Микробиология учебное пособие — 2012

Биологическая роль

Наряду с аэробным дыханием ферментация — это метод извлечения энергии из молекул. Этот метод — единственный, общий для всех бактерий и эукариот . Поэтому он считается самым старым метаболическим путем , подходящим для первобытной среды — до появления растений на Земле, то есть до появления кислорода в атмосфере.

Дрожжи , разновидность грибов , встречаются практически в любой среде, способной поддерживать микробы, от кожуры фруктов до кишок насекомых и млекопитающих до глубин океана. Дрожжи превращают (расщепляют) молекулы, богатые сахаром, в этанол и диоксид углерода.

Основные механизмы ферментации присутствуют во всех клетках высших организмов. Млекопитающие мышца осуществляет ферментацию в периоды интенсивных тренировок , где снабжение кислорода становится ограниченными, что приводит к созданию молочной кислоты . У беспозвоночных ферментация также производит сукцинат и аланин .

Ферментативные бактерии играют важную роль в производстве метана в местах обитания, начиная от рубцов крупного рогатого скота и кончая очистителями сточных вод и пресноводными отложениями. Они производят водород, диоксид углерода, формиат и ацетат и карбоновые кислоты . Затем консорциумы микробов превращают углекислый газ и ацетат в метан. Ацетогенные бактерии окисляют кислоты, получая больше ацетата и водорода или формиата. Наконец, метаногены (в домене Archea ) превращают ацетат в метан.

ГЛАВА 9. ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

9.5.2. Гомоферментативное молочнокислое брожение

Характеристика молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии — специфическая группа микроорганизмов, главной особенностью которых является образование молочной кислоты в качестве основного продукта брожения.

Молочнокислые бактерии характеризуются сложными потребностями в питательных веществах, поэтому они практически не обнаруживаются в водоемах или почве. Чаще всего они встречаются в молоке и молочных продуктах, на растениях и разлагающихся растительных остатках, в желудочно-кишечном тракте и на слизистых оболочках человека и животных.

По форме клеток их разделяют на шаровидные и палочковидные. Молочнокислые бактерии грамположительны, в большинстве неподвижны, спор, как правило, не образуют (исключение составляет атипичный вид Sporolactobacillus inulinus, выделенный из силоса, образующий споры и обладающим активной подвижностью).

В отношении нуклеотидного состава ДНК группа молочнокислых бактерий весьма гетерогенна — молярное содержание ГЦ-пар оснований у них варьирует от 32 до 52 %.

Молочнокислые бактерии относят к группе факультативных анаэробов. Однако в отличие от бактерий семейства Enterobacteriaceae они не содержат гемопротеинов (цитохромов и каталазы) и единственным способом синтеза АТФ у них является молочнокислое брожение. Тем не менее лактобактерии могут расти в присутствии кислорода воздуха, являясь аэротолерантными анаэробами. Лактобактерии — единственная группа бактерий, лишенных каталазы, но способных расти в присутствии кислорода воздуха. Каталаза — фермент, расщепляющий пероксид углерода, образующийся при окислении субстрата, на воду и кислород. У молочнокислых бактерий функцию каталазы выполняет пероксидаза. Отсутствие каталазной активности при способности расти в аэробных условиях является одним из диагностических тестов распознавания этой группы микроорганизмов.

Молочнокислые бактерии, в отличие от большинства других микроорганизмов, способны расщеплять молочный сахар — лактозу. Для включения лактозы в катаболизм лактобактерии расщепляют ее под действием фермента β-галактозидазы на две гексозы:

Поскольку в процессе своей жизнедеятельности лактобактерии накапливают молочную кислоту, они довольно кислототолерантны и способны расти при низких значениях pH (3,5—3,0).

В зависимости от конечных продуктов метаболизма молочнокислые бактерии подразделяют на гомоферментативные (расщепляющие сахара по гексозодифосфатному пути) и гетероферментативные (расщепляющие сахара по пентозофосфатному пути) (табл. 7).

Таблица 7. Некоторые представители молочнокислых бактерий, различающихся по форме клеток и типу брожения

* Молочнокислые палочки, отнесенные к факультативно гетероферментативным (подрод Streptobacterium), сбраживают гексозы по гликолитическому пути, а пентозы — по окислительному пентозофосфатному пути. В первом случае эти лактобациллы осуществляют гомоферментативное, а во втором — гетероферментативное молочнокислое брожение.

Гомоферментативные молочнокислые бактерии в качестве основного источника энергии могут использовать моносахара (глюкозу, галактозу) и олигосахариды (лактозу, мальтозу). Превращение глюкозы до пирувата происходит по гликолитическому пути (рис. 27). В данном случае акцептором электронов окисляемого субстрата является пируват: на него переносятся 2 электрона с восстановленного НАДН₂, что приводит к образованию молочной кислоты:

Энергетический выход при гомоферментативном молочнокислом брожении составляет 2 АТФ на одну молекулу сброженной глюкозы.

ПредыдущаяСледующая

Чем молочнокислое брожение отличается от консервирования?

Ферментированные и консервированные продукты могут выглядеть одинаково, но они совершенно разные.

Консервирование использует тепло для стерилизации пищи и устранения или уменьшения роста вредных организмов. Поскольку еда запечатана в банке, внутрь не могут попасть вредные организмы или воздух, и пища может храниться в течение очень длительного периода ().

С другой стороны, для молочнокислого брожения используются живые бактерии для предотвращения роста вредных организмов. Ферментированные продукты могут подвергаться некоторой тепловой обработке, как в случае пастеризованного ферментированного молока, но они не нагреваются до такой же степени ().

Консервы обычно имеют более длительный срок хранения, чем ферментированные продукты, но их также сложнее приготовить, особенно в домашних условиях. Консервирование требует специального оборудования для стерилизации, тогда как для основной ферментации требуется только емкость, вода, а иногда и соль.

Вкусы, текстуры и ароматы ферментированных и консервированных продуктов также очень разные. Консервированные продукты мягкие и могут содержать добавленный сахар или соль. Продукты, которые были подвержены процессу молочнокислого брожения, как правило, не готовятся, имеют отчетливый аромат и имеют кислый, а иногда и соленый вкус.

Наконец, в то время как консервирование сохраняет большинство питательных веществ, некоторые витамины группы B и витамин C теряются. Напротив, ферментация сохраняет и даже увеличивает количество многих питательных веществ и полезных соединений (, ).

Польза продуктов, полученных в результате молочнокислого брожения

Появляется все больше свидетельств того, что ферментированные продукты полезны для здоровья. Польза в основном связана с соединениями, вырабатываемыми молочнокислыми бактериями (, , ).

Например, во время ферментации молока бактерии продуцируют соединение, понижающее кровяное давление, известное как ингибитор ангиотензинпревращающего фермента (ингибитор АПФ). Таким образом, ферментированное молоко может помочь в лечении высокого кровяного давления (, ).

Другой пример – кимчхи – традиционная корейская квашеная капуста. Он содержит множество аминокислот и других биологически активных соединений, которые, как было установлено, улучшают состояние при сердечно-сосудистых заболеваниях и помогают бороться с воспалением, некоторыми видами рака, инфекциями и ожирением (, , , , ).

Кроме того, ферментированные продукты, такие как молочные продукты, квашеная капуста и оливки, являются богатыми источниками живых бактерий. Эти бактерии могут способствовать здоровью таким же образом, как и пробиотики, поддерживая здоровье кишечника и иммунную функцию (, , , ).

Вот другие потенциальные полезные свойства продуктов, полученных путем молочнокислого брожения:

• Улучшение усвоения питательных веществ. Ферментация увеличивает доступность питательных веществ в пище. Например, железо легче усваивается из ферментированных овощей, чем из неферментированных (, ).
• Уменьшение воспаления. Ферментированные продукты могут снизить количество воспалительных молекул, повысить антиоксидантную активность и улучшить защитный барьер кишечника (, ).
• Улучшение здоровья сердца. Было обнаружено, что йогурт и кисломолочные продукты способствуют умеренному снижению кровяного давления и уровня холестерина (, ).
• Поддержка иммунной функции. Было выявлено, что некоторые штаммы молочнокислых бактерий обладают иммуностимулирующим, противовирусным и антиаллергенным эффектами (, , ).
• Противораковые свойства. Ферментированное молоко связано с более низким риском развития некоторых видов рака. В исследованиях в пробирках и на животных было также выявлено, что некоторые типы даже убивают и ингибируют рост раковых клеток (, , ).
• Улучшение контроля уровня сахара в крови. Было обнаружено, что многие ферментированные продукты, такие как кимчхи, кефир и йогурт, улучшают чувствительность к инсулину и уровень сахара в крови (, , ).
• Способствуют контролю массы тела. Употребление йогурта, кисломолочных продуктов и кимчхи связано со снижением массы тела и улучшением контроля веса (, , ).
• Улучшение функции мозга. Было выявлено, что кисломолочные продукты улучшают когнитивные функции у взрослых и людей с болезнью Альцгеймера, хотя необходимы дополнительные исследования ().
• Облегчение симптомов непереносимости лактозы. Поскольку лактоза расщепляется в процессе ферментации, люди с непереносимостью лактозы могут иногда переносить кисломолочные продукты, такие как йогурт и сыр (, ).

Определения

Ниже приведены некоторые определения ферментации. Они варьируются от неформальных, общих обычаев до более научных определений.

1. Способы консервирования пищевых продуктов с помощью микроорганизмов (для общего пользования).
2. Любой крупномасштабный микробный процесс, происходящий с воздухом или без него (общепринятое определение, используемое в промышленности).
3. Любой процесс, при котором производятся алкогольные напитки или кислые молочные продукты (общего назначения).
4. Любой метаболический процесс с высвобождением энергии, происходящий только в анаэробных условиях (в некоторой степени научный).
5. Любой метаболический процесс, который высвобождает энергию из сахара или другой органической молекулы, не требует кислорода или системы переноса электронов и использует органическую молекулу в качестве конечного акцептора электронов (наиболее научный).

Влияние сульфитации.

Влияние сернистого ангидрида на кислотность вин известно с давних пор. Еще в начале XX в. было отмечено, что вина из сульфитированного винограда обычно имели явно более высокую кислотность, чем те, которые получали без сульфитации. Но этот факт обусловлен более сильным растворением кислот мезги. Сейчас известно, что в действительности речь идет об ингибировании бактерий яблочно-молочного брожения.
Фактически сернистый ангидрид является определяющим фактором яблочно-молочного брожения, так как эти бактерии крайне восприимчивы. Сернистый ангидрид в значительной степени тормозит развитие молочнокислых бактерий намного сильнее, чем дрожжей. К тому же сернистый ангидрид выступает не только в свободном но и связанном состоянии, когда он не оказывает действия на дрожжи (Форнашон, 1963; Лафон-Лафуркад и Пейно, 1974). По этой причине трудно вызвать яблочно-молочное брожение в. вине после нескольких месяцев хранения с сульфитированием традиционными методами. Даже в отсутствие сернистого ангидрида в свободном состоянии обычное количество связанного SO₂ может сделать эту операцию невозможной.
Очевидно, эффективность сульфитации зависит от рН винограда. По опыту в районе Бордо можно считать, что при приготовлении красных вин доза 5 г/гл не дает достаточного эффекта; 10 г/гл явно задерживают начало брожения, которое происходит, например, через несколько недель после спуска вина из чана или даже весной; при еще более высоких дозах (от 15 г/гл) брожение может вообще не начаться. В северных районах Франции достаточно 5 г/гл SO₂, чтобы оно не состоялось, тогда как в южных районах даже дозы 20 г/гл не могут помешать возбуждению такого брожения. Из этого влияния сернистого ангидрида на ход яблочно-молочного брожения и, следовательно, на содержание кислот, которые обеспечивают сохранность вина, вытекает общее правило виноделия: сульфитирование (как, впрочем, и весь процесс виноделия) зависит от кислотности винограда. Выбор дозы сернистого ангидрида— довольно сложное дело. Это тормозящий фактор высокой чувствительности, но которым трудно управлять. Разумеется, что здесь рассмотрено лишь влияние сульфитации сусел до брожения на развитие яблочно-молочного брожения. Сульфитация при спуске вина из чана, например, путем окуривания бочек даже в умеренной дозе (от 3 до 5 г/гл) может окончательно скомпрометировать этот метод; такую практику следует ограничивать особыми случаями остановки брожения или тем, что вино подвержено оксидазному кассу. При спуске вина из чана сульфитирование в дозе 25 мг/л задержало начало яблочно-молочного брожения до следующего лета; при 50 мг/л оно было полностью прекращено. Следовательно, если по тем или иным причинам требуется провести сульфитацию, то для обеспечения яблочно-молочного брожения, по всей вероятности, будет необходимо добавление большого количества вина из другого чана, не требующего сульфитирования при спуске.

• Назад

• Вперед

Молочно-кислое брожение

Данное брожение – превращение сахара молочнокислыми бактериями в молочную кислоту. наряду с этим основным продуктом брожения в большем или меньшем количестве образуются побочные продукты.

По характеру брожения различают две группы молочнокислых бактерий: гомоферментативные, гетероферментативные.

Гомоферментативные (однотипно-бродящие) бактерии образуют в основном (не менее 85-90 %) молочную кислоту и очень мало побочных продуктов. Этот тип молочно-кислого брожения можно представить следующим уравнением:

C6Н12О6 = 2СН3СНОНСООН

Гетероферментативные (разнотипно-бродящие) бактерии – менее активные кислотообразователи.

Количество обрузуемой молочной кислоты составляет 20-40 %Наряду с молочной кислотой они образуют значительное количество других веществ – этиловый спирт, углекислый газ, некоторые ещё уксусную кислоту, ацетоин (СН3СНОНСО СН3) и диацетил (СН3СОСОСН3), обладающий своеобразным приятным ароматом.

В зависимости от условий развития (рН, температуры, степени аэробности и др.) характер конечных продуктов брожения может меняться у одного и того же вида молочных бактерий.

Гомоферментативное мк брожение происходит по гликолитической схеме Эмбдена-Мейргофа.

Процесс превращения глюкозы у гомоферментативных молочнокислых бактерий протекает по гликолитическому пути. Далее в виду отсутствия у этих бактерий фермента пируватдекарбоксилазы, пвк не подергается расщеплению: в этом брожении она является конечным акцептором водорода.

Пвк при участии фермента лактикодегидрогеназы восстанавливается в молочную, а НАД·Н2 окисляется в НАД:

СН3СОСООН + НАД·Н2 = СН3СНОНСООН + НАД

Превращение глюкозы гетероферментативными бактериями происходит по-иному – петозофосфатным путём, что обусловливает своеобразие комплекса ферментов у этих бактерий.

Из-за отсутствия у них фермента альдолазы изменяется начальный путь превращения глюкозы. После фосфорилирования гексоза окисляется (отщепляется водород) и декарбоксилируется (отщепляется СО2) превращаясь в пентозофосфат. Последний расщепляется на фосфоглицериновый альдегид и ацетилфосфат. Фосфоглицериновый альдегид, как и у гомоферментативных молочнокислых бактерий, превращается в пвк, которая затем восстанавливается в молочную кислоту.

Ацетилфосфат дефосфорилируется и прверащается в уксусную кислоту или восстанавливается (через уксусный альдегид) в этиловый спирт. Таким образом, конечным акцептором водорода в этом типе брожения служат пвк и уксусный альдегид.

Из углеводов преимущественно сбраживаются мк бактериями гексозы и дисахариды. Гетероферментативные мк бактерии и некоторые виды Lactobacillus plan

История использования ферментации

Использование ферментации, особенно для напитков , существовало с неолита и было зарегистрировано в период с 7000 по 6600 год до нашей эры в Цзяху , Китай , 5000 год до нашей эры в Индии, Аюрведа упоминает многие лечебные вина, 6000 год до нашей эры в Грузии, 3150 год до нашей эры в Древнем Египте. , 3000 г. до н.э. в Вавилоне , 2000 г. до н.э. в доиспанской Мексике и 1500 г. до н.э. в Судане . Ферментированные продукты имеют религиозное значение в иудаизме и христианстве . Балтийский бог Rugutis почитался в качестве агента брожения.

Луи Пастер в своей лаборатории

В 1837 году Шарль Каньяр де ла Тур , Теодор Шванн и Фридрих Трауготт Кютцинг независимо друг от друга опубликовали статьи, в которых в результате микроскопических исследований был сделан вывод о том, что дрожжи — это живой организм, который размножается почкованием . Шванн сварил виноградный сок, чтобы убить дрожжи, и обнаружил, что брожение не произойдет, пока не будут добавлены новые дрожжи. Однако многие химики, в том числе Антуан Лавуазье , продолжали рассматривать ферментацию как простую химическую реакцию и отвергали идею о том, что в ней могут быть задействованы живые организмы. Это было воспринято как возврат к витализму и высмеялось в анонимной публикации Юстусом фон Либихом и Фридрихом Велером .

Поворотный момент наступил, когда Луи Пастер (1822–1895) в 1850-х и 1860-х годах повторил эксперименты Шванна и показал, что ферментация инициируется живыми организмами в серии исследований. В 1857 году Пастер показал, что брожение молочной кислоты вызывается живыми организмами. В 1860 году он продемонстрировал, как бактерии вызывают скисание молока — процесс, который раньше считался просто химическим изменением. Его работа по определению роли микроорганизмов в порче пищевых продуктов привела к процессу пастеризации .

В 1877 году, работая над улучшением пивоваренной промышленности Франции , Пастер опубликовал свою знаменитую статью о ферментации « Etudes sur la Bière », которая была переведена на английский язык в 1879 году как «Исследования по ферментации». Он определил ферментацию (неправильно) как «жизнь без воздуха», но правильно показал, как определенные типы микроорганизмов вызывают определенные типы ферментации и конкретные конечные продукты.

Хотя демонстрация ферментации в результате действия живых микроорганизмов была прорывом, она не объясняла основную природу ферментации; ни доказать, что это вызвано микроорганизмами, которые, кажется, всегда присутствуют. Многие ученые, включая Пастера, безуспешно пытались извлечь фермент ферментации из дрожжей .

Успех пришел в 1897 году, когда немецкий химик Эдуард Бюхнер измельчил дрожжи, извлек из них сок, а затем, к своему изумлению, обнаружил, что эта «мертвая» жидкость сбраживает раствор сахара, образуя углекислый газ и спирт, как живые дрожжи.

Считается, что результаты Бюхнера знаменуют рождение биохимии. «Неорганизованные ферменты» вели себя так же, как и организованные. С тех пор термин «фермент» стал применяться ко всем ферментам. Тогда стало понятно, что ферментация вызывается ферментами, вырабатываемыми микроорганизмами. В 1907 году Бюхнер получил Нобелевскую премию по химии за свою работу.

Достижения в микробиологии и технологии ферментации неуклонно продолжаются до настоящего времени. Например, в 1930-х годах было обнаружено, что микроорганизмы можно мутировать с помощью физических и химических обработок, чтобы они были более урожайными, быстрорастущими, устойчивыми к меньшему количеству кислорода и могли использовать более концентрированную среду. Также были развиты отбор штаммов и гибридизация , затронувшие большинство современных пищевых ферментаций .

Маслянокислое брожение

Маслянокислое брожение осуществляется в большинстве случаев облигатными анаэробами, т. е. организмами, способными существовать только в бескислородной среде.

В ходе маслянокислого Б. образуются не только масляная к-та, но в некоторых случаях и весьма значительные количества этилового спирта, молочной н уксусной кислот, а также газообразного водорода и углекислого газа. С помощью маслянокислого Б. осуществляется разложение органических веществ в условиях недостатка или полного отсутствия кислорода (болота, заболоченные места). Большое промышленное значение имеет маслянокислое Б. пектиновых веществ, происходящее при замочке стеблей льна, конопли и получении волокон. Вместе с тем деятельность бактерий, осуществляющих этот вид Б., необходимо предотвращать при приготовлении различного рода пищевых продуктов во избежание ухудшения вкуса и порчи последних (напр., прогоркание сливочного масла, силоса и т. п.).

Спиртовое, молочно- и маслянокислое Б.— основные типы Б.; остальные многочисленные виды Б. представляют собой либо различные их сочетания, либо осуществляются на базе тех или иных продуктов, возникающих в ходе основного вида Б. Так, в результате уксуснокислого брожения происходит окисление этилового спирта при участии кислорода воздуха. Этот вид Б. осуществляется специфическими уксуснокислыми бактериями. Суммарное уравнение уксуснокислого Б.:

CH₃CH₂OH + O₂ = CH₃COOH + H₂O.

По исчерпании запасов спирта бактерии окисляют образованную им уксусную к-ту до углекислого газа и воды.

К Б., осуществляющемуся с участием О₂, относится глюконовокислое брожение — образование глюконовой к-ты из глюкозы:

C₆H₁₂O₆ + H₂O + O₂ → CH₂OH(CHOH)₄COOH + H₂O₂.

Оно вызываемся нек-рыми бактериями и плесневыми грибами. Глюконовая к-та — ценное соединение, широко применяемое в медицине и фарм, промышленности (см. Глюконовая кислота).

Лимоннокислоe брожениe осуществляется нек-рыми представителями плесневых грибков; особенно эффективны отдельные штаммы Aspergillus niger. Исходным продуктом служит Пировиноградная к-та, превращение к-рой идет одновременно в двух направлениях. Часть ее окисляется в уксусную, тогда как другая, присоединяя углекислоту, образует щавелевоуксусную к-ту. При конденсации уксусной и щавелевоуксусной кислот образуется лимонная к-та. Помимо лимонной к-ты, при лимоннокислом Б. образуются бутиловый спирт, ацетон, а также этиловый спирт, углекислый газ и водород.

Бутанолово-ацетоновое брожение осуществляют анаэробные бактерии Clostridium acetobutylicum. Главные продукты, образующиеся в ходе этого вида Б.,— н-бутиловый спирт, ацетон, этиловый спирт, углекислота, водород. Ацетоуксусная к-та (CH₃COCH₂COOH) и образующийся при ее декарбоксилировании ацетон (CH₃COCH₃), а также β-оксимасляная к-та составляют группу так наз. ацетоновых тел (см. Кетоновые тела), которые накапливаются в крови и моче животных при различных патологических состояниях и заболеваниях (диабет, голодание). В нормальных же условиях эти соединения окисляются с образованием безвредных для организма углекислоты и воды.

Высокая экономическая эффективность, чистота получаемых при Б. ценных продуктов лежат в основе все более широкого использования Б. в самых различных отраслях народного хозяйства.

Библиография: Кретович В.Л. Основы биохимии растений, М., 1971; Малер Г. иКордес Ю. Основы биологической химии, пер. с англ., М., 1970; Рубин Б. А. Курс физиологии растений, М., 1971;Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы, пер. с англ., М., 1967. библиогр.; Шапошников В. Н. Техническая микробиология, М., 1948; H a s s i d W. Z. Transformation of sugars in plants, Ann. Rev. plant Physiol., v. 18, p. 253, 1967, bibliogr.

Б. А. Рубин.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

Молочнокислое брожение лежит в основе силосования, квашения овощей, переработки молока в кисломолочные продукты и сыр. Кислый вкус черного хлеба определяется также молочной кислотой. Данные процессы вызывает группа молочнокислых бактерий, которая очень разнообразна и широко распространена в природе.

Молочнокислые бактерии обитают на поверхности растений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека и животных.

Молочнокислые бактерии в основном — анаэробы, но существуют виды, которые способны жить в аэробных условиях. Клетки молочнокислых бактерий по форме кокки или палочки, могут быть одиночными или соединены в цепочки.

Молочнокислые бактерии грамположительные, не способны образовывать споры, требовательны к источникам азота и витаминам (многие из них не развиваются на простых синтетических средах).

Классификация молочнокислых бактерий еще недостаточно разработана. Большинство исследователей кокковые формы объединяют в роды Streptococcus и Leuconostoc, а палочковидные — в род Lactobacillus.

Молочнокислые бактерии можно разделить:

— на гомоферментативные(конечным продуктом брожения является молочная кислота)

глюкоза молочная кислота

— на гетероферментативные(конечными продуктами брожения являются уксусная кислота, глицерин, этиловый спирт)

глюкоза молочная кислота уксусная кислота глицерин этиловый спирт

Молочнокислые бактерии сбраживают моно- и дисахариды. Часто те из них, которые обитают в молоке, сбраживают лактозу, но не действуют на сахарозу. В качестве источника азота эта группа бактерий используют пептоны, смесь аминокислот.

По отношению к температуре молочнокислые бактерии можно разделить:

— на мезофильные — с оптимумом роста 25-35 0 С

— на термофильные— с оптимумом роста около 40-45 0 С.

Отдельные молочнокислые бактерии холодоустойчивы и могут развиваться при относительно низких положительных температурах (5 0 С и ниже). При нагревании до 60-80 0 С они гибнут в течение 10-30 мин.

Молочнокислые бактерии обладают определенной протеолитической активностью, обусловливаемой действием протеиназ и пептидаз.

Протеолитическую активность проявляют как кокковые формы, так и термофильные палочки, стрептобактерии. В процессе протеолиза белков молока, особенно в начале культивирования определенных штаммов в молоке, происходит накопление аминокислот: главным образом аспарагиновой кислоты, глицина, серина, глутаминовой кислоты, треонина, тирозина, валина, фенилаланина, изолейцина, а также пептидов.

Молочнокислые палочковидные бактерии обладают большей протеолитической активностью, чем кокковые формы. Так, L.bulgaricus, L.casei могут переводить до 25-30% казеина в растворимую форму, тогда как Str. cremoris и Str.lactis — 15 — 17%.

Гидролиз белков молока молочнокислыми бактериями осуществляется с помощью внеклеточных протеиназ. Существует прямая зависимость между степенью созревания сыра, его вкусом, ароматом и содержанием в нем свободных аминокислот, накапливаемых протеолитически активными молочнокислыми бактериями.

Для молочнокислых бактерий лучшая питательная среда — молоко. В нем есть все необходимые вещества для развития этих микроорганизмов. В такой среде могут развиваться и другие микроорганизмы: дрожжи, плесени, гнилостные, маслянокислые бактерии. Но молочная кислота быстро подавляет их рост.

Если простокваша долго сохраняется на воздухе, то на ее поверхности образуется белая бархатистая морщинистая пленка. Такая же пленка бывает на поверхности рассола при квашении огурцов, капусты и других овощей. Это и есть молочная плесень — Geotrichum candidum. Она всегда сопутствует молочнокислому брожению и является его нежелательным спутником. Окисляя молочную кислоту, образуемую молочнокислыми бактериями, до углекислого газа и воды, молочная плесень снижает кислотность. В результате в среде начинают развиваться гнилостные бактерии.

77.243.189.108 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Традиция молочнокислого брожения

Техника молочной ферментации очень старая. Они использовались разными цивилизациями на протяжении всей истории и передавались через устную традицию.

Бактерии, которые производят молочную ферментацию, присутствуют в различных продуктах. По этой причине способы, которыми каждая цивилизация нашла их и научилась ими пользоваться, весьма разнообразны..

Однако можно установить, что первые приемы сбраживания молока были даны одновременно с началом производства молочных продуктов. Эта практика появилась в Евразии и Северной Африке в седьмом веке до нашей эры..

Первые молочные виды деятельности относятся к кочевым племенам, которые начали развивать животноводство. Именно в этом процессе они обнаружили, что с течением времени молоко стало бродить.

Хотя брожение не имело научного объяснения, разные цивилизации нашли способы использовать его для сохранения своей пищи. Так они распространяли и держали разные техники по всему миру..

Только в 1856 году Луи Пастер начал понимать химический процесс молочнокислого брожения. Благодаря их открытиям стало возможным изолировать различные виды бактерий, которые производят молочную кислоту, и использовать их для определенных целей..

Посев

Промышленные молочнокислые бактерии отобранного штамма сохраняются в виде агрегатов путем перезамораживания.

Яблочно-молочная ферментация может быть вызвана бактериальным посевом выбранного штамма, в сложных условиях окружающей среды (низкий pH, низкая температура, низкие питательные вещества, высокий SO ₂ и т. Д.) Или когда популяция бактерий низкая (естественным путем или по причине термовинификации для пример).

Для ранних вин, таких как Божоле , может быть желательно проводить посев одновременно со спиртовым брожением , традиционный процесс, при котором эти две ферментации, происходящие одна за другой, могут снизить время выхода на рынок. В этом случае мы говорим о совместном прививке.