38. Спиртовое брожение: химизм, возбудители. Низовые и верховые дрожжи. Значение работ Луи Пастера.

Спиртовое брожение — это процесс превращения углеводов, вызываемый дрожжами, некоторыми видами бактерий (Zymomonas mobilis, Sarcina venlriculi и др.) и отдельными представителями мукоровых грибов. Однако практическое значение имеет лишь спиртовое брожение, осу­ществляемое дрожжами.

Дрожжи встречаются на поверхности растений, плодов, ягод, зерна, в воздухе, почве. Это одноклеточные, неподвиж­ные организмы диаметром 8—15 мкм (для сравнения: диаметр бактериальной клетки 0,5—0,7 мкм). Клетки дрожжей округ­лой, овальной или несколько удлиненной формы, содержат хо­рошо заметное под микроскопом ядро. В них встречаются раз­личные включения: капли жира и волютина, сильно прелом­ляющие свет; гликоген.

Дрожжи обычно размножаются бесполым путем: почко­ванием [Saccharomyces и др.), реже — делением (Schizosaccharo-myces), но способны и к спорообразованию. Споры могут фор­мироваться как без предварительного слияния двух клеток, гак „ после полового процесса, т. е. в результате слияния содержи­мого двух клеток. В первом случае сумки со спорами возника­ют непосредственно из вегетативных клеток, во втором — ИЗ образовавшейся шготы развивается сумка, в которой форми-пуется от 4 до 12 спор (число спор обычно кратно 4). Однако образование спор у дрожжей наблюдается редко. Их появле­нию способствует резкий переход культуры с богатого пита­тельного субстрата на бедный и хорошая аэрация.

Дрожжи сбраживают углеводы (моно- и дисахариды) с образованием этилового спирта по схеме:

С₆Н₁₂0₆ = 2СН₃СН₂ОН + 2С0₂

Источником азота служат пептоны, аминокислоты и ам­монийные соли. Дрожжи дезаминирукл аминокислоты, по­требляя освобождающийся при этом азот. Образующиеся в процессе реакции высокомолекулярные спирты составляю! главную часть сивушных масел. Дрожжи лучше развиваю гея при рН 4—6, устойчивы к высоким концентрациям сахара (до 70%) и спирта (до 14%).

Спиртовое брожение лежит в основе виноделия, пивова­рения. В хлебопекарной промышленности дрожжи выполняют роль биологических разрыхлителей теста: при брожении и ды­хании о6ра$уется диоксид углерода С02, благодаря чему увели­чиваются объем геста при выпечке и пористость хлеба. Боль-Шинство видов культурных дрожжей, используемых в бродиль­ных производствах, принадлежит к роду Saccharomyces.

В пивоварении главное внимание обращают на полноту сбраживания мальтозы. В виноделии ценными оказываются продукты, создающие «букет» вина.

Луи Пастер доказал, что брожение есть процесс, тесно связанный с жизнедеятельностью дрожжевых грибков, которые питаются и размножаются за счет бродящей жидкости. При выяснении этого вопроса Пастеру предстояло опровергнуть господствовавший в то время взгляд Либиха на брожение, как на химический процесс. Особенно убедительны были опыты Пастера, произведенные с жидкостью, содержащей чистый сахар, различные минеральные соли, служившие пищей бродильному грибку, и аммиачную соль, доставлявшую грибку необходимый азот. Грибок развивался, увеличиваясь в весе; аммиачная соль тратилась. По теории Либиха, надо было ждать уменьшения в весе грибка и выделения аммиака, как продукта разрушения азотистого органического вещества, составляющего фермент.

В промышленности дрожжи обычно разделяют на верховые и низовые. Верховые дрожжи интенсивно ведут брожение и труднее осаждаются. К ним принадлежат спиртовые и хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisiae, а также винные дрожжи из вида Saccharomyces elipsoideus. К низовым дрожжам относятся виды, используемые в пивоваренной промышленности. В производстве процесс брожения ведут 2 – 3 суток.