Лекция (4 часа)

«Превращения микроорганизмами безазотистых органических веществ»

1. Спиртовое брожение и его химизм

2. Общие условия спиртового брожения

3. Практическое значение спиртового брожения

4. Производство этилового спирта

5. Молочнокислое брожение и его типы

6. Химизм молочнокислого брожения

7. Возбудители молочнокислого брожения

8. Практическое значение молочнокислого брожения

9. Пропионовокислое брожение

10. Маслянокислое брожение

11. Брожение пектиновых веществ

12. Брожение клетчатки

13. Окисление этилового спирта до уксусной кислоты

14. Окисление многоатомных спиртов и сахара уксуснокислыми бактериями

15. Окисление углеводов до лимонной кислоты грибами

16. Разложение клетчатки и пектиновых веществ

17. Разрушение древесины

18. Разложение жиров и жирных кислот

Литература: Мудрецова-Висс К.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена: учебник. М.: ИД»ФОРУМ»:ИНФРА-М, 2008. С. 88-111.

Анаэробные процессы.

1. Спиртовое брожение и его химизм

Спиртовым брожением называют процесс превращения микроорганизмами сахара в этиловый спирт и углекислый газ:

С₆Н₁₂О₆ = 2 СН₃СН₂ОН + 2 СО₂

Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи, но его могут вызывать и некоторые мицелиальные грибы, образуя при этом значительно меньше спирта (5-7%). Окончательно был установлен факт участия дрожжей в брожении Л.Пастером в 1857 г.

Любое брожение протекает в две стадии. Первая – окислительная, включает превращение глюкозы до пировиноградной кислоты с образованием двух молекул восстановленного НАД·Н₂ – промежуточного акцептора водорода:

С₆Н₁₂О₆ → 2 СН₃СОСООН + НАД·Н₂,

а во второй стадии – восстановительной - НАД·Н₂ передает водород конечному акцептору, который превращается в основной конечный продукт брожения.

Дрожжи образуют фермент пируватдекарбоксилазу, которая катализирует реакцию декарбоксилирования пировиноградной кислоты с отщеплением СО₂ и образованием уксусного альдегида:

2 СН₃СОСООН → 2 СН₃СНО + 2 СО₂.

Углекислый газ является одним из конечных продуктов брожения. Уксусный альдегид играет роль конечного акцептора водорода. Вступая во взаимодействие с НАД·Н₂ , он при участии фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт, а НАД·Н₂ регенерируется (окисляется) в НАД:

2 СН₃СНО + НАД·Н₂ → 2 СН₃СН₂ОН + 2 НАД

Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый спирт завершает спиртовое брожение.

Спиртовое брожение – процесс малоэкономичный; при сбраживании грамм молекулы глюкозы синтезируется всего 2 моля АТФ. Недостаток выделяющейся при брожении энергии дрожжи возмещают за счет переработки большого количества сахара.

При спиртовом брожении образуются побочные продукты: глицерин (1-3%), уксусный альдегид, уксусная и янтарная кислоты, сивушные масла -смесь высших спиртов – изоамилового, изобутилового, амилового, н-пропилового и др. и некоторые другие вещества. Высшие спирты участвуют в формировании аромата и вкуса напитков спиртового брожения.