БРОЖЕНИЕ

Известно три основных типа брожения: спиртовое, молочнокислое и маслянокислое. Все другие виды брожения представляют собой комбинацию трех основных типов.

1. Спиртовое брожение является основой целого ряда пищевых производств — виноделия, пивоварения, получения этилового спирта, хлебопечения, квасоварения. В 1857 г. французский микробиолог Л. Пастер впервые показал, что сбраживание глюкозы в этиловый спирт вызывается микроорганизмами. Спиртовое брожение осуществляется благодаря жизнедеятельности дрожжей, дрожжеподобных микроорганизмов, некоторых плесневых грибов.

Суммарно спиртовое брожение протекает в соответствии со следующим уравнением:

В результате спиртового брожения высвобождается энергия, соответствующая 56 ккал на 1 грамм-моль сброженной глюкозы.

Брожение этого типа может протекать и в клетках растений, например во внутренних тканях плодов и овощей в условиях возникновения в них дефицита кислорода. Поэтому в яблоках, грушах, томатах и т.д. может содержаться немного этилового спирта.

Помимо главных продуктов брожения — этанола и диоксида углерода — при спиртовом брожении в незначительных количествах образуются другие вещества, например сивушные масла (смесь амилового, изоамилового, бутилового и других спиртов), уксусный альдегид, глицерин, от наличия которых зависит специфический аромат вина, пива и других спиртных напитков.

Различные углеводы сбраживаются с разной скоростью. Легко сбраживаются глюкоза и фруктоза, медленнее — манноза, еще медленнее и не всеми видами дрожжей — галактоза. Пентозы дрожжами не сбраживаются, они могут сбраживаться лишь некоторыми плесневыми грибами. Из дисахаридов хорошо сбраживаются сахароза и мальтоза, но только после предварительного гидролиза на моносахариды. Лактоза сбраживается лишь особыми видами дрожжей, обладающими ферментом |3-галактозидазой (КФ 3.2.1.23).

Дрожжи могут сбраживать высокие концентрации сахара, достигающие 60%. При более высоких концентрациях сахар действует как консервант, угнетающий жизнедеятельность дрожжей. Этиловый спирт — конечный продукт спиртового брожения — выделяется клетками дрожжей в окружающую среду. Клетки могут вынести концентрацию спирта, не превышающую 10—14%.

В присутствии кислорода спиртовое брожение дрожжей прекращается и необходимую им энергию дрожжи начинают получать в результате дыхания. Это явление носит название «эффекта Пастера».

2. Молочнокислое брожение осуществляется молочнокислыми бактериями и протекает в соответствии с уравнением:

При молочнокислом брожении на каждый грамм-моль сброженной глюкозы высвобождается энергия, соответствующая 47 ккал.

Брожение этого типа происходит также у человека и животных, например в интенсивно работающих скелетных мышцах, когда поступление в них кислорода оказывается недостаточным.

Молочнокислое брожение играет большую роль в технологических процессах пищевого производства — при изготовлении молочнокислых продуктов (кефира, простокваши, кумыса и др.), кваса, хлебных заквасок и жидких дрожжей для хлебопечения, а также при квашении капусты, огурцов, силосовании кормов. Продукты хорошо сохраняются, так как образующаяся молочная кислота является хорошим консервантом, подавляющим жизнедеятельность гнилостных бактерий.

Одни молочнокислые бактерии образуют L-форму молочной кислоты, другие — D-форму и третьи — оптически недеятельную форму. Более того, один и тот же микроб при культивировании его на разных питательных средах образует различные формы молочной кислоты.

3. Маслянокислое брожение является третьим важнейшим типом брожения, суммарное уравнение которого имеет следующий вид:

Брожение этого типа вызывается маслянокислыми бактериями и протекает в строго анаэробных условиях. В природе оно происходит в гигантских масштабах на дне болот, в заболоченных почвах, в илах, т.е. в тех местах, куда ограничен доступ кислорода.

Маслянокислое брожение — нежелательный спутник пищевой промышленности, поскольку образующаяся в ходе него масляная кислота имеет неприятные запах и вкус. От брожения данного типа особенно страдают жировая промышленность, сыроделие.

При производстве сыров важную роль играет пропионовокислое брожение, которое может рассматриваться как комбинация молочнокислого и спиртового брожения. Оно сопровождается накоплением пропионовой и уксусной кислот и диоксида углерода.

Все типы брожения органически связаны между собой, а также с процессом дыхания.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >