Аэробные окислительные процессы (уксуснокислое и лимоннокислое): возбудители, условия жизнедеятельности, применение. Гниение: сущность, характеристика микробов возбудителей. Роль гниения в природе,

Учебные материалы по биологии / Микробиология пищевых продуктов. Санитарный режим предприятий общественного питания. Процесс пищеварения / Аэробные окислительные процессы (уксуснокислое и лимоннокислое): возбудители, условия жизнедеятельности, применение. Гниение: сущность, характеристика микробов возбудителей. Роль гниения в природе,

Страница 1

Это процессы дыхания микроорганизмов, происходящие при обязательном участии кислорода. Брожениями они называются лишь условно за сходство с истинными брожениями, заключающимися в том, что среди продуктов жизнедеятельности бактерий, вызывающих эти процессы, обязательно образуются органические сложные вещества, имеющие запас энергии. Некоторые из этих веществ находят применение в пищевой промышленности и технике - уксусная, лимонная кислоты и др. При естественном течении этих процессов без регулирующего участия человека субстрат может подвергаться дальнейшему глубокому окислению, вплоть до образования углекислого газа, воды, т. е. может происходить полная минерализация. Чтобы избежать этого, при практическом использовании процессы аэробного дыхания приходится искусственно прерывать.

Уксуснокислое брожение

Уксуснокислое брожение представляет собой процесс превращения этилового спирта при участии кислорода в уксусную кислоту. Брожение является важным в хозяйственном отношении, так как позволяет получать в больших количествах из доступных субстратов уксусную кислоту - вещество, широко используемое в пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.

Такое брожение было известно ещё в глубокой древности. В оставленном на воздухе сосуде с виноградным вином или пивом через день-два на поверхности напитков появлялась сероватая плёнка, они мутнели и прокисали.

Процесс уксуснокислого брожения протекает в два этапа. Сначала этиловый спирт окисляется до уксусного альдегида:

CH3CH2OH + O2 → 2CH3COH + 2H2O,

а затем уксусный альдегид в результате дальнейшего окисления превращается в уксусную кислоту:

СНзСОН + О2 → 2СНзСООН.

Результаты этих превращений могут быть выражены следующим суммарным уравнением:

СНзСН2ОН+ О2 → СНзСООН + Н2О + 740 кДж.

Возбудителем уксуснокислого брожения является уксусный гриб (Mycoderma aceti). Уксуснокислые бактерии представляют собой грамотрицательные, палочковидные, бесспоровые, строго аэробные организмы. Среди них есть подвижные и неподвижные бактерии. Они кислотоустойчивы, и некоторые могут развиваться при рН среды до 3,2.

Уксуснокислые бактерии имеют родовое название Acetobacter

В настоящее время описано около 20 видов этих бактерий, важнейшими из них являются: A. aceti, A. pasteurianum, А. огleanense, A. xylinum, A. schutzenbachii. Эти бактерии различаются размерами клеток, устойчивостью к спирту, способностью накапливать в среде большее или меньшее количество уксусной кислоты и другими признаками. Например, A aceti (уксусная палочка) накапливает в среде до 6% уксусной кислоты, A. orleanense (орлеанская уксусно-кислая) - до 9,5%, A schutzenbachii (палочка Шютценбаха) - до 11,5%, a A. xylinum - до 4,5%. A. aceti и A schutzenbachii выдерживают довольно высокую концентрацию спирта до 9-11%, a A. xylinum - лишь 5-7%.

Оптимальная температура роста для различных уксуснокислых бактерий 20-34°С. Некоторые из них способны синтезировать витамины В, В1, B2, однако многие сами нуждаются в витаминах и прежде всего в пантотеновой кислоте. Уксуснокислые бактерии часто встречаются в виде длинных нитей и многие образуют плёнки на поверхности субстрата. Например, для A. pasteurianum характерна плёнка сухая морщинистая, для A. Xylinum - мощная, хрящевидная. Некоторые бактерии сплошной плёнки не образуют, а дают только островки её на поверхности жидкости или «кольцо» около стенок сосуда. Появление плёнок связано с ослизнением клеточных оболочек.

Уксуснокислым бактериям свойственна изменчивость формы клеток. В неблагоприятных условиях развития бактерии приобретают необычную форму - толстые длинные нити, иногда раздутые, уродливые клетки.