1.3. Молочнокислое брожение
Молочнокислое брожение вызывают молочнокислые бактерии, которые с помощью ферментов сбраживают углеводы (глюкоза, лактоза и др.) до молочной кислоты и других продуктов.
Молочнокислые бактерии широко распространены в природе (почве, на поверхности растений), входят в состав нормальной микрофлоры человека и животных. В промышленности используют культурные расы бактерий, которые имеют ряд преимуществ перед дикими формами.
Молочнокислые бактерии по характеру сбраживания гексоз (глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза), дисахаридов (лактоза, мальтоза, сахароза) и полисахаридов (декстрин, крахмал), согласно терминологии А.И. Клюйвером и Г.Л. Донкером (1925 г) относятся к гомоферментативным и гетероферментативным.
1.3.1. Гомоферментативное молочнокислое брожение
Гомоферментативное молочнокислое брожение представляет собой эволюционно самый древний и примитивный метаболический путь. Последовательность биохимических превращений осуществляется по гликолитическому пути согласно схеме Эмбдена-Мейергофа-Парнаса – по именам исследователей, внесших большой вклад в изучение этого процесса (рис. 3). Образующаяся пировиноградная кислота под действием лактатдегидрогеназы восстанавливается до молочной кислоты (≈90 % всех продуктов брожения). Оптическая активность, образуемого лактата различна у разных бактерий и зависит от стереоспецифичности фермента, а также от наличия в клетке лактатрацемазы, превращающую D-лактат в L-форму. Лишь небольшая часть пирувата подвергается декарбоксилированию с превращением в уксусную кислоту, этиловый спирт, углекислоту и следы ацетоина.
Основной энергетический субстрат для молочнокислых бактерий при данном типе брожения – моносахара (преимущественно, глюкоза) и дисахара (лактоза, мальтоза).
Возбудителями гомоферментативного молочнокислого брожения являются молочнокислые бактерии Streptococcus cremoris, S. lactis, Lactobacillus bulgaricus, L. lactis и др. Гомоферментативные молочнокислые бактерии включают морфорлогически разные группы – кокки (роды Lactococcus, Streptococcus, Pediococcus) и палочковидные формы (род Lactobacillus). Представители Гомоферментативных молочнокислых кокков рода Lactococcus образуют в основном молочную кислоту в конфигурации D–, а рода Pediococcus в конфигурации DL–. Представители рода Lactobacillus образуют разные формы молочной кислоты D–, L–, DL–.
1.3.2. Гетероферментативное молочнокислое брожение
Процесс гетероферментативного молочнокислого брожения более сложный, чем гомоферментативного типа. При этом типе брожения расщепление углеводов происходит по пентозофосфатному пути. Конечными акцепторами водорода являются пировиноградная кислота и ацетальдегид. Из пировиноградной кислоты образуется молочная кислота и этанол, а ацетилфосфат обладает фосфат на АДФ, превращаясь в уксусную кислоту.
Так в процессе гетероферментативного брожения кроме лактата образуются уксусная кислота, этиловый спирт (иногда, глицерин, маннит), углекислого газа и иные побочные продукты.
Возбудителями гетероферментативного молочнокислого брожения являются палочковидные лактобациллы из родов Lactobacillus (Lactobacillus brevis) и Streptobacterium, вариабельные по форме Bifidobacterium (Bifidobacterium bifidum) и кокковые род Leuconostoc (Leuconostoc mesenteroides) и др.
Молочнокислое брожение находят широкое применение в различных отраслях хозяйственной деятельности человека в процессе приготовления кисломолочных продуктов, в хлебопечении, квашения овощей и фруктов, для силосования кормов, биологической выделки кож и т. п.
Таким образом, анализируя рассмотренные типы брожений, можно заключить, что наиболее выгодным для клетки с энергетической точки зрения, является маслянокислое. В этом случае при потреблении одной молекулы глюкозы образуется в среднем 3,3 молекулы АТФ.
Источник
Шестьсот советов
Молочнокислое брожение, значение при квашении
Рубрика: Заготовки. Автор: Babushka
Молочнокислое брожение при солении и квашении
Методы переработки овощей и плодов имеют несколько групп, в зависимости от способов воздействия на них процессов. Одним из методов переработки является микробиологический метод консервирования. Основан он на использовании естественных консервантов, которые при этом методе и образуются.
Это квашение, соление и виноделие. В практике часто используется переработка и заготовка овощей и плодов путем молочнокислого и спиртового брожения. Конечный результат зависит от скорости образования и количества молочной кислоты и спирта. Спиртовое брожение, используется при приготовлении плодово ягодных вин.
При этом сахара, содержащиеся в плодах и фруктах, превращаются в спирт и другие побочные продукты спиртового брожения. В том числе образуется и молочная кислота. Но при спиртовом брожении целью становится получение в результате естественного наброда определенного процента спирта.
Молочная кислота, выделяющаяся при брожении, затормаживает образование и развитие других микроорганизмов, и регулирует развитие самих молочнокислых бактерий. Гнилостные бактерии погибают при показателях кислотности Рh — 4,4-5, маслянокислые при Рh 4.4, бактерии плесени при Рh- 1,2-3,0, и дрожжи при Рh- 2,5-3,0. Однако дрожжи и плесень активно развиваются даже в кислой среде. Поэтому при консервировании и солении создают анаэробные (без кислородные) условия. Добавляется поваренная соль. Это создает высокое осмотическое давление, при котором погибают плесневые и дрожжевые бактерии.
Все названные бактерии при интенсивном развитии приводят к порче продуктов, и достаточная кислотность предохраняет их от этого. В этом случае молочная кислота и выступает естественным консервантом, заменяющим уксусную кислоту, убивающим вредные бактерии.
Молочнокислое брожение вызывается и затем наращивается при помощи особых бактерий. При квашении капусты участвуют бактерии Bacterium Brassical acidi,а при квашении – солении огурцов – Bacterium cucumeris fermentati. .
Количество молочной кислоты в готовом продукте колеблется от 0,7% до 2,5%. Кроме того при молочнокислом брожении в небольших количествах образуется уксусная, пировиноградная и лимонная кислоты, и совсем небольшое количество этилового спирта. Эти вещества и кислоты дополняют процесс консервирования и придают готовым продуктам специфический приятный вкус. Именно благодаря кислотам квашеная капуста, получается такой вкусной, и слегка кисловатой. Моченые яблоки получаются такими приятными на вкус, слегка газированными.
При квашении могут кроме молочнокислых бактерий и улучшающих вкус кислот, появиться и вредные вещества. Побочными продуктами молочнокислого брожения при квашении и в виноделии являются уксуснокислое и маслянокислое брожения. Остановить развитие уксуснокислых бактерий можно, создав анаэробные условия. Если происходит перебраживание в уксусную кислоту, то продукт можно выбросить, он не пригоден к употреблению. Маслянокислые бактерии погибают при достаточном образовании молочной кислоты.
Гнилостные бактерии активно развиваются при плюсовых температурах. Поэтому сквашенные и засоленные капусту, огурцы и помидоры необходимо хранить при температурах близких к 0 градусов и ниже.
С добавлением соли при микробиологическом консервировании получаются растворы с концентрацией 1,2-3,5%. При такой концентрации соли, продукт не будет слишком соленым. Соль сдерживает протекание молочнокислого брожения, оно проходит медленно, но зато подавляет маслянокислые и гнилостные бактерии.
Быстро происходит молочнокислое брожение при высоких температурах до 35 градусов. Но эта температура комфортна для развития маслянокислых бактерий и кишечной палочки. Поэтому заквашенные и засоленные овощи содержат при температуре +16-+20 градусов, до завершения процесса квашения и соления, а готовые соленья хранят при низких температурах.
При температуре 0- +4, не будет, происходит перекисание квашеной капусты и засоленных огурцов с помидорами. При такой температуре приостанавливается процесс молочнокислого брожения.
Читайте также:
Источник