Молочнокислое брожение.
Молочнокислое брожение - это анаэробное превращение сахара молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты. Оно играет определенную роль при производстве кисломолочных продуктов (просткваши, кефира, кумыса, сметаны), при квашении капусты, огурцов, силосовании кормов, изготовлении жидких дрожжей, заквасок, кваса.
Важным техническим продуктом молочнокислого брожения является молочная кислота, широко применяемая при производстве фруктовых соков консервов, в кондитерской, кожевенной, текстильной и других отраслях промышленности.
По характеру брожения различают две группы брожения молочнокислых бактерий.
| 1) | ГОМОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ (однотипные) бактерии образуют в основном (85-90 %) молочную кислоту и очень мало побочных продуктов. |
| С6 Н12 О6 | ––––––––––––– | 2СН2 СНОНСООН |
| глюкоза | молочная кислота |
| 2) | ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ (разнотипные) бактерии менее активные кислотообразователи, наряду с молочной кислотой образуют и другие вещества (кислоты, спирт, СО2, диацетил). |
В зависимости от условий (РН, Т0, степени аэробности) характер конечных продуктов брожения может меняться у одного и того же вида молочных бактерий, поэтому резко разграничить эти две группы нельзя.
Химизм молочнокислого брожения.
Химизм молочнокислого брожения весьма сходен со спиртовым. Сбраживанию могут подвергаться как моносахара, так и дисахара.
Сходство процессов превращения сахаров при молочнокислом и спиртовом брожениях сохраняется лишь до пировиноградной кислоты. Отсутствием у гомоферментативных молочнокислых бактерий фермента (пируватдекорбаксилаза), способного вызвать декарбоксилированию пирвиноградной кислоты, объясняется невозможность образования уксусного альдегида. Пировиноградная кислота (не подвергается расщеплению и является в этом брожении клеточным акцептором водорода) восстанавливается в молочную кислоту под действием фермента лактинодегидрогеназы.
Восстановленная форма кофермента лактинодегидрогеназы НАД * Н2 отдает водород пировиноградной кислоте по следующей схеме:
| СН3 СОСООН | + | НАД * Н2 | + | СН2 СНСООН | + | НАД |
| пировиноградн. кислота | молочная кислота |
У гетероферментативных бактерий превращение глюкозы происходит по-иному. Конечным акцептором при этом типе брожения служит пировиноградная кислота и уксусный альдегид. В результате образуется не только молочная кислота, но и другие продукты брожения (этиловый спирт, уксусная и янтарная кислота, эфиры и т.д.).
Возбудители молочнокислого брожения.
Молочнокислые бактерии имеют круглую форму и палочковидную, располагаются одиночно или цепочками. Все молочнокислые бактерии неподвижные, не образуют спор, грамоположительные, факультативные анаэробы.
Большинство молочнокислых бактерий требовательны к составу питательной среды и хорошо развиваются только при наличии необходимых аминокислот, витаминов роста. Молочнокислые бактерии обладают протеолитической активностью. У разных видов эта способность проявляется в неодинаковой степени, более активные палочковидные формы.
Молочнокислые бактерии хорошо выносят высушивание (сухие закваски хранятся годами), устойчивы к этиловому спирту. Установлено, что молочнокислые бактерии могут выделять антибиотические вещества. В природных условиях молочнокислые бактерии встречаются на различных растениях, в почве, на пищевых продуктах.
Классификация молочнокислых бактерий.
Классификация молочнокислых бактерий еще недостаточно разработана. Большинство исследователей кокковые формы объединяют в роды Streptococcus и Leuconostoc, а палочковидные - в род Lactobacillus.
Наиболее важными среди гомоферментативных бактерий являются следующие: молочнокислый стрептококк (Str.lactis) – кокки, соединенные попарно или короткими цепочками. Это мезофилы, оптимальная температура для их развития 30 35 0С. В среде они накапливают до 11 % молочной кислоты. Минимальная Т0 для их развития - 10 0С, максимальная – 40 45 0С. Некоторые расы образуют антибиотик низин. Молочнокислый стрептококк используется для изготовления кисломолочных продуктов (кислосливочного масла, сыров).
Сливочный стрептококк (Str.crеmoris) – мезофильный стрепококк, сферической формы, является слабым кислотообразователем. Применяют его в заквасках вместе с молочнокислыми стрептококками, некоторые штаммы вырабатывают антибиотик диплококцин.
Стрептококк термофильный (Str.termophilus), Т0 – оптимум 40 45 0С. Накапливают до 11 % молочной кислоты. Применяются для изготовления ряженки, южной простокваши, варенца, сыра.
Болгарская палочка (Lactobaccilus bulgarucum) – крупные палочки, образующие длинные цепочки. Температурный оптимум 40 45 0С. Сильный кислотообразователь, накапливающий 2,5 3,5 % молочной кислоты.
Сырная палочка (L.casei) образует более или менее длинные цепочки. Накапливают до 1,5 % молочной кислоты. Эта бактерия используется в сыроделии.
Ацидофильная палочка (L.acidophilus). Температурный оптимум 37 40 0С. Вырабатывает до 2,2 % молочной кислоты. Ацидофильные бактерии вырабатывают антибиотические вещества, препятствуют развитию возбудителей кишечных заболеваний. Используются в производстве ацидофильных продуктов. молочнокислая палочка (L.plantarum). Температурный оптимум 30 0С.
Образует до 1,3 % молочной кислоты. Применяются при квашении овощей и силосовании кормов.
Дельбрюковская палочка - не сбраживает лактозу (молочный сахар), поэтому в молоке не развивается. Температурный оптимум 45 – 50 0С, образует до 2,5 % молочной кислоты. Применяются в производстве молочной кислоты, приготовлении жидких дрожжей и хлебопечении.
Из гетероферментативных наиболее важными являются следующие виды Lactobacillus brevis – возбудитель брожения, протекающего при квашении капусты, огурцов. Образует молочную кислоту (до 1,2 %), уксусную кислоту, спирт СО2. Способны образовывать ароматические вещества, придающие сквашиваемому продукту приятный вкус и аромат.
Газообразующая палочка вызывает порчу томатов (вершинная гниль), томатных консервов.
Араматообразующие стрептококки - (Str.diacetilactis; Str.citrovorum и др.) образуют кроме кислот и СО2 ароматические вещества (эфиры и диацетилы), что обуславливает аромат кисломолочных продуктов.
