Масляно-кислос брожение

Масляно-кислое брожение представляет собой сложный процесс превращения сахара мясляно-кислыми бактериями в анаэробных условиях с образованием масляной кислоты, углекислого газа и водорода, по уравнению:

С₆Н₁₂О₆ --- СН₃СН₂СН,СООН + 2СО₂ + 2Н₂.

В качестве побочных продуктов брожения при этом по­лучаются бутиловый спирт, ацетон, этиловый спирт, ук­сусная кислота.

Химизм масляно-кислого брожения. При этом брожении сахар претерпевает те же превращения, что и при спир­товом и гомоферментативом молочно-кислом брожениях, вплоть до образования пировиноградной кислоты. Пирови-ноградная кислота при участии кофермента А(КоА) расщепляется до ацетилКоА (СН₃СОКоА), СО₂ Н₂,. Две молекулы образовавшегося двууглеродного соединения конденсируются при участии фермента карболигазы. Из синтезированного че­тырехуглеродного соединения (ацетоацетилКоА) в сложном цикле последовательных превращений образуется масляная кислота.

Возбудители масляно-кислого брожения. Масляно-кислые бактерии представляют собой подвижные довольно крупные грамположительные палочки, они образуют споры, которые располагаются центрально или ближе к концу палочки, придавая ей форму веретена или теннисной ракетки (рис. 23). Споры довольно термоустойчивы, выдерживают кипячение в течение нескольких минут.

Рис. 23. Масляно-кислые бактерии

Особенностью этих бактерий является наличие в клет­ках запасного вещества — крахмалоподобного полисахари-да гранулезы (в виде зернышек-гранул), окрашиваемого йодом в синеватый или коричневато-фиолетовый цвет.

Эти бактерии — строгие анаэробы. Оптимальная темпе­ратура их развития 30-40°С, но есть и термофильные, у которых оптимум 70°С. Они чувствительны к кислотности сре­ды: оптимум рН 6,9-7,4, а при рН ниже 4,5-4,9 развитие прекращается.

Масляно-кислые бактерии относятся к семейству Bacillaceae рода Clostridium. Типичным их представителем является С1.butyricum.

Многие из них способны сбраживать не только простые сахара, но и более сложные соединения — декстрины, крах­мал, пектиновые вещества, глицерин, соли молочной кис­лоты. По. отношению к источникам азота эти бактерии не­прихотливы. Они могут усваивать азот как белковый и ами­нокислотный, так и аммонийный; некоторые виды исполь­зуют даже свободный азот из воздуха.

Масляно-кислые бактерии широко распространены в природе. Постоянные места обитания их — почва, илистые отложения на дне водоемов, скопления разлагающихся рас­тительных остатков. Встречаются они в различных пищевых продуктах.

Практическое значение масляно-кислого брожения.

В природе это брожение имеет положительное значение как звено в цепи многообразных превращений органических веществ. В народном хозяйстве оно часто приносит значи­тельный ущерб. Масляно-кислые бактерии могут вызвать массовую гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов (бомбаж), прогоркание молока, масла, ув­лажненной муки и т. д. Они вызывают порчу квашеных овощей при замедленном молочно-кислом брожении; образую­щаяся при этом масляная кислота придает продукту острый прогорклый вкус, резкий и неприятный запах.

Масляно-кислое брожение применяют для производства масляной кислоты, которую широко используют в промыш­ленности. Сырьем в этом производстве служат сахар или крахмалосодержащие отходы различных отраслей промыш­ленности.

Масляная кислота представляет собой бесцветную жид­кость с неприятным резким запахом. Слабые растворы этой кислоты обладают специфическим запахом. Эфиры масля­ной кислоты отличаются приятным ароматом, например, метиловый эфир имеет яблочный запах, этиловый — гру­шевый, амиловый — ананасовый. Их используют как арома­тические вещества в кондитерской и парфюмерной промыш­ленности, а также при изготовлении фруктовых напитков.