3. Хімізм та енергетика гомо ферментативного молочнокислого бродіння, його значення у харчовій промисловості.

Молочнокисле бродіння — процес анаеробного окислення вуглеводів, кінцевим продуктом при якому виступаємолочна кислота. Назва отримала по характерному продукту — молочної кислоти. Для молочнокислих бактерій є основним шляхом катаболізму вуглеводів і основним джерелом енергії у вигляді АТФ. Також молочнокисле бродіння відбувається в тканинах тварин у відсутності кисню при великих навантаженнях.

Галактозидаза

Лактоза + Н₂0  D-Галактоза + D-Глюкоза

Розрізняють такі назви гомоферментативне і гетероферментативне молочнокисле бродіння, в залежності від продуктів що виділяються, крім молочної кислоти та їх відсоткового співвідношення. Відмінність також полягає й у різних шляхах одержання пірувату при деградації вуглеводів гомо-і гетероферментативними молочнокислими бактеріями.

При гомоферментативне молочнокислому бродінні вуглевод спочатку окислюється до пірувату по гліколітичному шляху, потім піруват відновлюється до молочної кислоти НАДН + Н (утворився на стадії гліколізу при дегідруванні гліцеральдегід-3-фосфата) за допомогою лактатдегідрогенази. Від стереоспеціфічності лактатдегідрогенази та наявності лактатрацемази залежить, який енантіомер молочної кислоти буде превалювати в продуктах: L-, D-молочна кислота або ж DL-рацемат. Продуктом гомоферментативного молочнокислого бродіння є молочна кислота, яка становить не менше 90% всіх продуктів бродіння.  

На відміну від гомоферментативного бродіння, деградація глюкози йде по пентозофосфатному шляху, гліцеральдегид-3-фосфат що утворюється з ксилулозо-5-фосфату окислюється до молочної кислоти, а ацетілфосфат відновлюється до етанолу (деякі гетероферментативні молочнокислі бактерії окислюють отриманий етанол частково або повністю до ацетату). Таким чином, при гетероферментативному молочнокислому бродінні утворюється більше продуктів: молочна кислота, оцтова кислота, етанол, двоокис вуглецю.

Молочнокисле бродіння використовується для консервації продуктів харчування (за рахунок інгібування росту мікроорганізмів молочною кислотою і зниження рН) з метою тривалого збереження (приклад — квашення овочів, сирокопчення), приготуванні кисломолочних продуктів (кефіру , ряжанки ,йогурту, сметани), силосуванні рослинної маси, а також біотехнологічного способу виробництва молочної кислоти.

Білет №14

1. Фізико-хімічні властивості білків. Поняття ізоелектричної точки білків. Гідратна оболонка білків, способи її руйнування.

Властивості білків визначаються хімічним складом, розмірами і формою молекули. Білки мають молекулярну масу від 6 тисяч до мільйону і більше (для 6ілків-олігомерів).

Розчинність. Більшість білків розчиняється у воді. Розчинність білків супроводжується їх гідратацією й набуханням. Деякі білки (глобуліни) у воді нерозчинні, але розчинні при додаванні розчинів нейтральних солей.

При додаванні солей до розчинів деяких інших білків розчинність білків знижується, і вони випадають в осад. Цей процес має назву висолювання. висолювання має зворотній характер – при видаленні з розчину йонів солі білок знову переходить у розчин. За певних умов структура білка може бути зруйнована. Це відбувається при денатурації. Денатурація - втрата білком своїх природних властивостей під впливом деяких факторів (температура, тиск, рН-середовище, випромінювання, дія органічних та неорганічних кислот, лугів, солей важких металів). Найбільш типовими ознаками денатурації білка є втрата біологічної активності. Це відбувається через порушення четвертинної, третинної, вторинної структури білків.

З явищем денатурації стикаємось часто в повсякденному житті: теплова денатурація при бланшуванні рослинної сировини, сушінні зерна, плодів овочів, випічці хліба, одержанні макаронних виробів.

Ізоелектрична точка-значення, рН, при якому концентрація диполярних йонів максимальна, а концентрація катіонних і аніонних форм мінімальна і дорівнює за кількістю одна одній. В ізоелектричній точці сумарний заряд молекули білка =0. Диполярні йони білка не переміщаються в електричному полі і при значенні рН<рІ катіони білків рухаються до катоду, а при рН>рІ рухаються до аноду.

Білки здатні зв’язувати велику кількість води (набухати) утворюючи при цьому холодцеподібну форму. Це пов’язано з наявністю у складі білків великої кількості вільних іоногенних груп. Вода приєднується до іонізованих груп і утворює навколо білкової молекули гідратну оболонку. Для зняття гідратної оболонки необхідно додати речовини з більш сильними гідрофільними властивостями, напр., мінеральні солі, мінеральні кислоти, органічні розчинники. Або якщо концентрація солей у розчинні значна, то надлишок їх іонів відніме на себе полярні молекули води і повністю зруйнується гідратна оболонка.