23. Надайте характеристику основних закономірностей протікання типового та нетипового дріжджових спиртових бродінь та опишіть їх роль і використання у промисловості та обігу споживних товарів.

Типове

Спиртове бродіння – це процес розкладу цукру на спирт і вуглекислий газ у результаті життєдіяльності мікроорганізмів. Збудники бродіння – дріжджі Sacch. Ellipsoideus, деякі представники мукорових грибів і бактерій.

Хімізм спиртового бродіння. Процес спиртового бродіння відбувається за складною схемою, з утворенням цілої низки побічних продуктів. Біохімічні реакції проходять з участю різних ферментів клітин. Умов цей процес можна поділити на 7 стадій.

Побічні продукти спиртового бродіння: гліцерин, оцтова к-та, оцтовий альдегід, складні ефіри, сивушні олії

Оптимальні умови протікання спиртового бродіння: концентрація цукру 15%, зР середовище 4-5, температура 30⁰С, відсутність кисню.

Типи бродіння:

Верхове: проходить дуже швидко при температурі, близькій до оптимальної, супроводжується сильним виділенням СО₂ і піни, які й виносять на поверхню дріжджі; застосовується при виробництві спирту і вина.

Низове: проходить спокійніше і повільніше при температурі 10⁰С, піни утворюється значно менше, тому дріжджі весь час залишаються на дні; використовується при пивоварінні.

Нетипове

Нетипове дріжджове спиртове бродіння відбувається під дією дріжджів роду Торулопсіс, що у свою чергу є представниками родини Несахароміцетів. Ця родина об'єднує дріжджі, які не здатні утворювати спори і розмножуються тільки брунькуванням. Дріжджі роду Торулопсіс дуже дрібні, мають кулясту форму, не здатні утворювати псевдоміцелій, вуглеводи зброджують слабо. Вони є збудниками спиртового бродіння і нагромаджують не більше 3% спирту.

24.Наведіть класифікацію, надайте характеристику загальних морфологічних та біохімічних властивостей молочнокислих бактерій. Наведіть приклади поживних середовищ, призначених для їх культивування. Вкажіть основні сфери застосування чистих культур молочнокислих бактерій.

1. Найважливішими представниками типових молочнокислих бактерій є:

Streptococcus lactis (молочний стрептокок) - коки, діаметром майже Імк, з'єднані в короткі ланцюжки або попарно. Вони завжди присутні в молоці і найчастіше викликають його самоскисання. Опти­мальною температурою для їхнього розвитку є 36°С. Вони є відносно слабкими кислотоутворювачами, накопичують не більше 1% молочної кислоти. Вища концентрація кислоти діє на них згубно. Тому кисле молоко, яке отримують в домашніх умовах самоскисанням без застосування спеціальних заквасок, ніколи не буває надто кислим. Молочнокислі стрептококи ферментують лактозу, мальтозу, глюкозу і галактозу.

Str. cremoris - коки, діаметр клітини яких не більше 0,7 мк, утворюють довгі ланцюги. Ферментують лактозу, глюкозу і галактозу; мальтозу і сахарозу не перетворюють. Оптимальна температура розвитку 30° С.

Bact bulgaricum (болгарська паличка) - довжина клітини майже 5 мк. Палички з'єднані в ланцюги. Ферментують глюкозу, фруктозу, галактозу, лактозу; сахарозу і мальтозу не ферментують. Оптимальна температура розвитку 4О...45°С, тобто болгарська па­личка належить до термофільних бактерій. Вона накопичує значну кількість молочної кислоти - до 3,5%. Треба зауважити, що термо­філи більш активні кислотоутворювачі, ніш мезофіли, і в цілому паличкоподібні молочнокислі бактерії активніші кислотоутворювачі порівняно з стрептококами.

Bact casei (сирна паличка) — довжина клітини майже 6 мк. Ферментує мальтозу, лактозу, глюкозу і фруктозу. Оптимальна температура 40°С. Використовується під час виробництва сиру.

Bact. acidophylum (ацидофільна паличка) - довжина клітини майже 5 мк. Ферментує лактозу, мальтозу, сахарозу і глюкозу. Оптимальна температура 40°С. Накопичує до 2,5 % кислоти. Деяківиди ацидофільної палички здатні до слизоутворення (утворюють слизисті капсули). Ацидофільні бактерії поряд з молочною кислотою продукують антибіотичні речовини, які згубно діють на збудників кишкових захворювань. Ацидофільні закваски використовують під час виробництва ацидофільних молочнокислих продуктів. Із чистих культур ацидофільних бактерій виготовляють біопрепарати, які застосовують для лікування і профілактики шлунково-кишкових захворювань людини та сільськогосподарських тварин.

Bact. delbrueckii (дельбрюківська паличка) - довжина кліти­ни 7 мк. Палички розміщуються поодиноко або короткими ланцюжками. Ферментує всі цукри, за винятком лактози, тому в молоці не розвивається. Використовується для отримання молочної кислоти із цукру, а також у випічці хліба. Оптимальна температура розвитку 45...50°С, мінімальна 20°С. В субстраті накопичує до 2,5% кислоти.

Bact. cucumeris fermentati і Bact. plantarum - коротенькі палички довжиною 2 мк, часто з'єднані попарно. Вони є збудниками молочнокислого бродіння під час квашення овочів і під час силосування кормів. Мезофіли, температурний оптимум майже 30°С.

Нетипових молочнокислих бактерій надзвичайно багато. Практичний інтерес представляють так звані ароматоутворюючі бактерії видів Str. paracitrovorum, Str. citrovorum, Str. diacetilactis. Ці бактерії утворюють значну кількість летких кислот, вуглекислого газу і ацетилметилкарбінолу, який під час окиснення переходить в діацетил. Останній надає продуктам особливого аромату. Завдяки цьому названі культури широко використовуються у різних галузях молочної промисловості, зокрема в маслоробній.

Ароматоутворюючі молочнокислі бактерії, поряд з цукром, перетворюють солі лимонної кислоти, яка завжди є в молоці. Ацетилметилкарбінол, а далі діацетил і ацетоін утворюються саме із солей лимонної кислоти.

Із інших гетероферментативних молочнокислих бактерій можна назвати: Zeuconostoc cremoris - витягнені коки, що можуть розташовуватись поодиноко, парами, або у вигляді коротких лан­цюжків. Вони, крім цукру, перетворюють лимонну кислоту та її солі з утворенням діацетату. Оптимальна температура розвитку - 20.. .25°С. Вживаються в комбінованих заквасках з метою ароматизації про­дукту. Деякі види Zeuconostoc є активними слизоутворювачами. Суб­страти, в яких розвиваються ці види молочнокислих бактерій, Поступово окиснюючись під дією різних мікроорганізмів, жирні кислоти перетворюються

2 . Для культивування молочнокислих використовують такі поживні середовища:блікфельдта;МРС,гідролізоване молоко;Редді;М-17; М-17; рогози та МРС;Агар поживний з сахарозою,Mayeux;Lee;дріжджове;Брігс у модифікації Шарпс.

3 Молочнок-лі б-ї застосовують під час вироб-ва всіх дієтичних молочнок-х напоїв.ацидофільної пасти,кисломолочного сиру ,сметани.Молочнок-лі напої мають лікувально-профілактичне з-я,завдяки наявності живих молочнок-х б-ій. Нормалізують міклофлору кишкового тракту,знищують там зб гниття.Молочнок-лі б-ї можуть приживатись в кишковому тракті і перетв залишки поживи,яка вміщує цукор,з утв молочної к-ти.Особливо корисні молочнок-лі про-ти,виготовлені з використанням ацидофільної палички(акт кислоутворювач і найкраще приживається в кишковому тракті).МБ вик також при виготов житнього хліба(сприяє набряканню білків,р-ку дріжджів);квашення овочів.МК бродіня застос для отримання молочної к-ти,яку викор у шкіряній промисловості для усунення вапна із шкіри;в текстилі,як протрава під час фарбування;харч пром.-замість лимонної к-ти під час в-ва кондитерс виробів,безалкогол напоїв,консервів.

25. Опишіть морфологічні та біохімічні властивостей біфідобактерій. Наведіть приклади поживних середовищ, призначених для їх культивування. Охарактеризуйте їх застосування у харчовій промисловості.

Біфідобактерії – рід облігатно анаеробних грам-позитивних бактерій, які не утворюють спор і відрізняються гільчастою морфологією. Це сахаролітичні бактерії товстого кишечника, є представниками нормальної мікрофлори кишечника, кількісно складають більшу частину бактерій товстого кишечника. Клітини біфідобактерій являють собою зігнуті палички, поліморфні на кінцях (роздвоєні, потовщені), довжиною 2 – 5 мкм. Спори не утворюють.

Біфідобактерії є суворими анаеробами,їх потреба в атмосфері бл.10% СО2.переважно утворюють оцтову к-ту,виражена потреба у вітамінах:Leuconostoc cremoris-витягнуті коки,що можут розташовуватись поодиноко,парами,або у вигляді коротких ланцюгів. Оптимальна температура розвитку 20-25..деякі види є слизоутворювачами. Субстрати,в яких розвиваються ці види мають густу слизисту оболонку. Біфідобактерії,які наявні у кисломолочних напоїв нормалізують мікрофлору кишкового тракту. Для культивування біфідобактерій використовують середовище Блаурокк,кукурудзяно-лактозне, молочно-гідролізатне,сухе розчинне біфідум-середовище.

Деякі види Lactobacillus знайшли застосування в промисловості для виробництва кефіру, йогурту, сирів. Лактобактерії беруть участь в процесах засолювання овочів, в приготуванні маринадів і інших продуктів, використовують також синтетичну і біотехнологічну молочну кислоту.

Бродіння силосу призводить до гальмування розвитку плісінні, що забезпечує тварин цінним кормом.

26. Вкажіть збудників та охарактеризуйте основні закономірності протікання гомо- та гетероферментативного молочнокислого бродіння. Охарактеризуйте роль та способи використання збудників молочнокислого бродіння у харчовій промисловості. Дайте визначення та назвіть основні ознаки пробіотиків, наведіть приклади пробіотичних мікроорганізмів.

Гомоферментативне молочнокисле бродіння

При гомоферментативне молочнокислому бродінні вуглевод спочатку окислюється до пірувату по гліколітичному шляху, потім піруват відновлюється до молочної кислоти НАДН + Н (утворився на стадії гліколізу при дегідруванні гліцеральдегід-3-фосфата) за допомогою лактатдегідрогенази. Від стереоспеціфічності лактатдегідрогенази та наявності лактатрацемази залежить, який енантіомер молочної кислоти буде превалювати в продуктах: L-, D-молочна кислота або ж DL-рацемат. Продуктом гомоферментативного молочнокислого бродіння є молочна кислота, яка становить не менше 90% всіх продуктів бродіння. Приклади гомоферментативних молочнокислих бактерій:Lactobacillus casei, L. acidophilus, Streptococcus lactis .

Гетероферментативне молочнокисле бродіння

На відміну від гомоферментативного бродіння, деградація глюкози йде по пентозофосфатному шляху, гліцеральдегид-3-фосфат що утворюється з ксилулозо-5-фосфату окислюється до молочної кислоти, а ацетілфосфат відновлюється до етанолу (деякі гетероферментативні молочнокислі бактерії окислюють отриманий етанол частково або повністю до ацетату). Таким чином, при гетероферментативному молочнокислому бродінні утворюється більше продуктів: молочна кислота, оцтова кислота, етанол, двоокис вуглецю. приклади гетероферментативних молочнокислих бактерій: L. fermentum , L. brevis , Leuconostoc mesenteroides , Oenococcus oeni.

Молочнокисле бродіння та молочнокислі бактерії дуже широко використовуються в практичній діяльності людей, а найбільше в молочній промисловості в процесі молочнокислого бродіння. В молоці завжди є молочнокислі бактерії, що швидко розмножуються в ньому і викликають скисання.

Під час виробництва кисломолочних продуктів на промислових підприємствах самоскисання молока не застосовується. Молоко, яке завозять на заводи, пастеризують. При цьому більшість бактерій гине. Гинуть і всі молочнокислі бактерії, тому що вони не здатні до споро­утворення. Після пастеризації молоко заквашують заквасками, виго­товленими із чистих культур молочнокислих бактерій. Молочнокислі бактерії перетворюють цукор, що є в молоці - лактозу - на молочну кислоту. Остання викликає коагуляцію головного білка молока - казеїну. Утворюється згусток. Використовуючи як закваску різні чисті культури, можна отримати кисломолочні напої з різними смако­вими особливостями (окремі види молочнокислих бактерій утворю­ють різну кількість молочної кислоти).

Молочнокислі бактерії застосовуються під час виробництва всіх дієтичних молочнокислих напоїв, ацидофільної пасти, кисломо­лочного сиру, сметани, сичугових сирів. Завдяки наявності живих молочнокислих бактерій молочнокислі напої мають лікувально- профілактичне значення. Молочнокислі бактерії, які є в цих напоях, (в 1 мл простокваші знаходяться сотні мільйонів живих молочно­кислих бактерій) нормалізують мікрофлору кишкового тракту, зни­щують там збудників гниття. У процесі гниття утворюються різні ток­сичні продукти, які через стінки кишкового тракту і кровоносних судин дифундують в кров і поступово, непомітно отруюють організм людини. Молочнокислі бактерії можуть приживатись в кишковому тракті і перетворювати там залишки поживи, яка вміщує цукор, з утворенням молочної кислоти. Збудники ж гниття в кислому сере­довищі не можуть розвиватись. Особливо корисні молочнокислі про­дукти, виготовлені з використанням ацидофільної палички, бо вона є не тільки дуже активним кислотоутворювачем, але й найкраще приживається в кишковому тракті.

Молочнокислі бактерії використовуються також під час виготовлення житнього хліба. Молочна кислота, що утворюється при ферментації тіста, сприяє набряканню білків, розвитку дріжджів і покращує смак хліба.

Процес молочнокислого бродіння має місце і під час квашення овочів. Квашені овочі добре зберігаються, тому що в кислому середовищі не можуть розвиватися збудники гниття.

Силосування кормів у своїй основі має також використання молочнокислого бродіння. Силосування дозволяє збереїти різні види кормів, незалежно від погоди і без втрат вітамінів. Шляхом сило­сування консервують траву, кукурудзу, гичку картоплі, буряків та ін.

Молочнокисле бродіння застосовують також для отримання молочної кислоти. Остання має дуже широке застосування в різних галузях промисловості. Її використовують у шкіряній промисловості для декальцинування (усунення вапна) із шкіри. В текстильній промисловості вона використовується як протрава під час фарбування тканин. Та особливе значення має молочна кислота в харчовій промисловості, де її використовують замість лимонної під час вироб­ництва кондитерських виробів, безалкогольних напоїв, консервів та інших товарів. Широко використовується молочна кислота та її солі в медицині. Молочнокислий магній - це послаблюючий засіб; молочнокислий кальцій використовується при захворюванні на рахіт; чиста молочна кислота - для припалювання.

Отримують молочну кислоту із картоплі та зерна, а також іншої крохмале - і цукромісткої сировини. Якщо використовується крохмалемістка сировина, то спочатку крохмаль перетворюють в цукор за допомогою амілази солоду. Потім вводять чисті культури молочнокислих бактерій - паличку Дельбрюка. До ферментуючої рідини додають крейду, яка зв'язує утворену молочну кислоту, і тому остання не діє згубно на молочнокислі бактерії. Процес ферментації закінчується тільки тоді, коли в середовищі зовсім немає цукру. Утворений молочнокислий кальцій відділяють від рідини і розкладають сірчаною кислотою. При цьому в осад випадає CaS04 (гіпс), а молочна кислота вивільняється.

Виготовляють молочну кислоту також із молочної сироватки за допомогою ферментації лактози, яка є основною складовою сухих речовин сироватки. В цьому випадку використовують типові молочнокислі бактерії Str. lactis або Bact. bulgaricum.

Вершкову паличку використовують при виробництві сметани і масла.болгарська паличка при виробництві йогурту та кумису. Оскільки ацидофільна паличка продукує антибіотичні речовини, то вона використовується для виробництва ацидофільних кисломолочних продуктів,біопрепаратів для лікування та профілактики шлунково-кишкових захворювань людини та сільськогосподарських тварин. Сирна паличка використовується у виробництві сиру.Дельбруківська для отримання молочної к-ти із цукру, а також при випічці хліба. Молочнокисла паличка є основним збудником бродіння приквашенні овочів і плодів та силосуванні кормів. Leuconostoc brevis зустрічається при квашенні капусти та огірків.Leuconostoc cremoris вживаються в комбінованих заквасках з метою ароматизації продукту. Пробіотики- це лікарські препарати або біологічно активні добавки до їжі які містять у складі живі мікроорганізми,що є представниками нормальної мікрофлори людини

Пробіо́тики— живі мікроорганізми, які можуть позитивно впливати на здоров'я людини, нормалізувати склад і функції мікрофлори шлунково-кишкового тракту (найчастіше це біфідобактерії і лактобацили, здатні проявляти антагонізм проти патогенних й умовно-патогенних мікробів). Це також речовини мікробного або немікробного походження, які при природному способі введення сприяють гомеостазу за рахунок нормалізації мікрофлори у організмі; засоби підтримки балансу кишкової мікрофлори на оптимальному рівні та її корекції.