5. Мікроорганізми – супутники дріжджів

При зброджуванні сула дріжджами необхідно захищати їх від сторонніх мікроорганізмів бактерій та диких дріжджів, що заносяться з сировиною, водою та повітрям. Потрапивши в дріжджові та бродильні апарати, вони можуть накопичуватися в значній кількості і навіть витісняти виробничу культуру дріжджів. Контамінуючи мікроорганізми споживають з сусла частину поживних речовин, тому вихід спирту знижується. Крім того вони утворюють органічні кислоти та інші продукти, що інактивують ферменти оцукрюючи матеріалів і знижують бродильну енергію дріжджів, в результаті чого в дозрілій бражці підвищується кількість незброджених цукрів та крохмалю. Хлібопекарські дріжджі, що були виділені з інфікованої мелясно – спиртової бражки, мають низку ферментативну активність та стійкість.

2.4.1 Характеристика сторонніх мікроорганізмів

Молочнокислі бактерії. Молочнокислі бактерії бувають циліндричні чи паличкобразні, а також сферичні чи кулевидні (кокки), грам позитивні, нерухомі, неспороутворюючі. Гетеро ферментні молочнокислі бактерії наряду з молочною кислотою утворюють летючі кислоти, спирт, діоксид вуглецю та водень.

Оптимальна температура для росту більшості молочнокислих бактерій 20 – 30 ⁰С. Термофільні види їх краще розвиваються при температурі 49 – 51 ⁰С. Молочнокислі, як і інші без спорові бактерії гинуть при 70 – 75 ⁰С.

Оцтовокислі бактерії. Оцтовокислі бактерії – грам негативні, паличкообразні без спорові суворо аеробні організми, що розвиваються в тих самих умовах, що і дріжджі. Бактерії могуть окислювати етиловий спирт в оцтову кислоту. Деякі види бактерій могуть окислювати також глюкозу в глюконову кислоту, ксилолу та арабінозу – в ксилонову та араба нову кислоти. Етиловий спирт – головне джерело життєдіяльності оцтовокислих бактерій.

При накопиченні в суслі, що зброджується 0,01% оцтової кислоти, затримується, а при 0,2% пригнічується життєдіяльність дріжджів.

Маслянокислі бактерії. Маслянокислі бактерії – сурово анаероби, що мають рухомі великі спороутворюючи палички довжиною 10 мкм. Поряд з масляною кислотою вони можуть утворювати (в меншій кількості) оцтову, молочну, капронову, каприлову та інші кислоти, а також етиловий та бутило вий спирти. Збудники цього зброджування розвиваються головним чином у трубопроводах, насосах та інших прихованих місцях. Оптимальна температура для росту бактерій 30 – 40 ⁰С, при рН нижче 4,9 вони не розвиваються. Маслянокислі бактерії становлять велику загрозу для спиртового виробництва, тому що масляна кислота, яку вони виробляють, навіть в дуже малих концентраціях (0,0005%) пригнічує розвиток дріжджів.

Гнилісні бактерії. Гнилісні бактерії викликають розпад білкових речовин. В аеробних умовах відбувається повна мінералізація білку аж до діоксиду вуглецю, аміаку, сірководню, води та мінеральних солей. В анаеробних умовах накопичуються різноманітні органічні речовини з різким запахом та отрутні.

Дикі дріжджі. Ці дріжджі становлять значну загрозу для спиртового виробництва. Вони споживають багато цукру та утворюють малу кількість спирту. у великій кількості дикі дріжджі негативно впливають на хлібопекарські якості чистих культур дріжджів. Багато з них перетворюють цукор в органічні кислоти і окислюють спирт.

У промисловості для виробництва спирту використовують цукровий очерет, фуражну кукурудзу та інші дешеві джерела вуглеводів. Для отримання зброджуваних моно- і олігосахаридів вони руйнуються сірчаною кислотою або амілазами грибного походження. Потім проводиться зброджування і перегонка ректифікації спирту до стандартної концентрації близько 96 об. %. Дріжджі роду Saccharomyces були генетично модифіковані для зброджування ксилози — однієї з основних складових целюлози, що дозволило використовувати як сировину для отримання біоетанолу папір і відходи деревообробки. Все це знижує ціну та покращує становище біоетанолу у конкурентній боротьбі з вуглеводневим паливом.