Найважливіші біохімічні процеси, збудниками яких є мікроорганізми, та їх промислове використання
Зміст роботи:
1. Бродіння анаеробного типу.
1.1 Спиртове бродіння.
1.2. Молочнокисле бродіння.
1.3. Маслянокисле бродіння.
2. бродіння аеробного типу.
2.1. Оцтовокисле бродіння.
Бродіння анаеробного типу
Спиртове бродіння
Спиртове бродіння – процес розкладу цукру на спирт і вуглекислий газ в результаті життєдіяльності мікроорганізмів:
С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2 + 28 ккал
Збудники бродіння – дріжджі Saccharomyces еllipsoideus, Saccharomyces cerevisia (S. vini) (сімейство Sacharomycetacea, рід Sacharomyces), бактерії Sarcina ventriculi, мукорові гриби.
Спиртове бродіння протікає в анаеробних умовах, тоді як розмноження дріжджів відбувається при широкому доступі кисню. Оптимальні температурні умови для спиртового бродіння 28-30°С. Спирт, що утворюється, шкідливий для дріжджів і при його накопиченні процес бродіння припиняється. Проте при високій концентрації цукру в розчині дріжджі можуть залишатися живими в середовищі, яке містить до 15% спирту.
Умови протікання спиртового бродіння:
– концентрація цукру в субстраті – близько 15%;
– реакція середовища (рН) у межах 4-5;
– температура близько 30°С;
– відсутність кисню.
За оптимальною температурою бродіння поділяють на:
– верхове – для виробництва спирту і вина, у хлібопеченні;
– низове – для отримання пива.
 |
гліцерин оцтова оцтовий складні сивушні
кислота альдегід ефіри масла
|
|
|
Методика отримання накопичувальних культур збудників спиртового бродіння
1. За 30 хвилин|мінути| до заняття пресовані дріжджі розвести в 10%-м| розчині сахарози. У широкодонну| колбу об'ємом|обсягом| 200-250 мл| налити 50 мл| 10%-го| розчину сахарози і 10 мл| суспензії дріжджів.
2. Колбу закрити|зачиняти| пробкою|корком| з|із| газовідвідною трубкою|люлькою|. Для збирання газу нижній зігнутий кінець трубки|люльки| занурити|навантажити| в кристалізатор з|із| водою і надіти|надягнути| на нього пробірку, наповнену водою. Колбу занурити|навантажити| у водяну лазню|баню| з|із| температурою 30-35°С|.
3. Впродовж|упродовж| всього експерименту|досліду| така температура підтримується за допомогою спиртного або газового пальника. Через 30-40 хвилин|мінути|, коли все повітря з|із| колби буде витіснено вуглекислим газом, останній зібрати|повизбирувати| в нову пробірку, яка також має бути заповнена водою.
4. Для виявлення вуглекислого газу підлити в пробірку невелику кількість бариту або вапняної води, яка від С02 каламутніє, або пробірку з вуглекислим газом помістити в чашку з 10%-м розчином лугу: через 20-30 хвилин в результаті взаємодії вуглекислого газу з лугом рівень рідини в пробірці піднімається.
|
|
|
5. Для виявлення спирту відлити в пробірку 10 мл| рідини, що бродить, підлити|доливати| до неї 1-2 мл| лугу і підігріти до 60°С|. Потім кинути декілька кристалів металевого йоду і продовжувати нагрівати. У присутності спирту випадає жовтий осад йодоформу, який можна визначити по запаху.
Сумарне рівняння реакції отримання|здобуття| йодоформу:
О
//
СН3-СН2-ОН + 4I2 + 6NaОН →СНI3 + Н-С + 5NaI + 5H2O
\
ONa
Молочнокисле бродіння
Молочнокисле бродіння– це процес перетворення цукру в молочну кислоту у результаті життєдіяльності молочнокислих бактерій в анаеробних умовах.
Сумарне рівняння молочнокислого бродіння
Типове: С6Н12О6 → 2СН3СНОНСООН
Нетипове:
СН2СООН
2С6Н12О6 → СН3СНОНСООН +СН3СООН+ +С2Н5ОН+СО2+Н2
СН3СООН
Збудники першого типу бродіння зброджують вуглеводи з утворенням молочної кислоти.
Другий тип бродіння викликається кишковою паличкою (Escherichia coli), він складніший, тому при бродінні вуглеводів тут утворюються й інші сполуки: оцтова і янтарна кислоти, етиловий спирт, вуглекислота і водень. Це пов'язано з тим, що бактерії цього типу мають у складі клітин фермент карбоксилазу, а у гомоферментативних бактерій він відсутній.
|
|
|
Збудниками молочнокислого бродінняє усі молочнокислі бактерії – кулясті й паличкоподібні нерухомі, спор не утворюють, грампозитивні:
– Streptococcus lactis (молочний стрептокок) – для виробництва кислого молока (acillus acidophilus);
– Streptococcus cremoris–для виробництва сметани;
– Bact. bulgaricum (болгарська паличка)–для виробництва йогуртів
– Bact. casei (сирна паличка)–для виробництва кисломолочних сирів;
– Bact. acidophilum (ацидофільна паличка)–для виробництва ацидофільного молока, біопрепаратів у профілактиці і лікуванні шлунково-кишкових захворювань;
– Bact. Delbrueckii (дельбрюківська паличка)–для отримання молочної кислоти з цукру;
– Bact. cucumeris fermeutati та Bact. plantarum–для виготовлення житнього хліба. Вони є збудниками хвороб плодів і овочів.
|
|
|
|
5
Методика отримання накопичувальних культур молочнокислих бактерій:
1. Свіже молоко розлити в пробірки, наповнюючи їх на 2/3 об'єму|обсягу| і закрити|зачиняти| пробками|корками| (при використанні стерильного молока до нього додати|добавляти| кислого молока).
2. Пробірки помістити в термостат з|із| температурою 30-35°С|.
3. Після|потім| утворення|утворення| в молоці твердого згустку можна починати|розпочинати| дослідження і визначення молочної кислоти.
4. Для дослідження приготувати тимчасові або постійні препарати. У останньому випадку препарат висушити, зафіксувати на спиртівці або сумішшю спирту з|із| ефіром (1:1) і пофарбувати|фарбувати| метиленовою синню або карболовим фуксином.
5. Препарат розглянути|розглядувати| при великому збільшенні 15x40 або 15x90.
6. Замалювати молочнокислі бактерії: Streptococcus| lactis|, Lactobacillus| bulgaricus|, Lact|. plantarum|, Lact|. fermentum| і молочний гриб Oidium| lactis|.
7. Визначити молочну кислоту в кислому молоці якісною реакцією - отриманням|здобуття| оцтового|оцтового| альдегіду: кисле молоко відфільтрувати через паперовий фільтр. До 10 мл| фільтрату додати|добавляти| 1 мл| 10%-го| розчину сірчаної кислоти. Нагрівати до кипіння і додати|добавляти| по краплях|краплинах| 20%-ий| розчин марганцевокислого| калію. Молочна кислота майже вся переходить в оцтовий|оцтовий| альдегід, який виявляється на паперовому фільтрі, змоченому аміачним розчином азотнокислого срібла. При нагріванні колби оцтовий|оцтовий| альдегід випаровується, і при взаємодії з|із| аміачним розчином срібла, викликає|спричиняє| почорніння фільтрувального паперу.
Маслянокисле бродіння
Маслянокисле бродіння – це процес розкладу цукру на масляну кислоту, вуглекислий газ та водень у результаті життєдіяльності маслянокислих бактерій.
Маслянокисле бродіння вуглеводів є одним з етапів кругообігу вуглецю в природі. В анаеробних умовах здійснюється ферментативне розщеплювання вуглецьвмісних органічних сполук з утворенням масляної кислоти і АТФ.
Встановлено, що масляна кислота в невеликих концентраціях, разом з іншими органічними кислотами, що часто утворюються в ґрунті мікроорганізмами, є фізіологічно активною сполукою, яка стимулює ріст рослин.
Деякі види маслянокислих бактерій є азотфіксаторами, які поліпшують азотний режим ґрунтів. Інші використовуються в силосуванні кормів. Якщо в силосі накопичується велика кількість масляної кислоти при неправильній упаковці силосної маси, це призводить до зміни смакових якостей силосу і порушення травлення у тварин.
Збудники бродіння – маслянокислі бактерії – строгі (облігатні) анаероби, спорогенні, термофіли, рухливі, грампозитивні представники роду Clostridium (С. pasteurianum, С. acetobutylicum, C.butyricum, C.pectinovorum (рисунок 13). Характерними фізіологічними властивостями маслянокислих бактерій є здатність розкладати крохмаль до глюкози і відкладати в своїх клітинах гранульозу.
1 2
Рисунок 13 – Збудник маслянокислого бродіння Clostridium pasteurianum:
1 –вегетативні клітини, 2 - спорові клітини
Сумарне рівняння маслянокислого бродіння:
С6Н12О6 = С3Н7СООН + 2СО2 + Н2О + 15 ккал
У харчовій промисловості не використовують масляну кислоту, а замість її – ефіри масляної кислоти, які мають різні приємні запахи:
метиленовий етиловий аміловий
(яблучний запах) (грушевий запах) (ананасний запах)
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1139; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!