Тема лекции: важнейшие микробиологические процессы и их хозяйственная роль План лекции

1. Спиртовое брожение.

2. Молочнокислое брожение.

3. Пропионовокислое брожение.

4. Маслянокислое брожение.

5. Уксуснокислое брожение.

6. Лимоннокислое брожение.

В процессе обмена веществ микроорганизмы осуществляют разнообразные химические реакции, в результате которых образуются ценные вещества: спирты, кислоты, эфиры, витамины и др. Эти продукты жизнедеятельности микробов широко используются в медицине, промышленности, быту. Многие биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами, применяются в пищевой и легкой промышленности, велика роль их в круговороте веществ в природе.

Как было выяснено ранее, многие микробы способны к дыханию в среде, не содержащей свободного кислорода. Такой тип дыхания называется брожением. Именно брожения наиболее важны в практическом отношении. По субстрату, на который воздействуют хемогетеротрофные микроорганизмы, все процессы можно разделить на две основные группы:

превращение органических веществ, не содержащих азота (различные виды брожения и окисления);

превращения органических веществ, содержащих азот (гниение).

1. Спиртовое брожение

Спиртовое брожение – это процесс разложение сахара на этиловый спирт и углекислый газ в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

Основными возбудителями брожения являются дрожжи рода Сахаромицеты, иногда некоторые представители мукоровых грибов и бактерий.

Процесс спиртового брожения лежит в основе виноделия, пивоварения, хлебопечения, производства этилового спирта и глицерина.

Совместно с молочнокислым брожением оно используется для производства кефира, кумыса, при квашении овощей и фруктов.

Однако спонтанное спиртовое брожение, которое возникает в сахаросодержащих продуктах (в вареньях, сиропах, компотах, напитках и др.) вызывает их порчу.

Суммарное уравнение спиртового брожения

С₆Н₁₂О₆ 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ +27 кДж

Спиртовое брожение протекает при кислых значениях рН 4-4,5. При подщелачивании среды до рН 8 или при введении в среду сульфита (или бисульфита) натрия дрожжи в качестве основного продукта брожения накапливают не спирт, а глицерин (до 40% по отношению к сброженному сахару). Это так называемая глицериновая форма спиртового брожения:

С₆Н₁₂О₆ С₃Н₅(ОН)₃ + СН₃СОН + СО₂

Побочные продукты спиртового брожения

1. Глицерин

2. Уксусная кислота

3. Уксусный альдегид

4. Сложные эфиры

5. Сивушные масла

Оптимальные условия протекания спиртового брожения

• Концентрация сахара 15 %

• рН 4 – 5.

• Температура 30 С

• Отсутствие кислорода в воздухе

По отношению к температуре сахаромицеты подразделяются на расы низового и верхового брожения.

К расам низового брожения относится большинство винных и пивных дрожжей. Дрожжи низового брожения функционируют в производстве при температуре 6-10 °С и ниже (до 0°С). В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно, формируя плотный осадок.

К расам верхового – относятся спиртовые и хлебопекарные дрожжи. Дрожжи верхового брожения – обычно функционируют в производстве при температуре 14-25 °С, всплывают на поверхность и образуют «шапку». Способность последних подниматься на поверхность обусловлена тем, что клетки после почкования остаются соединенными в небольшой цепочке; пузырьки углекислого газа поднимают их на поверхность.