25 Молочнокислое брожение. Микрофлора молока и кисломолочных продуктов.

Молочнокислое брожение — процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характерному продукту — молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путем катаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Также молочнокислое брожение происходит в тканях животных в отсутствие кислорода при больших нагрузках.

Различают т. н. гомоферментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение, в зависимости от выделяющихся продуктов помимо молочной кислоты и их процентного соотношения. Отличие также заключается и в разных путях получения пирувата при деградации углеводов гомо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями.

Гомоферментативное молочнокислое брожение

При гомоферментативном молочнокислом брожении углевод сначала окисляется до пирувата по гликолитическому пути, затем пируват восстанавливается до молочной кислоты НАДН+Н (образовавшегося на стадии гликолиза при дегидрировании глицеральдегид-3-фосфата) при помощи лактатдегидрогеназы. От стереоспецифичности лактатдегидрогеназы и наличия лактатрацемазы зависит, какой энантиомер молочной кислоты будет превалировать в продуктах- L-, D- молочная кислота или же DL-рацемат. Продуктом гомоферментативного молочнокислого брожения является молочная кислота, которая составляет не менее 90 % всех продуктов брожения. Примеры гомоферментативных молочнокислых бактерий:Lactobacillus casei , L. acidophilus , Streptococcus lactis.

Гетероферментативное молочнокислое брожение

В отличие от гомоферментативного брожения, деградация глюкозы идет по пентозофосфатному пути, образующийся из ксилулозо-5-фосфата глицеральдегид-3-фосфат окисляется до молочной кислоты, а ацетилфосфат восстанавливается до этанола (некоторые гетероферментативные молочнокислые бактерии окисляют полученный этанол частично или полностью до ацетата). Таким образом, при гетероферментативном молочнокислом брожении образуется больше продуктов: молочная кислота, уксусная кислота, этанол, двуокись углерода. примеры гетероферментативных молочнокислых бактерий: L. fermentum, L. brevis, Leuconostoc mesenteroides, Oenococcus oeni .

Микрофлора молока и молочнокислых продуктов:

Bifidobacterium bifidum

Lactobacillus – это не бацильная форма, не спороносит!

Lactobacillus termifilus

Lactobacillus plantarum

Lactobacillus casei – сырная палочка (гетероферментатор) Быстро сбраживает молоко.

Lactobacillus bulgaricum – йогурт.

Lactobacillus acidophilus – ацидофилин.

Парное молоко содержит 94-96% гнилостных бактерий и 4-6% молочной микрофлоры. Через 8 часов происходит смена сред. 94-96% молочная микрофлора, 4-6% гнилостная.

26. Спиртовое брожение. Химизм. Значение в народном хозяйстве.

Спиртовое брожение — химическая реакция брожения, осуществляемая дрожжами, в результате которой одна молекула глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и в 2 молекулы углекислого газа.

Реакция спиртового брожения подобна гликолизу. Расхождение начинается только после образования пирувата.Конечный этап гликолиза заменяется двумя ферментативными реакциями. Сначала пируват подвергается декарбоксилированию, продуктом которого является ацетальдегид. Данная реакция происходит при участии пируватдекарбоксилазы, ТПФ и ионов магния.

CH₃-CO-COOH  CH₃-COH+CO₂

После ацетальдегид восстанавливается водородом, который отщепляется от кофермента НАД+Н. При этом ацетальдегид восстанавливается до этанола. Собственно, цель спиртового брожения — это окисление NADH, чтобы он мог снова принять участие в гликолизе. Катализатором является алкогольдегидрогеназа.

CH₃-COH+NADH+H⁺  CH₃-CH₂OH+NAD⁺

Таким образом, продуктами спиртового брожения являются этанол и CO₂, а не молочная кислота, как в молочнокислом брожении.

В результате получается реакция: C₆H₁₂O₆  2CH₃-CH₂OH+2CO₂+2АТФ

Применение спиртового брожения сходно с применением дрожжей: пивоварение, квасоварение, приготовление дрожжевого теста, виноделие и производство других алкогольных напитков.

Saccharomyces cerevisiae

Sarcina ventriculi

Zymomonas mobilis

Saccharomyces vini

Saccharomices shampani

Shizocaccharomyces pombe – найден в негритянском пиве.

Saccharomycodes ludvigii – гриб образующий аксомицетные сумки.

Aspergillus anyzae – гриб образующий этанол. Производство сакэ.