Маслянокислое брожение

В отличие от рассмотренных брожений маслянокислое брожение вызывается строгими анаэробами, относящимися к роду Clostridium. Для них молекулярный кислород — яд.

Общие условия маслянокислого брожения. Единственным источником энергии для маслянокислых бактерий является процесс брожения. Суммарное уравнение маслянокислого брожения имеет следующий вид:

Возбудителем типичного маслянокислого брожения является Clostridium butyricum (рис. 35, б). Отдельные представители маслянокислых бактерий вызывают несколько разновидностей маслянокислого брожения, общим признаком которых является большее или меньшее накопление масляной, уксусной и других органических кислот, а также бутилового и других спиртов, ацетона и некоторых газообразных продуктов — водорода, метана, диоксида углерода.

Сбраживаться могут углеводы, в том числе полисахариды (крахмал, амилоза, гранулеза, гликоген, пектиновые вещества, целлюлоза и др.), так как у маслянокислых бактерий есть соответствующие ферменты — амилаза, пектиназа, целлюлаза, — гидролизирующие эти соединения до простых сахаров, которые подвергаются маслянокислому брожению; спирты (этиловый, маннит, глицерин), аминокислоты (глутаминовая и др.).

Близки к маслянокислым бактериям патогенные формы — возбудители ботулизма (тяжелого пищевого отравления) и столбняка.

По характеру используемых субстратов маслянокислые бактерии составляют две группы: сахаролитические клостридии, сбраживающие в основном углеводы, и протеолитические клостридии, имеющие активные протеолитические ферменты и разлагающие белки, пептоны до аминокислот, которые затем подвергаются сбраживанию.

Маслянокислые бактерии довольно крупные, грамположи- тельные, подвижные палочки с перитрихиально расположенными жгутиками, образующие очень устойчивые споры, при формировании которых клетка принимает форму веретена или теннисной ракетки. Перед образованием спор в клетках накапливается запасное крахмалоподобное вещество — полисахарид гранулеза.

Пропионовокислые бактерии (а); маслянокислые бактерии (б)

Рис. 35. Пропионовокислые бактерии (а); маслянокислые бактерии (б)

Маслянокислые бактерии широко распространены в природе. Они обитают там, где много органических веществ и нет доступа кислорода, — в иловых отложениях водоемов, в навозе, почве, в скоплениях разлагающихся отбросов, в сточной жидкости и т.п. Их развитие в почве, где достаточно воздуха, становится возможным благодаря симбиозу с анаэробными бактериями, которые используют кислород на собственные нужды. Повсеместному их распространению способствует необыкновенно высокая устойчивость спор.

Практическое значение маслянокислого брожения. В природе маслянокислым бактериям принадлежит важная роль в круговороте углерода в природе. Масляная кислота — широко распространенный продукт анаэробного разложения различных органических веществ.

Маслянокислое брожение используют в промышленности для получения масляной кислоты, которая находит широкое применение. Масляная кислота обладает резким неприятным запахом (так пахнет прогоркшее масло). В то же время ее эфиры отличаются приятным ароматом, например метиловый эфир имеет яблочный запах, этиловый — грушевый, амиловый — ананасный. Их используют в кондитерской и парфюмерной промышленности, а также в производстве фруктовых безалкогольных напитков.

Большой ущерб наносит маслянокислое брожение в народном хозяйстве. Маслянокислые бактерии могут вызывать массовую гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов (бомбаж), прогоркание молока, увлажнение муки и других продуктов. Они вызывают порчу квашеных овощей при замедленном молочнокислом брожении, образующаяся при этом масляная кислота придает продукту острый прогорклый вкус, резкий и неприятный запах.

В производствах, основанных на жизнедеятельности дрожжей, маслянокислые бактерии являются вредителями, так как масляная кислота отравляет дрожжи. Борьба с ними затруднена из-за высокой устойчивости спор.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >