Брожение молочнокислое: технология и необходимое оборудование. гетероферментативное молочнокислое брожение

Влияние сульфитации.

Влияние сернистого ангидрида на кислотность вин известно с давних пор. Еще в начале XX в. было отмечено, что вина из сульфитированного винограда обычно имели явно более высокую кислотность, чем те, которые получали без сульфитации. Но этот факт обусловлен более сильным растворением кислот мезги. Сейчас известно, что в действительности речь идет об ингибировании бактерий яблочно-молочного брожения.
Фактически сернистый ангидрид является определяющим фактором яблочно-молочного брожения, так как эти бактерии крайне восприимчивы. Сернистый ангидрид в значительной степени тормозит развитие молочнокислых бактерий намного сильнее, чем дрожжей. К тому же сернистый ангидрид выступает не только в свободном но и связанном состоянии, когда он не оказывает действия на дрожжи (Форнашон, 1963; Лафон-Лафуркад и Пейно, 1974). По этой причине трудно вызвать яблочно-молочное брожение в. вине после нескольких месяцев хранения с сульфитированием традиционными методами. Даже в отсутствие сернистого ангидрида в свободном состоянии обычное количество связанного SO₂ может сделать эту операцию невозможной.
Очевидно, эффективность сульфитации зависит от рН винограда. По опыту в районе Бордо можно считать, что при приготовлении красных вин доза 5 г/гл не дает достаточного эффекта; 10 г/гл явно задерживают начало брожения, которое происходит, например, через несколько недель после спуска вина из чана или даже весной; при еще более высоких дозах (от 15 г/гл) брожение может вообще не начаться. В северных районах Франции достаточно 5 г/гл SO₂, чтобы оно не состоялось, тогда как в южных районах даже дозы 20 г/гл не могут помешать возбуждению такого брожения. Из этого влияния сернистого ангидрида на ход яблочно-молочного брожения и, следовательно, на содержание кислот, которые обеспечивают сохранность вина, вытекает общее правило виноделия: сульфитирование (как, впрочем, и весь процесс виноделия) зависит от кислотности винограда. Выбор дозы сернистого ангидрида— довольно сложное дело. Это тормозящий фактор высокой чувствительности, но которым трудно управлять. Разумеется, что здесь рассмотрено лишь влияние сульфитации сусел до брожения на развитие яблочно-молочного брожения. Сульфитация при спуске вина из чана, например, путем окуривания бочек даже в умеренной дозе (от 3 до 5 г/гл) может окончательно скомпрометировать этот метод; такую практику следует ограничивать особыми случаями остановки брожения или тем, что вино подвержено оксидазному кассу. При спуске вина из чана сульфитирование в дозе 25 мг/л задержало начало яблочно-молочного брожения до следующего лета; при 50 мг/л оно было полностью прекращено. Следовательно, если по тем или иным причинам требуется провести сульфитацию, то для обеспечения яблочно-молочного брожения, по всей вероятности, будет необходимо добавление большого количества вина из другого чана, не требующего сульфитирования при спуске.

• Назад

• Вперед

Молочнокислое брожение глюкозы

От спиртового этот вид отличается тем, что происходит не под влиянием дрожжей, а с помощью молочнокислых бактерий. Поэтому мы имеем совершенно разные продукты. Молочнокислое брожение также происходит в наших мышцах при высоких нагрузках и недостатке кислорода.

Различают два вида этого процесса. Первый — гомоферментативное брожение. Если вы хоть раз слышали приставку «гомо», то наверняка понимаете, что она означает. Гомоферментативное брожение — это процесс с участием одного фермента. На первой стадии происходит гликолиз и образуется пировиоградная кислота. Затем полученный пируват (в растворе эта кислота может существовать только в виде ионов) подвергается гидрированию при помощи NADH+H и лактатдегидрогеназы. В результате продуктом восстановления является молочная кислота, которая составляет около 90% от всех получившихся в ходе реакции продуктов. Это соединение, однако, тоже может образовываться в виде двух разных изомеров: D и L. Эти типы отличаются тем, что являются зеркальными отражениями друг друга и, вследствие этого, по-разному воздействуют на наш организм. То, какой изомер будет образовываться в большей степени, определяет строение лактатдегидрогеназы.

Перейдём ко второму типу молочнокислого брожения — гетероферментативному. В этом процессе участвуют несколько ферментов, и он идёт по более сложному пути. Из-за этого в ходе реакции образуется больше различных продуктов: кроме молочной кислоты, мы можем найти там уксусную кислоту и этиловый спирт.

Вот мы и рассмотрели молочнокислое брожение. Это процесс, благодаря которому мы можем наслаждаться вкусом творога, простокваши, ряженки и кефира. Подведём итоги и запишем в общем виде реакцию молочнокислого брожения глюкозы: C₆H₁₂O₆ = 2 C₃H₆O₃ . Конечно, это упрощённая схема процесса гомоферментативного брожения, так как даже схема гетероферментативного процесса будет очень сложной. Химики до сих пор изучают молочное брожение глюкозы и выясняют полные его механизмы, поэтому нам ещё есть куда стремиться.

Распространение

Метаболический путь спиртового брожения имеющийся во многих организмов, в том числе грибов (дрожжей, дрожжеподобных и некоторых плесневых грибов), водорослей, простейших, бактерий, некоторых растений. В части анаэробных организмов он является основным путем получения энергии, например в бактерии Zymomonas mobilis, тогда как многие факультативных анаэробов, например пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae, используют как альтернативу дыханию только при отсутствии кислорода.

В отличие от фермента пируватдекарбоксилазы, что является специфическим для спиртового брожения и отсутствует у организмов, для которых характерно молочнокислого брожения (в том числе и человека), алкогольдегидрогеназа имеется у многих видов, которые могут использовать этанол в качестве источника энергии. В печени человека этот фермент катализирует реакцию обратную таковой у спиртовом брожении.

Получение глюкозы

В присутствии кислот крахмал гидролизуется:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:

6CH₂=O_n  →  C₆H₁₂O₆

Фотосинтез

В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO₂ и Н₂О:

 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Фруктоза

Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы).

Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.

Фруктоза	α-D-фруктоза	β-D-фруктоза

Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.

В свободном виде содержится в мёде и фруктах.

Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.

При гидрировании фруктозы также получается сорбит.

Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой).

История возникновения и использования брожения

Первые упоминания о том, что процесс брожения использовался людьми с целью получения определенной продукции, появились еще 5000 году до нашей эры. Именно тогда вавилоняне использовали этот способ для получения таких продуктов, как:

• сыр;
• вино;
• простокваша и другие молочные изделия.

Позже подобное продовольствие стали получать и в Египте, Китае, Судане, Мексике и прочих древних государствах. Стали выпекать дрожжевой хлеб, сбраживать овощные культуры, появились первые попытки консервирования.

Процесс молочнокислого брожения применялся людьми тысячелетиями

Сыры, кефиры, йогурты были важной частью трапезы во все времена. О пользе этих продуктов знали все лекари и врачеватели

Однако причины, по которым возможно превращение подобного рода, долгое время оставались неизвестными.

То, что условия брожения требуют присутствия микроорганизмов, люди даже предположить не могли. В середине XVII века Ван Гельмонт предложит ввести термин «брожение» для тех процессов приготовления пищи, которые сопровождаются выделением газа. Ведь в переводе данное слово означает «кипящий». Однако лишь в XIX веке, то есть почти двести лет спустя, французский микробиолог, химик и физик Луи Пастер открыл миру существование микробов, бактерий.

С тех пор стало известно о том, что разное брожение требует присутствия разного рода невидимых глазу микроорганизмов. Их изучение дало возможность со временем управлять брожением и направлять его в нужную человеку сторону.

Необходимое оборудование

Как мы уже отметили выше, среди самых важных атрибутов следует отметить емкость для брожения

Если говорить о домашнем проведении процедуры, то тогда следует обратить внимание на чистоту используемой посуды при консервации, изготовлении простокваши и прочих продуктов. Одним из способов добиться сокращения численности посторонних популяций микроорганизмов является стерилизация емкостей перед их использованием

Какая посуда подойдет для гетероферментативного брожения? Это может быть стеклянная либо качественная пластиковая (полипропиленовая, полиэтиленовая) емкость, которая способна плотно закрываться крышкой.

В промышленности используют специальные устройства для обеззараживания и очищения тары перед началом процесса брожения.

Пробковая болезнь

Проявлением данного заболевания является появление у напитка неприятного запаха гнилого дерева. Дело в том, что в любых пробках обитают патогенные бактерии, и если перед коркованием их не простерилизовать, вино заболеет с вероятностью 100%. Причем пробковой болезни очень часто подвержены не только домашние вина, но и покупные, ведь далеко не на каждом производстве тщательно соблюдают технологические процессы.

Лечение. Данную болезнь можно только предупредить. И делается это очень просто – непосредственно перед использованием пробки ее нужно стерилизовать.

При уксусном скисании первоначально рекомендуется поместить вино в более прохладное помещение с температурой до 10°С. Затем указанным выше способом осуществляется удаление пленки бактерий. После этого, с целью предотвращения дальнейшего развития заболевания, осуществляется пастеризация вина (нагрев емкости с вином примерно до 60 °С).

Чтобы предотвратить развитие молочнокислого брожения нельзя использовать для приготовления вина емкости, контактировавшие с молочными продуктами.

Для лечения этого заболевания также рекомендуется переливание вина в другую емкость, не затрагивая пленку, пастеризация, а также добавление сернистого ангидрида в расчете 100 мг на литр.

Стоит заметить, что для гарантированного своевременного выявления и идентификации болезней вина потребуется изучить фото пораженного виноматериала, которые можно найти в Интернете.

МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие — 2012

9.5.2. Гомоферментативное молочнокислое брожение

Характеристика молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии — специфическая группа микроорганизмов, главной особенностью которых является образование молочной кислоты в качестве основного продукта брожения.

Молочнокислые бактерии характеризуются сложными потребностями в питательных веществах, поэтому они практически не обнаруживаются в водоемах или почве. Чаще всего они встречаются в молоке и молочных продуктах, на растениях и разлагающихся растительных остатках, в желудочно-кишечном тракте и на слизистых оболочках человека и животных.

По форме клеток их разделяют на шаровидные и палочковидные. Молочнокислые бактерии грамположительны, в большинстве неподвижны, спор, как правило, не образуют (исключение составляет атипичный вид Sporolactobacillusinulinus, выделенный из силоса, образующий споры и обладающим активной подвижностью).

В отношении нуклеотидного состава ДНК группа молочнокислых бактерий весьма гетерогенна — молярное содержание ГЦ-пар оснований у них варьирует от 32 до 52 %.

Молочнокислые бактерии относят к группе факультативных анаэробов. Однако в отличие от бактерий семейства Enterobacteriaceaeони не содержат гемопротеинов (цитохромов и каталазы) и единственным способом синтеза АТФ у них является молочнокислое брожение. Тем не менее лактобактерии могут расти в присутствии кислорода воздуха, являясь аэротолерантными анаэробами. Лактобактерии — единственная группа бактерий, лишенных каталазы, но способных расти в присутствии кислорода воздуха. Каталаза — фермент, расщепляющий пероксид углерода, образующийся при окислении субстрата, на воду и кислород. У молочнокислых бактерий функцию каталазы выполняет пероксидаза. Отсутствие каталазной активности при способности расти в аэробных условиях является одним из диагностических тестов распознавания этой группы микроорганизмов.

Молочнокислые бактерии, в отличие от большинства других микроорганизмов, способны расщеплять молочный сахар — лактозу. Для включения лактозы в катаболизм лактобактерии расщепляют ее под действием фермента β-галактозидазы на две гексозы:

Поскольку в процессе своей жизнедеятельности лактобактерии накапливают молочную кислоту, они довольно кислототолерантны и способны расти при низких значениях pH (3,5—3,0).

В зависимости от конечных продуктов метаболизма молочнокислые бактерии подразделяют на гомоферментативные (расщепляющие сахара по гексозодифосфатному пути) и гетероферментативные (расщепляющие сахара по пентозофосфатному пути) (табл. 7).

Таблица 7. Некоторые представители молочнокислых бактерий, различающихся по форме клеток и типу брожения

Облигатно гомоферментативные (подрод Termobacterium)	Облигатно гетероферментативные (подрод Betabacterium)	Факультативно гетероферментативные* (Streptobacterium)
кокки	палочки	кокки	палочки	палочки
Lactococcus: Lc. lactis Lc. cremoris Streptococcus: S. thermophilus Enterococcus: E. faecalis Pediococcus: P. cerevisiae	Lactobacillus delbruckii L. bulgaricus L. lactis L. acidophilus L. helveticus L. jensenii L. salivarius	Leuconostoc mesenteroides Leu. cremoris Leu. dextranicum	L. brevis L. buchneri L. fermentum L. kandleri L. kefir	L. plantarum L. casei L. curvatus L. sake

* Молочнокислые палочки, отнесенные к факультативно гетероферментативным (подрод Streptobacterium), сбраживают гексозы по гликолитическому пути, а пентозы — по окислительному пентозофосфатному пути. В первом случае эти лактобациллы осуществляют гомоферментативное, а во втором — гетероферментативное молочнокислое брожение.

Гомоферментативные молочнокислые бактерии в качестве основного источника энергии могут использовать моносахара (глюкозу, галактозу) и олигосахариды (лактозу, мальтозу). Превращение глюкозы до пирувата происходит по гликолитическому пути (рис. 27). В данном случае акцептором электронов окисляемого субстрата является пируват: на него переносятся 2 электрона с восстановленного НАДН₂, что приводит к образованию молочной кислоты:

Энергетический выход при гомоферментативном молочнокислом брожении составляет 2 АТФ на одну молекулу сброженной глюкозы.

ПредыдущаяСледующая

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

Молочнокислое брожение лежит в основе силосования, квашения овощей, переработки молока в кисломолочные продукты и сыр. Кислый вкус черного хлеба определяется также молочной кислотой. Данные процессы вызывает группа молочнокислых бактерий, которая очень разнообразна и широко распространена в природе.

Молочнокислые бактерии обитают на поверхности растений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека и животных.

Молочнокислые бактерии в основном — анаэробы, но существуют виды, которые способны жить в аэробных условиях. Клетки молочнокислых бактерий по форме кокки или палочки, могут быть одиночными или соединены в цепочки.

Молочнокислые бактерии грамположительные, не способны образовывать споры, требовательны к источникам азота и витаминам (многие из них не развиваются на простых синтетических средах).

Классификация молочнокислых бактерий еще недостаточно разработана. Большинство исследователей кокковые формы объединяют в роды Streptococcus и Leuconostoc, а палочковидные — в род Lactobacillus.

Молочнокислые бактерии можно разделить:

— на гомоферментативные(конечным продуктом брожения является молочная кислота)

глюкоза молочная кислота

— на гетероферментативные(конечными продуктами брожения являются уксусная кислота, глицерин, этиловый спирт)

глюкоза молочная кислота уксусная кислота глицерин этиловый спирт

Молочнокислые бактерии сбраживают моно- и дисахариды. Часто те из них, которые обитают в молоке, сбраживают лактозу, но не действуют на сахарозу. В качестве источника азота эта группа бактерий используют пептоны, смесь аминокислот.

По отношению к температуре молочнокислые бактерии можно разделить:

— на мезофильные — с оптимумом роста 25-35 0 С

— на термофильные— с оптимумом роста около 40-45 0 С.

Отдельные молочнокислые бактерии холодоустойчивы и могут развиваться при относительно низких положительных температурах (5 0 С и ниже). При нагревании до 60-80 0 С они гибнут в течение 10-30 мин.

Молочнокислые бактерии обладают определенной протеолитической активностью, обусловливаемой действием протеиназ и пептидаз.

Протеолитическую активность проявляют как кокковые формы, так и термофильные палочки, стрептобактерии. В процессе протеолиза белков молока, особенно в начале культивирования определенных штаммов в молоке, происходит накопление аминокислот: главным образом аспарагиновой кислоты, глицина, серина, глутаминовой кислоты, треонина, тирозина, валина, фенилаланина, изолейцина, а также пептидов.

Молочнокислые палочковидные бактерии обладают большей протеолитической активностью, чем кокковые формы. Так, L.bulgaricus, L.casei могут переводить до 25-30% казеина в растворимую форму, тогда как Str. cremoris и Str.lactis — 15 — 17%.

Гидролиз белков молока молочнокислыми бактериями осуществляется с помощью внеклеточных протеиназ. Существует прямая зависимость между степенью созревания сыра, его вкусом, ароматом и содержанием в нем свободных аминокислот, накапливаемых протеолитически активными молочнокислыми бактериями.

Для молочнокислых бактерий лучшая питательная среда — молоко. В нем есть все необходимые вещества для развития этих микроорганизмов. В такой среде могут развиваться и другие микроорганизмы: дрожжи, плесени, гнилостные, маслянокислые бактерии. Но молочная кислота быстро подавляет их рост.

Если простокваша долго сохраняется на воздухе, то на ее поверхности образуется белая бархатистая морщинистая пленка. Такая же пленка бывает на поверхности рассола при квашении огурцов, капусты и других овощей. Это и есть молочная плесень — Geotrichum candidum. Она всегда сопутствует молочнокислому брожению и является его нежелательным спутником. Окисляя молочную кислоту, образуемую молочнокислыми бактериями, до углекислого газа и воды, молочная плесень снижает кислотность. В результате в среде начинают развиваться гнилостные бактерии.

77.243.189.108 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Можно ли повлиять на скорость брожения

Брожение сахарной браги идет от 5 до 14 дней. Сократить время приготовления можно, используя несколько приемов:

1. При разведении дрожжей температура воды для браги должна быть около +30 °С. Это обеспечит бурное начало процесса.
2. Брага хорошо доходит при комнатной температуре (от +22 °С до +25 °С). Но процесс занимает меньше времени, если согреть продукт до +30 °С.
3. Помимо сахаров питание микроорганизмов должно включать витамины и минералы, поэтому введение азотной подкормки ускоряет брожение.
4. Дополнительное внесение дрожжей улучшает процесс переработки сахаров.

В некоторых случаях готовый продукт получают на второй день, чаще сроки созревания сокращаются до 3-4 дней.

Польза продуктов, полученных в результате молочнокислого брожения

Появляется все больше свидетельств того, что ферментированные продукты полезны для здоровья. Польза в основном связана с соединениями, вырабатываемыми молочнокислыми бактериями (, , ).

Например, во время ферментации молока бактерии продуцируют соединение, понижающее кровяное давление, известное как ингибитор ангиотензинпревращающего фермента (ингибитор АПФ). Таким образом, ферментированное молоко может помочь в лечении высокого кровяного давления (, ).

Другой пример – кимчхи – традиционная корейская квашеная капуста. Он содержит множество аминокислот и других биологически активных соединений, которые, как было установлено, улучшают состояние при сердечно-сосудистых заболеваниях и помогают бороться с воспалением, некоторыми видами рака, инфекциями и ожирением (, , , , ).

Кроме того, ферментированные продукты, такие как молочные продукты, квашеная капуста и оливки, являются богатыми источниками живых бактерий. Эти бактерии могут способствовать здоровью таким же образом, как и пробиотики, поддерживая здоровье кишечника и иммунную функцию (, , , ).

Вот другие потенциальные полезные свойства продуктов, полученных путем молочнокислого брожения:

• Улучшение усвоения питательных веществ. Ферментация увеличивает доступность питательных веществ в пище. Например, железо легче усваивается из ферментированных овощей, чем из неферментированных (, ).
• Уменьшение воспаления. Ферментированные продукты могут снизить количество воспалительных молекул, повысить антиоксидантную активность и улучшить защитный барьер кишечника (, ).
• Улучшение здоровья сердца. Было обнаружено, что йогурт и кисломолочные продукты способствуют умеренному снижению кровяного давления и уровня холестерина (, ).
• Поддержка иммунной функции. Было выявлено, что некоторые штаммы молочнокислых бактерий обладают иммуностимулирующим, противовирусным и антиаллергенным эффектами (, , ).
• Противораковые свойства. Ферментированное молоко связано с более низким риском развития некоторых видов рака. В исследованиях в пробирках и на животных было также выявлено, что некоторые типы даже убивают и ингибируют рост раковых клеток (, , ).
• Улучшение контроля уровня сахара в крови. Было обнаружено, что многие ферментированные продукты, такие как кимчхи, кефир и йогурт, улучшают чувствительность к инсулину и уровень сахара в крови (, , ).
• Способствуют контролю массы тела. Употребление йогурта, кисломолочных продуктов и кимчхи связано со снижением массы тела и улучшением контроля веса (, , ).
• Улучшение функции мозга. Было выявлено, что кисломолочные продукты улучшают когнитивные функции у взрослых и людей с болезнью Альцгеймера, хотя необходимы дополнительные исследования ().
• Облегчение симптомов непереносимости лактозы. Поскольку лактоза расщепляется в процессе ферментации, люди с непереносимостью лактозы могут иногда переносить кисломолочные продукты, такие как йогурт и сыр (, ).

Гетероферментативное молочнокислое брожение

Этот способ является именно тем промышленно применимым, благодаря которому и осуществляется производство всей кисломолочной продукции, осуществляется консервация овощей, происходит заготовка силосных кормов для скота.

Основное отличие от описанного ранее — это то, что молочнокислое брожение возбудители осуществляют с образованием большего числа побочных продуктов. Лишь 50% сахара перерабатывается бактериями в молочную кислоту, остальной же уходит на формирование таких молекул, как:

• уксусная кислота;
• глицерин;
• диоксид углерода;
• этиловый спирт и прочие.

Чем это лучше и выгоднее, чем образование 90% чистой молочной кислоты при гомоферментативном методе? Все дело в том, что когда основного продукта вырабатывается слишком много, то жизнедеятельность многих бактерий угнетается совсем. Кроме того, продукты теряют многие вкусовые качества, которые приобретают благодаря побочным соединениям. Так, например, приятный аромат консервированных овощей обеспечивается уксусной кислотой и изоамиловым спиртом. Если же этих соединений не будет, то результат консервации станет совсем иным.

Выход молочной кислоты в 50% вполне достаточен для подавления развития и жизнедеятельности всех посторонних грибков и микроорганизмов в системе. Потому что даже 1-2% вызывают слишком сильное подкисление среды, в которой не могут существовать никакие иные организмы, кроме молочнокислых бактерий. Весь процесс осуществляется по пентозофосфатному пути.

Условия брожения при гетероферментативном способе должны быть следующими:

• хорошая и свежая закваска, добавляемая на первоначальном этапе;
• оптимальные внешние условия, которые подбираются для каждого продукта индивидуально;
• качественное и отлаженное оборудование;
• все необходимые для процесса технические приспособления.

Среди внешних условий особое значение имеет температура процесса. Она не должна быть слишком высокой, но и холод резко затормозит весь ход брожения.

Сегодня существует специализированная емкость для брожения, которая автоматически создает все необходимые условия для правильной и комфортной работы микроорганизмов.

Чем молочнокислое брожение отличается от консервирования?

Ферментированные и консервированные продукты могут выглядеть одинаково, но они совершенно разные.

Консервирование использует тепло для стерилизации пищи и устранения или уменьшения роста вредных организмов. Поскольку еда запечатана в банке, внутрь не могут попасть вредные организмы или воздух, и пища может храниться в течение очень длительного периода ().

С другой стороны, для молочнокислого брожения используются живые бактерии для предотвращения роста вредных организмов. Ферментированные продукты могут подвергаться некоторой тепловой обработке, как в случае пастеризованного ферментированного молока, но они не нагреваются до такой же степени ().

Консервы обычно имеют более длительный срок хранения, чем ферментированные продукты, но их также сложнее приготовить, особенно в домашних условиях. Консервирование требует специального оборудования для стерилизации, тогда как для основной ферментации требуется только емкость, вода, а иногда и соль.

Вкусы, текстуры и ароматы ферментированных и консервированных продуктов также очень разные. Консервированные продукты мягкие и могут содержать добавленный сахар или соль. Продукты, которые были подвержены процессу молочнокислого брожения, как правило, не готовятся, имеют отчетливый аромат и имеют кислый, а иногда и соленый вкус.

Наконец, в то время как консервирование сохраняет большинство питательных веществ, некоторые витамины группы B и витамин C теряются. Напротив, ферментация сохраняет и даже увеличивает количество многих питательных веществ и полезных соединений (, ).

Примеры появления молочнокислого брожения

Молочная ферментация молочнокислыми бактериями

Бактерии, которые производят молочную кислоту в качестве единственного или основного продукта ферментации, называются молочнокислыми бактериями . Они образуют отряд грамположительных бактерий и характеризуются отсутствием порфиринов и цитохромов, необходимых для фосфорилирования электронного транспорта , так что они могут получать свою энергию только за счет фосфорилирования цепи субстрата , которое связано с расщеплением сахара .

Различают:

гомоферментативные штаммы молочнокислых бактерий, которые продуцируют молочную кислоту как единственный основной конечный продукт. К ним относятся виды Streptococcus , Enterococcus , Lactococcus и Pediococcus, а также некоторые представители рода Lactobacillus .

гетероферментативные штаммы молочнокислых бактерий, основными конечными продуктами которых, помимо молочной кислоты и углекислого газа, являются этанол при расщеплении гексоз и уксусная кислота при расщеплении пентоз. У этих бактерий отсутствует альдолаза , ключевой фермент гликолиза. К ним относятся род Leuconostoc и некоторые представители рода Lactobacillus , в основном Lactobacillus buchneri .

Тип бактерий Bifidobacterium bifidum , осуществляющих ферментацию Bifidobacterium.

Ферментация молочной кислоты в клетках млекопитающих

По сравнению с дыханием , ферментация генерирует лишь небольшое количество энергии, поскольку вместо цикла лимонной кислоты и последующей дыхательной цепи используется только фосфорилирование цепи субстрата . Однако ферментация — это способ быстрого образования аденозинтрифосфата (АТФ) посредством фосфорилирования цепи субстрата без использования кислорода.

У млекопитающих, включая человека, есть многочисленные примеры того, что клетки получают энергию в результате (гомоферментативного) брожения молочной кислоты. Быстро сокращающиеся белые мышечные волокна (FT-волокна) получают свою энергию даже при низкой интенсивности за счет ферментации молочной кислоты из-за более низкого уровня митохондрий и соответствующих ферментов по сравнению с медленно сокращающимися красными мышечными волокнами (ST-волокна).

При более высокой интенсивности задействуется более высокая доля волокон FT. Это также вызывает производство большего количества лактата. Пока весь орган и мышечная система не перегружены транспортом (см. Ниже) и дальнейшим метаболизмом ( утилизация лактата ), организм может поддерживать устойчивое состояние лактата в отношении лактата в крови. При очень высокой интенсивности (при спринте с самого начала) достаточно быстрая подача энергии возможна только за счет высокой скорости гликолиза, что приводит к экспоненциальному увеличению лактата в крови.

Лактат, образующийся во время ферментации, далее метаболизируется различными способами во время, а иногда и после повышенных требований к производительности. Лактат высвобождается в кровь транспортером монокарбоксилата 1 , из которого клетки печени или мышечные клетки скелетных и сердечных мышц, способные к окислению лактата, захватывают и затем окисляют его до пирувата («челнок клетка-клетка-лактат»). Пируват может использоваться для дальнейшего производства энергии через цикл лимонной кислоты или — в печени — обратно в глюкозу ( глюконеогенез ) и доставляться в мышцы и органы через кровоток ( цикл Кори ).

Другие органы также получают энергию от молочнокислого брожения, когда им не хватает кислорода. Повышение концентрации лактата в крови приводит к снижению значения pH, что при определенных обстоятельствах (например, удушье) может привести к лактоацидозу .

Другие специализированные клетки получают аденозинтрифосфат (АТФ) исключительно в результате анаэробного расщепления глюкозы при ферментации молочной кислоты. Например, эритроциты могут метаболизировать глюкозу только в анаэробных условиях из-за отсутствия митохондрий . Поскольку роговица сосудистая, кислород может достигать клеток роговицы только путем диффузии, а не через кровоток. Это ограничивает подачу кислорода, так что постоянное снабжение энергией может быть обеспечено только посредством молочнокислого брожения.

Даже у более крупных животных кислород часто недостаточно быстро попадает в ткани, поэтому необходимая энергия получается за счет ферментации. Аллигаторы и крокодилы способны совершать молниеносные атаки, требующие больших затрат энергии. Эта энергия поступает от молочнокислого брожения. Кроме того, от молочнокислого брожения зависят слоны , носороги , киты и тюлени .

Профилактика и лечение болезней домашнего вина

Почти каждый винодел-любитель хоть раз в жизни сталкивался с болезнями вина. Они появляются из-за ошибок в технологии, плохого сырья или неправильного хранения. В большинстве случаев своевременное обнаружение и правильное лечение позволяют спасти напиток без ухудшения его качества.

Проще не допустить развития болезни, чем спасать вино. Сохранить время и нервы помогают общие меры профилактики:

Посуда, приспособления и емкости (обязательно неметаллические) должны быть сухими и стерильными

Это правило важно соблюдать на всех этапах.
Тщательно отбирать сырье, не допуская попадания порченных, подгнивших и заплесневевших плодов.
Строго выполнять каждый пункт технологии. Часто начинающие виноделы пренебрегают этапами, которые кажутся им несущественными.
Добавляемые сахар и вода должны быть высокого качества.
Постоянно контролировать герметичность гидрозатвора, чтобы оградить вино от контакта с кислородом.
Сильно не разбавлять сусло водой, так как это понижает кислотность, что делает вино уязвимым перед бактериальными заболеваниями.
Хранить вино в подходящем помещении при рекомендованной температуре.

Лимоннокислое брожение

Реакции этого вида брожения происходят, как и при спиртовом, под действием грибов определённого штамма. Полный механизм этой реакции ещё не до конца изучен, и мы можем полагаться только на некоторые упрощения. Однако есть предположения, что начальная стадия процесса представляет собой гликолиз. Потом пировиноградная кислота превращается по очереди в различные кислоты и доходит до лимонной. Вследствие такого механизма в реакционной среде накапливаются другие кислоты — продукты неполного окисления глюкозы.

Этот процесс происходит под влиянием кислорода, и в общем виде его можно записать следующим уравнением: 2С₆Н₁₂O₆ +3О₂ = 2С₆Н₈О₇ + 4Н₂О. До того как этот вид брожения открыли, люди добывали лимонную кислоту исключительно выжимкой плодов соответствующего дерева. Однако в лимоне этой кислоты не более 15%, поэтому этот способ оказался нецелесообразен, и после открытия этой реакции всю кислоту начали получать методом брожения.