Промышленный биосинтез веществ микроорганизмами

По составу микрофлоры основные закваски, применяемые в промышленности, подразделяют на три группы: бактериальные (производство творога, сметаны, простокваши, кислосливочного масла, сыров), грибковые (производство «рокфора» и «камамбера») и смешанные (кефир, кумыс).

К наиболее важным свойствам микроорганизмов относятся: протеолитическая активность, ответственная за стабильность белковых структур; липолитическая и фосфолипазная активность; галактозидазная активность; способность к масштабному образованию диацетила, ацетоина, летучих жирных кислот; скорость и глубина гликолитического распада лактозы до молочной кислоты; способность к продуцированию диоксида углерода и других газов; сорбция кислорода при метаболических реакциях; способность изменять развитие микроорганизмов группы кишечной палочки и маслянокислых бактерий; способность к жизнедеятельности под воздействием поваренной соли; резистентность к фаготипам.

По характеру сквашивания продукты условно делят на две группы: полученные в результате только молочнокислого брожения (простокваша, йогурт) и смешанного - молочнокислого и спиртового (кефир, кумыс).

При молочнокислом брожении на молочный сахар воздействует фермент лактаза, выделяемый молочнокислыми бактериями. Процесс идет через ряд последовательных превращений: расщеплении лактозы на глюкозу и галактозу, которые образуют пировиноградную кислоту, которая восстанавливаясь, образует молочную кислоту. Побочными продуктами данной реакции являются диацетил, углекислота, низкомолекулярные жирные кислоты.

При смешанном брожении на лактозу воздействуют молочнокислые бактерии (образуют молочную кислоту) и дрожжи (расщепляют пировиноградную кислоту на уксусный альдегид и углекислый газ; из уксусного альдегида под действием реакции восстановления образуется этиловый спирт).

Молочнокислые бактерии по способности образовывать в качестве главного продукта молочную кислоту подразделяют на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные при сбраживании гексоз (глюкозы, фруктозы, маннозы и галактозы), дисахаридов (лактозы, мальтозы, сахарозы) и полисахаридов (декстринов и крахмала) образуют, главным образом, молочную кислоту и незначительное количество фумаровой и янтарной кислот, этилового спирта, летучих кислот и углекислоты.

Гетероферментативные бактерии образуют значительно большее количество уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа и других побочных продуктов, используя для этих целей до 50 % сбраживаемых углеводов.

По технологии приготовления кефир - единственный кисломолочный напиток, вырабатываемый в промышленных условиях на естественной закваске - грибках, которые представляют собой стойкий симбиоз гетероферментативной микрофлоры - мезофильных молочнокислых и ароматообразующих стрептоккоков, мезофильных и термофильных молочнокислых палочек, уксуснокислых бактерий и дрожжей.

Доказана важнейшая роль молочнокислой микрофлоры в обеспечении качества сыров. Она участвует в подготовке молока к переработке, активно влияет на свертывание молока, определяет уровень активной кислотности сырной массы, стимулирует физико-химические процессы при выработке сыра, сдерживает развитие посторонней микрофлоры, влияет на формирование органолептических показателей продукта.

При выработке сыров основным источником молочнокислой микрофлоры является бактериальная закваска (табл. 3.6). При разработке принципов селекции следует учитывать кислотообразующую способность штаммов, их протеолитическую активность, способность к гелеобразованию, характеристики получаемых сгустков, отношение к температуре, способность к ароматообразованию и взаимоотношения с другой микрофлорой.

Таблица 3.6