ТИПЫ БРОЖЕНИЯ План лекции спиртовое брожение

ТИПЫ БРОЖЕНИЯ План лекции • • спиртовое брожение уксуснокислое брожение яблочно-молочнокислое брожение

Величайший исследователь столетия XIX Опроверг теорию самозарождения жизни. 1857 - открытие анаэробиоза (жизни без кислорода) Доказал биологическую природу брожения. Изучил процессы спиртового, уксуснокислого, молочнокислого и маслянокислого брожения 1861 - предложил способ сохранения пищевых продуктов с помощью тепловой обработки (пастеризацией) Доказал биологическую природу гниения Луи Пастер (1822 -1895) Разработал биологическую теорию инфекционных заболеваний. Исследовал возбудителей заболеваний животных и человека-сибирской язвы, краснухи, фурункулеза, бешенства. Предложил метод прививок против инфекционных заболеваний (вакцинация) Французский химик, 1880 - установил вирусную природу бешенства микробиолог, 1885 - впервые лично привил созданной вакциной иммунолог заболевшего ребенка

спиртовое брожение C 6 H 12 O 6→ 2 CH 3 CH 2 OH + 2 CO 2↑ + Q 1815 – Гей-Люссак дал современное уравнение брожения 1857 – Луи Пастер доказал биологическую природу брожения

Возбудители спиртового брожения дрожжи плесневые грибы • p. Saccharomyces • p. Aspergillus § S. cerevisiae (S. vini) • p. Mucor § S. bayanus (S. oviformis) • p. Fusarium • p. Shizosaccharomyces бактерии § Sh. pombe • Zymomonas anaerobica § Sh. ostosporus • Zymomonas mobilis • Sarcina ventriculi • Erwinia amylovora • Clostridium thermosaccharolyticum • Thermoanaerobacter ethanolicus

Saccharomyces cerevisiae

Отношение к кислороду Дрожжи – факультативные анаэробы В присутствии O 2 переходят к окислению углеводов C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + Q O 2 подавляет брожение – эффект Пастера

Отношение к кислотности среды Активное спиртовое брожение идет в кислой среде (p. H 4, 5 – 6, 5) В щелочной среде (p. H 8) образуется глицeрин 2 C 6 H 12 O 6 + H 2 O → C 2 H 5 OH + 2 CH 2 OHCH 2 OH + CH 3 COOH + 2 CO 2

Отношение к температуре t° Верховые дрожжи Низовые дрожжи Характер брожения бурное, быстрое 15 -30°С брожение с обильным пенообразованием 5 -10°С спокойное брожение с низким пенообразованием Использование производство спирта, светлых сортов пива, пекарских и кормовых дрожжей изготовление пива и вина

Использование дрожжей • • • производство спирта хлебопечение производство кисломолочных продуктов виноделие пивоварение производство кормового белка

Сырье для производства спирта меласса (отходы свеклосахарного производства) древесина лиственных пород картофель C 2 H 5 OH зерно сульфитный щелок (отходы целлюлознобумажной промышленности)

Виноделие Физико-химические условия, определяющие естественный биологический отбор микроорганизмов в процессе изготовления вина • высокая активная кислотность (p. H 2, 7 -3, 8) (винная, яблочная, лимонная) • высокая концентрация сахаров (15 -30%) (глюкоза, фруктоза, сахароза) • анаэробные условия • высокое содержание спирта (9 -18 об. %)

Дрожжи Hanseniaspora uvarum (x 2000)

Дрожжи Pichia anomala (x 2000)

Дрожжи Saccharomyces cerevisae (x 2000)

Дрожжи Saccharomyces bayanus (x 2000)

Пивоварение

Уксуснокислое брожение (неполное окисление) CH 3 CH 2 OH + O 2 = CH 3 COOH+H 2 O 1862 Луи Пастер Возбудители – палочковидные аэробные бактерии p. Acetobacter p. Gluconobacter

Яблочно-молочнокислое брожение (биологическое кислотопонижение) COOHCH 2 CHOHCOOH = CH 3 CHOHCOOH + CO 2 яблочная кислота 1 г молочная кислота 0, 67 г Возбудители –молочнокислые бактерии p. Leuconostoc (кокки) p. Pediococcus (кокки) p. Lactobacillus (палочки)

Схематические изображения форм бактерий а — Leuconostoc; б — Lactobacillus

Молочнокислое брожение β-галактозидаза Лактоза + H 2 O D-глюкоза + D-галактоза

Молочнокислое брожение • гомоферментативное C 6 H 12 O 6 = 2 CH 3 CHOHCOOH лактат Lactococcus lactis L. cremoris L. diacetilactis L. faecalis Lactobacillus lactis Lb. bulgaricus Lb. acidophilus Lb. helveticus L. bovis L. salivarius L. thermophilus Lb. casei Lb. plantarum p. Pediococcus

Молочнокислые палочковидные бактерии Lactobacilus acidophilus

Молочнокислое брожение • гетероферментативное C 6 H 12 O 6 = CH 3 CHOHCOOH + CH 3 CH 2 OH + CO 2 лактат Leuconostoc meseteroides L. dextranicum L. cremoris этанол Lactobacillus brevis Lb. fermenti

Молочнокислое брожение • бифидоброжение 2 C 6 H 12 O 6 = 2 CH 3 CHOHCOOH + 3 CH 3 COOH лактат Bifidobacterium bifidum ацетат