с дифференцированным ядром. В их цитоплазме можно встретить одну-две вакуоли, гликоген, волютин, капли жира, митохондрии. Широко распространены в природе, они встречаются на плодах и листьях многих растений. Способ размножения – почкование. Он характеризуется образованием на поверхности зрелой клетки нескольких почек, в которые переходит часть цитоплазмы и ядра. Перетяжка между материнской и дочерней клетками постепенно уменьшается, дочерняя клетка отделяется. Еще один способ размножение – деление. Клетка делится на две равные части. Посередине клетки от периферии к центру начинает расти клеточная стенка. К концу деления новая клеточная стенка удваивается и расщепляется – образуются две дочерние клетки.

Среди дрожжей имеются сапрофиты и паразиты. Сапрофиты используются в бродильной промышленности и в животноводстве как источник белка. Паразиты вызывают болезни у животных – бластомикозы.

22. Молочнокислое брожение (гомоферментативное): общее уравнение, химизм процесса, морфологическая и физиологическая характеристика возбудителей, значение и практическое использование.

Молочнокислые бактерии обычно находятся в молоке и молочных продуктах, на растениях, в кишечнике животных и человека и почти не встречаются в воде и почве.По конечным продуктам микроорганизмы делят на гомоферментативные – образующие молочную кислоту, и гетероферментативные – кроме молочной образуют летучие кислоты, этиловый спирт, углерода диоксид, водород и другие продукты.

Гомоферментативное молочное брожение. Возбудители расщепляют гексозу с образованием двух молекул молочной кислоты

С₆Н₁₂О₆ -> 2С₃Н₆О₃ + 94,3 кДж

Это конечный продукт процесса, он образуется из промежуточных пировиноградной кислоты и водорода при их соединении.

Среди возбудителей различают шаровидные и палочковидные формы.

Шаровидные.

• Молочнокислые стрептококки. Находится почти во всех молочных продуктах, играет важную роль в сквашивании молока и является основной составной частью микрофлоры простокваш. Встречается в виде коротких цепочек и диплококков. У молодых культур, выращенных при оптимальной и более низкой температуре, преобладают стрептококки, у более старых и выращенных при температуре выше оптимальной встречаются диплококки и одиночные клетки. Форма клеток овальная. Окрашивается по Граму, спор и капсул не образует. Факультативный анаэроб. Хорошо растет на молочных средах и средах с добавлением молочных продуктов. Оптимальная температура роста 30-35. Через 10-12 часов свертывает молоко. Кислотность по Тернеру достигает 120 градусов. Обладает антимикробным действием, образует полипептидные антибиотики низины. Они устойчивы к высокой температуре и задерживают рост многих грамположительных микробов, в том числе и патогенных. Низины нашли применение в пищевой промышленности, в ветеринарии при лечении маститов у коров.

• Сливочный стрептококк. Образует длинные цепочки. Растет на молочных средах,образует колонии. Оптимальная температура роста 30 градусов. Сгусток на молоке плотный,сметанообразной консистенции. Используется при изготовлении заквасок для сметаны,масла,сыров.

Палочковидные.

По своему составу неоднородны. Тонкие, длинные, бесспоровые, грамположительные. Растут при более высокой температуре 40-45 градусов и относятся к термофилам. Кислотность по Тернеру достигает 300-400 градусов. На обычных средах не растут. На агаре из гидролизованного молока или молочной сыворотки образуют колонии, напоминающие кусочки ваты или паучков с постепенно суживающимися отростками.

• Болгарская палочка. Входит в состав болгарской простокваши. Образует молочную кислоту, является антогонистом гнилостной микрофлоры. Гнилостные микробы, разлагая белки, образуют ядовитые газы – скатол, индол, аммиак. Они в течение всего времени отравляют организм и сокращают человеческую жизнь. Для уменьшения гнилостной микрофлоры необходимо систематическое поступление болгарской палочки в организм.

• Ацидофильная палочка. Постоянный обитатель ЖКТ молодняка сельскохозяйственных животных, откуда и выделяется. Образует больше кислоты, чем болгарская.