Ингибирующее действие спирта — Условия развития и активности молочных бактерий вина

Активаторы и ингибиторы спиртового брожения

Факторы роста

В практике виноделия иногда нужно стимулировать брожение или наоборот, остановить его и создать условия, при которых забраживание было бы невозможным.

Известно, что брожение при низких температурах разрешает получить вина более высокого качества и более ароматичные, но брожение длится на несколько суток дольше, по сравнению с брожением при высшей температуре и является экономически неэффективным.

Достаточно важным является и приостановка брожения. Большие потери и осложнения возникают в случаях, когда появляются дрожжевые или микробиальные помутнения. Это особенно актуально при производстве и хранении малоспиртуозных и полусладких вин.

Активаторы брожения. Они еще называются «факторами роста» – это такие вещества, без которых невозможен синтез цитоплазмы, хотя они и не принимают участие в ее построении. Также к составу факторов роста относятся вещества, не являющиеся необходимыми для дрожжей, но при добавлении которых, ускоряется размножение дрожжей и брожение сусла.

Исследование факторов роста начались в начале XX ст. В состав этих веществ входят некоторые витамины и аминокислоты, некоторые другие вещества, а так же благоприятные условия для размножения и жизнедеятельности дрожжей.

Можно выделить несколько факторов, активизирующих спиртовое брожение:

1. Из витаминов – биотин, пантотеновая кислота (витамин Вх), тиамин (витамин В1), пиридоксин (витамин В6), мезоинозит в виде фитина – его кальций-магниевой соли и др.

Витаминов в винограде немного, но они являются биокатализаторами ферментов, способствующих усвоению других питательных веществ.

2. Из аминокислот – аргин, аланин, гистидин, фенилаланин, глютаминовая кислота.

Наибольшим эффектом ускорения брожения являются наиболее усвояемые минеральные формы азота (соли аммония, мочевины) и различные фосфорные соединения.

3. Активаторами брожения являются пировиноградная кислота, уксусный альдегид, препараты экстрактов дрожжей, взвешенные частички сусла.

4. Естественная аэрация сусла перед брожением так же способствует ускорению их размножения и развития.

5. Лучшей температурой для дрожжей является + 18…+25 оС.

На ряд ферментных реакций синтеза азотистых веществ, реакций декарбоксилирования и синтеза пантотеновой кислоты благоприятно сказывается биотин, не менее значим и пиродоксин. При отсутствии в сусле пиридоксина снижается скорость размножения дрожжей, снижается образование глицерина и янтарной кислоты. Тиамин влияет больше на скорость брожения, чем на размножение дрожжей. При отсутствии пантотеновой кислоты возрастает содержание вторичных продуктов брожения – 2,3-бутиленгликоля и уксусной кислоты.

В последнее время на отечественном рынке появился целый ряд препаратов, разрешающих ускорить брожение и накопление биомассы дрожжей. В основном, это препараты экстрактов дрожжей, полученные разными способами. Продуцентами являются такие грибы как Aspergillius, Botrytis, Penicillium.

Ингибиторы брожения. Известно, что интенсивность брожения со временем падает вследствие потребления дрожжами питательных веществ и благодаря накоплению продуктов брожения. Основное значение при этом имеет этиловый спирт. Высокие концентрации сахаров также имеют ингибирующее действие.

Согласно данным Делле, 1% об. спирта, находящегося в вине, имеет в 4,7 раза большее консервирующее действие, чем 1 % мас. сахара.

Существуют ингибиторы, производимые самыми дрожжами. Еще Лебедев в 1900 году отметил, что дрожжи образуют вещества, являющиеся токсичными для собственных клеток. Кох в 1953 году исследовал антибиотическую активность 145 штаммов дрожжей. Кроме того, в качестве ингибиторов было исследовано большое количество веществ, выделенных из грибов и бактерий. Это ботрицин, выделенный с Botrytis cinerea и ингибитор с Aspergillius niger, угнетающие дрожжи и слабо действующие на бактерии.

Учеными было исследовано действие веществ, входящих в состав винограда, или образованных в результате брожения. Среди них летучие кислоты, которые обладают ингибирующим действием. Риберо-Гайон установил, что уксусная кислота в концентрации 1 г/дм3 тормозит процесс размножения дрожжей. Уксусная и масляная кислоты приостанавливают размножение дрожжей. Эфирные масла винограда так же оказывают ингибирующее действие на дрожжи.

По аналогии с активаторами брожения можно выделить несколько групп веществ и факторов, ингибирующих, то есть временно затормаживающих жизнедеятельность винных дрожжей.

Дрожжи угнетаются присутствием различных ингибирующих веществ и неблагоприятными условиями окружающей среды.

1. Ингибиторы растительного природного происхождения накапливаются в сусле из винограда или вносятся из вне;

2. Замечено ингибирующее действие эфирных масел винограда;

3. Фенольные соединения. Рост и развитее дрожжей замедляет избыток красящих веществ, наличие фенолокислот, ароматических альдегидов;

4. Из растительных веществ в качестве ингибиторов дрожжей используют аллил-горчичное масло и препарат юглон, выделяемый из кожуры и листьев грецкого ореха. Их применяют вместе с серной кислотой, предупреждающей окислительные процессы. Ингибирующий эффект при этом возрастает.

5. На развитие дрожжей угнетающе действуют антибиотики, выделяемые грибом Botritis cinereae и Aspergillus niger, а так же полученные из других сред: ботрицитин, актидион, микостатин, неоцин В.

Интенсивность брожения сусла ослабевает вследствие накопления веществ, понижающих нормальную активность дрожжей. Так, дикие дрожжи – «сорняки брожения» отмирают при 5-6 % об спирта, обычные культурные дрожжи замедляют брожение, начиная с 10 % об и прекращают, при 14-15 % об. Только некоторые спиртоустойчивые расы вида Sacch. oviformis способны развиваться при концентрации спирта до 17-18 % об.

Высокое содержание сахаров так же угнетает дрожжи; при 76-80 г/100см3 сахаров дрожжи погибают за счет осмотического обезвоживания. Консервирующее действие спирта в 4,5 раза выше действия сахара. Поэтому их различное соотношение в пересчете на консервирующие единицы (КЕ) должно учитываться при определении биологической стабильности вин к дрожжевым помутнениям.

В виноделии в отдельную группу выделяют консервирующие вещества. Они, как правило, вредны для человека и применение их не желательно. Вещества с ингибирующими свойствами полезны для вина, а консерванты – нежелательны. Это лучше всего можно пояснить на примере сернистой кислоты. Как консервант, Н2SО3 для виноделия неприемлема. Можно приготовить сульфосусло с общим содержанием сернистой кислоты 1,5-2,0 г/дм3, но чтобы использовать его для вина, требуется провести дорогостоящую десульфитацию.

Н2SО3 является незаменимым антиоксидантом и одновременно прекрасным ингибирующим средством в тех минимальных дозах, которые безвредны для человека.

Малопригодна с гигиенической точки зрения широко известная сорбиновая кислота, так как она является хорошим консервантом для винных дрожжей. В то же время она слабоэффективна для подавления уксусно-кислых и молочно-кислых бактерий.

Консервирующее действие сорбиновой кислоты на дрожжи сильнее, чем сернистой кислоты. Сорбиновая кислота совсем не действует на уксуснокислые и яблочно-молочные бактерии. Ингибирующее действие сорбиновой кислоты увеличивается с понижением рН. Сорбиновая кислота разрешена к использованию во многих странах, среди которых Франция, Германия, Швейцария, Польша, США и др., причем в дозах больших, чем разрешено в нашей стране. Применение химических консервантов для остановки и предупреждения брожения нежелательно из гигиенических соображений.

Статья по теме:   Ажурный - виноград

Условия развития и активности молочных бактерий вина

Содержание материала

СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТА БАКТЕРИЙ

Бактериальная популяция определяется двумя параметрами: микробиальной плотностью, т. е. массой клеток на единицу объема, и клеточной концентрацией, т. е. числом клеток на единицу объема. Возрастание этих двух параметров отражает рост бактерий. Масса клеток выражает массу синтезированного органического вещества, концентрация — число клеточных делений. В гл. 7 было показано на примере дрожжей, что для роста микроорганизмов необходимо сочетание определенного числа факторов и условий.
Понятие «ограничивающий фактор» было определено в гл. 7, как любой фактор, отсутствие или недостаток которого влекут за собой остановку роста. Определены также различные фазы роста: скрытое состояние, ускоренное развитие, экспоненциальная или логарифмическая фаза, замедление, устойчивая фаза и отмирание (см. рис. 7.1).

Подсчет общего количества клеток и числа живых клеток

Для исследования размножения и активности молочнокислых бактерий можно использовать способы, аналогичные тем, какие применяют в отношении дрожжей. Метод прямого подсчета клеток с помощью гематиметра Маласеза может также применяться к бактериям, используя увеличение в 600 раз; подсчет стрептококков или стрептобацилл остается приблизительным, так как невозможно подсчитать элементы цепочек; в зависимости от их длины результаты могут иметь большие расхождения. Кроме того, можно определять число бактерий по отношению к дрожжам, которые легче поддаются подсчету, например, в молодом вине.
Камера счетчика клеток Салумбини разделена на 400 маленьких квадрат- ных чашечек глубиной 0,04 мм и площадью 0,0025 мм2, т. е. объемом 1/10 000 мм 3 каждая. Бактериальная суспензия фиксируется на формальдегиде и окрашивается метиленовой синью; через 5 мин покоя суспензию рассматривают под микроскопом. Трудности представляют наводка на фокус и определение местонахождения бактерий., Наряду с другими исследованиями авторы отказались от метода прямого подсчета и предпочли способ, основанный на нефелометрических измерениях с эталонированием по массе.
Известно отношение между мутностью бактериальных суспензий и сухой массой бактерий; однако форма, в зависимости от того, кокки это или бациллы, и величина клеток могут исказить истинную картину. При очень тщательной работе в одних и тех же условиях среды, окраски и т. д. помутнение, измеренное нефелометром, можно выразить в сухой массе бактерий, находящихся в состоянии суспензии, в соответствии с заранее построенным графиком (Меламед, 1962). Для удобства работы можно использовать одну и ту же кривую для всех бактерий, хотя и существуют расхождения (в среднем около 10%) между бактериями различной формы. На рис. 12.1 представлена кривая среднего типа. В табл. 12.1 приведены отношения между массой бактерий и числом клеток для двух молочнокислых бацилл; в табл. 12.2 показано влияние формы и величины бактерий на определение методом нефелометрии.

Рис. 12.1. Калибровочная кривая зависимости между сухой массой бактерий молочнокислого брожения в суспензии и оптической плотностью, определенной прямым отсчетом на шкале нефелометра.

Число живых бактерий определяют путем подсчета на чашках Петри. Этот способ труднее реализовать, и он менее точен, чем при работе с дрожжами. Он позволяет приближенно вычислять «жизнеспособность» культур, но не может быть мерой их реального роста. Размножаются не все живые клетки, а некоторые колонии могут возникнуть из групп клеток. Такой метод, который позволил, например, следить за поведением молочнокислых бактерий, введенных в вино, дает лишь сравнительные результаты. Когда живые бактерии находятся в большом объеме жидкости (например, в осветленных винах), предпочтительно использовать фильтрующие мембраны; нужно, чтобы состав питательной среды, на которую помещают мембрану, подходил для развития молочнокислых бактерий вина; работу проводят в атмосфере углекислого газа (Пейно и Сапис-Домерк, 1972).

Эволюция молочнокислых брожений

За развитием культуры можно также следить путем периодического определения одного из поглощаемых или образуемых элементов. В случае молочнокислого сбраживания сахаров определяют молочную кислоту или, что проще, увеличение общей кислотности. При яблочно-молочном брожении вина можно проследить исчезновение яблочной кислоты, применяя хроматографию или количественный микробиологический, или энзиматический анализ; можно, наконец, определять количество углекислого газа манометрическим методом или применением специального электрода (Лонво, 1975).

Отношение между мутностью бактериальной суспензии и формой и величиной клеток

Приблизительные размеры, мкм

Масса бактерий (в мг/л), вызывающих одно и ТО же значение помутнения (75 делений нефелометра)

Таблица 12.1
Отношение между массой молочнокислых бактерий Lactobacillus hilgardii и числом клеток

Число клеток на 1 см*

Влажная масса,* мг/л

Число клеток на 1 мг влажной массы

Сухая масса, мг/л

Число клеток на 1 мг сухой массы

Штамм ВС 2 Штамм ВZ 14

Масса остатка от центрифугирования, после обезвоживания.
Таблица 12.2


Рис. 12.2. Эволюция роста бактерий, определенная:
а — по сухой массе бактерий, образовавшихся во время молочнокислого сбраживания сахаров; б — по увеличению кислотности во время молочнокислого сбраживания сахаров: 1 — Реdiococcus cerevisiae; 2 — Leuconostoc oinos A+; 3 — Lactobacillus casei; 4 — Lactobacillus hilgardii.

При изучении молочнокислого брожения полной содержащей сахар питательной среды (разбавленное виноградное сусло, обогащенное 5 г/л дрожжевого экстракта и доведенного до рН 4,4), засеянной бактериями, выделенными из вина, в количестве от 30 000 до 50 000 на 1 см 3 при температуре 25° С (рис. 12.2), можно сделать следующие замечания:
а) помутнение, которое можно измерить, проявляется через 24—48 ч после засева; при прочих равных условиях скрытая фаза более продолжительна у кокков; гетеро- или гомоферментативный характер бактерий не оказывает на этот фактор никакого влияния;
б) максимальной численности популяция достигает у молочнокислых бацилл через 4 дня, у кокков за 8— 12 дней;

Рис. 12.3. Схема эволюции роста бактерий и яблочно-молочиого брожения при виноделии по красному.
в) урожаи бактерий выше у гетероферментативных видов; массовые значения образующихся гетероферментативных бацилл в 2 раза больше, чем у гомоферментативных бацилл;
г) образование кислотности начинается не сразу; жидкость непрозрачна, в то время как еще не образовалась .концентрация кислотности, достаточная для количественного определения;
д) образование кислотности происходит интенсивно после того, как популяция. достигнет стационарной фазы; кислотность может удвоиться, начиная с момента, когда констатируют максимальный рост бактерий. По истечении 20 дней подкисление все еще продолжается. Не отмечается параллелизма, который существует, например, между спиртовым брожением и размножением дрожжей. Бактерии растут быстрее, чем дрожжи, но имеется расхождение, разрыв между образованием молочной кислоты и ростом;
е) максимальные значения образующейся кислотности у различных бактерий мало различаются .между собой, во всяком случае, они менее изменчивы, чем максимальные значения массы бактерий.
Когда анализируют процесс спонтанного роста бактерий с момента начала переработки винограда посредством указанных выше количественных способов, обычно различают два последовательных цикла роста, которые схематически отражены на рис. 12.3. Первый начинается в первые часы брожения на мезге и протекает параллельно с развитием дрожжей; размножение бактерий прекращается с образованием спирта, и популяция бактерий претерпевает очень сильное уменьшение. Число живых клеток, остающихся в новом вине после спиртового брожения, может сильно колебаться. Веч (1973) сообщает, что у швейцарских вин это число колеблется от 100 до 80 000 на 1 см 3 ; 2/3 вин имеют свыше 10000 живых бактерий на 1 см 3 . Следующий за этим латентный период является более или менее длительным. В отдельных редких случаях могут быть совмещения по времени спиртового и яблочно-молочного -брожения, что нежелательно; чаще всего латентный период длится несколько дней или несколько недель, если при этом выступает какой-либо ограничивающий фактор (сернистый -ангидрид, неблагоприятная темпера- тура); скрытый период может продолжаться в течение нескольких месяцев.
После этой фазы размножение возобновляется и вызывает сбраживание яблочной кислоты. На первой стадии образование молочной кислоты идет слабо. Яблочно-молочное брожение проявляется некоторой задержкой размножения клеток. Разложение яблочной кислоты начинается только тогда, когда рост достигает логарифмической фазы; оно продолжается во время стационарной фазы и даже в фазе замедления. Когда популяция слаба, яблочная кислота не расходуется. Похоже, что численность популяции должна превзойти 1 млн. клеток на 1 см 3 , чтобы яблочно-молочное брожение действительно началось. Фактически речь идет не о настоящем брожении, поскольку оно не является источником энергии.

Статья по теме:   Сорт винограда Грочанка


Рис. 12.4. Приспособление, позволяющее экспериментально обнаружить начало яблочно-молочного брожения благодаря образующемуся пузырьку углекислого газа.

Затем после исчезновения яблочной кислоты популяция уменьшается более или менее быстро, и наконец в вине остается популяция живых клеток, численность которой зависит от их рН, степени сульфитации, способов осветления (Мартиньер и сотрудники, 1974).
Чтобы проследить эволюцию яблочно-молочного брожения, в лабораторных условиях было использовано следующее приспособление. Засеянную питательную среду или вина, подлежащие исследованию, помещали в колбы вместимостью 100 или 200 см 3 с длинной тонкой калиброванной шейкой. Их наполняют до калибровочной метки и закрывают толстым слоем смеси, состоящей на 2/3 из парафина и на 1/3 из парафинового масла, которую сжижают легким нагреванием. Затем колбы ставят в термостат при 25° С. При этой температуре смесь затвердевает и сохраняет консистенцию пасты. Такое приспособление позволяет наблюдать пузырек углекислого газа, образующийся под парафиновой пробкой, и фиксировать его объемы, которые заставляют пробку подниматься вверх по горловине колбы (рис. 12.4). Исследуемые среды предварительно очищают от углекислого газа путем взбалтывания под вакуумом. Затем во избежание вмешательства дрожжей в вино вводят актидион из расчета от 2 до 5 мг/л. Система обтюрации действует надежно только при температуре 25° С.
Этот способ особенно чувствителен для определения момента начала яблочно-молочного брожения и позволяет быстро делать большое число сравнений. Этот способ применим и тогда, когда хотят оценить шансы еще кислого вина подвергнуться спонтанному яблочно-молочному брожению; для этого образец шина, помещенный в такую колбу, ставят в термостат и следят за появлением первого пузырька под парафином. Следует подтвердить аналитически исчезновение яблочной кислоты и титруемой кислотности, так как образование углекислого газа даже без участия дрожжей, нельзя рассматривать как явление специфическое для яблочно-молочного брожения.
Чтобы точнее проследить этот феномен, можно использовать углекислотный электрод, который позволяет количественно определять углекислый газ, растворенный в жидкости (Лонво и Риберо-Гайон, 1973); углекислый газ диффундирует через тефлоновую мембрану в электролит, вызывая изменение рН, которое регистрируется. Эти авторы воспользовались аппаратом, созданным для количественного анализа углекислого газа в крови; результаты, выраженные в величинах парциального давления, могут быть представлены в виде концентрации на 1 л.

Молочнокислые бактерии: виды, классификация, значение

Молочнокислые бактерии известны благодаря способности перерабатывать сахар в молочную кислоту. Этот процесс издавна применялся людьми для консервации продуктов питания, приготовления кормов, изготовления разнообразных молочных продуктов, вина.

Характеристика бактерий

Молочнокислые бактерии являются грамположительными анаэробами. Это означает, что для окислительных процессов и обмена веществ им не требуется кислород. Молочнокислые бактерии относятся к группе (семейству) Lactobacillaceae, которое включает в себя:

  • подсемейство Lactobacilleae (включает род Lactobacillus);
  • подсемейство Streptococceae (включает роды Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus).

Первые два рода наиболее значимы для человека и его хозяйственной деятельности. Несмотря на близкое родство, представителей отряда Lactobacillales наподобие пневмонийных стрептококков обычно не относят к группе молочнокислых бактерий. А полезные бифидобактерии или микробы из рода Bacillus, являющиеся спорообразующими аэробами, иногда причисляют к группе лактобактерий из-за сходства в углеводном обмене и их роли в пищевой промышленности.

Классификация

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. По характеру выделяемых продуктов брожения их разделяют на две группы.

  • Гомоферментативные. В результате сбраживания углеводов выделяется в основном молочная кислота. В малых количествах процессу сопутствуют янтарная и фумаровая кислоты, углекислый газ и этанол.
  • Гетероферментативные также образуют в результате разложения углеводов молочную кислоту. Наравне с этим примерно половину сахаров они используют на производство уксусной кислоты, диоксида углерода и этанола.

Классификация по форме затруднена, поскольку молочнокислые бактерии относятся к группе изменчивых микроорганизмов. Форма микробной клетки зависит от возраста бактерии, химической среды и условий обитания. Для определения вида лактобактериям создают конкретные условия, используют стандартную среду и проводят исследование культуры в определенном возрасте. Также оценивают тип сбраживания углеводов, потребность в источниках питания, оптическое вращение молекулы молочной кислоты.

Стрептококки

Виды рода Streptococcus по типу брожения относятся к гомоферментативным. При сбраживании более 90% исходных сахаров они превращают в молочную кислоту и лишь малое их количество — в уксусную кислоту и спирт. Наиболее известными представителями являются культуры:

  • Str. lactis.
  • Str. citrovorus.
  • Str. diacetilactis.
  • Str. paracitrovorus.
  • Str. thermophilus.
  • Str. cremoris.
  • Str. liquefaciens.

Лактобациллы

В молочной промышленности лактобациллами называют молочнокислые палочки. Они сквашивают молоко намного быстрее, чем кокковые формы, достигая более низких значений рН (около 3,5). Оптимальное развитие лактобациллы показывают в условиях кислой среды с пониженным содержанием кислорода. В природе эти бактерии обитают на поверхности растений, выделяются из слюны и пищеварительного тракта человека и животных.

Отмечено, что стерильно выдоенное молоко не содержит молочнокислых палочек – они поступают в него из внешней среды. Лактобациллы выдерживают кратковременную пастеризацию, но погибают при высоких температурах стерилизации. Поэтому в пастеризованном молоке молочнокислые бактерии значительно снижены, но все-таки присутствуют. Самые распространенные представители рода Lactobacterium:

  • L. bulgaricum.
  • L. casei.
  • L. plantarum.
  • L. acidophilum.
  • L. brevis.

Основные свойства

Кокковые формы лактобацилл имеют диаметр 0,6 – 1,1 мкм. В культуре кокки расположены одиночно, сдвоенно или цепочками различной длины. Палочки очень вариабельны по форме: от шаровидных до нитевидных форм длиной от 0,7 до 8,0 мкм, одиночные или в цепочках. На морфологию клеток значительно влияет химический состав среды обитания. Молочнокислые бактерии, фото которых представлено ниже, выделены из йогуртовой закваски.

Размножаются лактобактерии в основном делением, описаны случаи перешнуровывания клетки и размножения с помощью гонидий. Доказано наличие фильтрующихся форм и процесса спорообразования.

Где обитают молочнокислые бактерии

Лактобактерии не могут самостоятельно синтезировать аминокислоты и некоторые витамины. По этой причине их нет ни в почве, ни в воде. В естественных условиях их выделяют из содержимого кишечника человека и животных, с поверхности растений. Оптимальной средой для жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молоко и молочные продукты.

Источники питания для лактобактерий — это моно- и дисахариды. Некоторые разновидности сбраживают полисахариды, например, декстрозу. Также в качестве источника энергии эти микроорганизмы при определенных условиях используют органические кислоты: яблочную, уксусную, пировиноградную, муравьиную, фумаровую и лимонную. При отсутствии углеродсодержащих субстратов для питания могут перерабатывать аминокислоты.

Молочнокислые бактерии не способны к синтезу органического азота, поэтому требовательны к его содержанию в питательной среде. Также нуждаются они в витаминах, особенно в пуриновых основаниях: биотине, тиамине, пантотеновой, фолиевой кислотах. Все формы лактобацилл устойчивы к повышенной концентрации спирта. При этом они медленнее размножаются, но дольше живут. Так, в осветленных винах молочнокислые бактерии сохраняются до 7 месяцев.

Микроб является мезофильным, реже термофильным. Оптимальная температура для жизнедеятельности составляет + 25 °С. + 30 °С. При + 15 °С брожение значительно замедляется, а при + 45 °С лактобациллы перестают размножаться. Среда обитания молочнокислых бактерий может быть как кислородной, так и без доступа воздуха. Кислород им не нужен, в большинстве случаев он угнетает развитие микробов и препятствует нормальному процессу брожения.

Молочнокислое брожение

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного окисления углеводов, при котором выделяется молочная кислота. В результате молочнокислого брожения бактерии получают энергию, реализуемую для роста и размножения в безкислородных условиях. При этом лактобактерии снижают рН до значений ниже 5, подавляя рост других микроорганизмов.

Гетероферментативное брожение – более сложный процесс. В зависимости от условий и микробной культуры из углеводов образуется различное сочетание молочной и уксусной кислоты с выделением диоксида углерода и этанола.

Молочнокислое брожение в чистом виде применяют в химической промышленности для получения молочной кислоты. Ее широко используют для выделки кожи, в красильном производстве, в фармацевтике, при изготовлении пластмассы и стиральных порошков. В пищевой промышленности молочная кислота требуется для производства кондитерских изделий и безалкогольных напитков.

Не всегда молочнокислое брожение полезно для человеческой деятельности. Самопроизвольно возникающий процесс, начинающийся в молоке, вине, безалкогольных напитках, приводит к порче продуктов. Органолептически это выражается в прокисании, помутнении и ослизнении субстрата.

Пищевая промышленность и лактобактерии

Для производства и консервации различных продуктов широко используются молочнокислые бактерии. Значение их особенно велико в молочном деле.

Для получения молочнокислых продуктов стерилизованное молоко или сливки сквашивают путем внесения чистых культур. Они носят название «стартовых заквасок». В зависимости от типа закваски получают разные продукты.

Для производства кефира и кумыса применяют культуры, которые, кроме молочнокислого, обеспечивают и спиртовое брожение. Закваску готовят на основе кефирных зерен, являющихся источником обширного сообщества еще до конца не изученных микроорганизмов (молочнокислые палочки и стрептококки, микрококки и дрожжи).

В процессе изготовления сыров молочнокислые бактерии работают на первом этапе, обеспечивая сворачивание казеина, затем их сменяют пропионовокислые микроорганизмы.

Для получения кисломолочного масла в сливки вносят культуру Str. lactis, Str. cremoris и Leuconostoc cremoris. При добавлении в гомогенезированное молоко L. bulgaricus и Str. thermophilus получают йогурт.

В производстве творога и сыров немецкой группы в молоко вносят закваски, содержащие Str. lactis или L. bulgaricus и Str. thermophilus. А для изготовления твердых сыров на стадии созревания используют культуру L. casei и Str. lactis.

При производстве вин широко применяют три рода лактобактерий: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основном это гетероферментативные кокки, обеспечивающие брожение по яблочно-молочному типу в высококислотных винах. При этом они сбраживают яблочную кислоту и не затрагивают другие химические компоненты вина. Лактобактерии могут испортить напиток, вызвав молочнокислое брожение. В результате появляются такие пороки вина, как прогоркание, ожирение, разложение винной кислоты.

В хлебе обнаруживают около 70 вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 11 спиртов, 28 карбонильных соединений, 6 эфиров, метилмеркаптан и аммиак. Молочнокислые бактерии принимают участие в образовании большинства из них. Наибольшее значение лактобациллы имеют для производства ржаного хлеба. Закваска придает тесту упругость, разрыхляет его и способствует подъему. Кислотность теста – важный показатель качества. При производстве пшеничного хлеба лактобактерии играют незначительную роль, в основном процесс зависит от дрожжевых культур. Основными составляющими молочнокислых заквасок для подготовки теста являются L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении салями и сервелата, других колбасных изделий, при созревании рыбы слабого посола. Молочная кислота ускоряет процесс консервирования и придает продуктам ценные вкусовые качества.

  • Биологическое консервирование овощей и фруктов.

Заготовки проводятся по тому же принципу, что и силосование корма. Углеводы растений под воздействием молочнокислых бактерий превращаются в молочную и уксусную кислоты, которые являются прекрасными консервантами.

Роль в сельском хозяйстве

Силосование корма – это лучший способ заготовки и сохранения зеленой массы. Для создания необходимых условий исходное сырье (траву, зеленую массу кукурузы, ботву) укладывают в специальные силосные ямы, тщательно утрамбовывают и накрывают слоем земли. При этом создаются условия, в которых основная часть микробов погибает, а молочнокислые бактерии перерабатывают углеводы растений до тех пор, пока концентрация молочной кислоты не составит 60 % и более, а кислотность силоса не достигнет рН 4.5. Кроме молочной, в силосе накапливается и уксусная кислота. Для завершения процесса требуется около одного месяца.

Микрофлора в кишечнике человека

В кишечном тракте человека обитает множество молочнокислых микроорганизмов, называемых лакто- и бифидобактериями. Продукт их метаболизма — молочная кислота — обладает рядом положительных моментов.

  • Стимулирует перистальтику кишечника.
  • Уменьшает газообразование.
  • Стимулирует выделение пищеварительных соков.
  • Улучшает усвояемость кальция, фосфора и железа.

Кроме того, лактобактерии обладают способностью противостоять различным патогенным микробам. За счет выработки биологически активных веществ (органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины) происходит вытеснение опасных для деятельности кишечника микроорганизмов. Если в содержимом химуса молочнокислые бактерии снижены по количеству, то их место занимает условно-патогенная микрофлора. На основе выделенных из кишечника человека и животных штаммов разработаны лекарства, улучшающие состояние больного при многих инфекциях.

Что такое пробиотики

Еще в начале XX века знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников провел ряд экспериментов по восстановлению микрофлоры кишечного тракта человека с помощью культуры молочнокислой палочки L. bulgaricus. В результате исследований Мечников разработал первый пробиотик – «мечниковскую простоквашу», которую в течение многих лет употреблял сам, назначал пациентам и рекомендовал пить всем знакомым.

В настоящее время пробиотики – класс лекарственных препаратов, направленный на восстановление естественной среды организма. Многолетние изучения доказали эффективность применения пробиотиков (в том числе и лактобактерий) в различных клинических случаях.

  • При синдроме раздраженного кишечника регулярный прием молочнокислых культур избавляет от запоров и уменьшает время прохождения пищи по кишечнику.
  • Лактобактерии обладают иммуностимулирующим действием. Они способствуют выработке в кишечнике антител, цитокинов, интерферона и повышают активность фагоцитов.
  • Через регуляцию иммунного ответа снижают интенсивность аллергических реакций, в том числе на антибиотики.
  • Профилактируют возникновение респираторных заболеваний и диарей вирусного происхождения в зимние месяцы.
  • Снижают уровень «вредного» холестерина в крови, улучшают метаболизм в печени.

Молочнокислые пробиотические бактерии широко применяются в медицине для профилактики и лечения острых и хронических заболеваний кишечника, дыхательных путей, для восстановления кишечной микрофлоры и стимуляции иммунитета. Принимать культуры пробиотиков можно как в виде таблеток и порошков, так и в натуральном виде (кефир, простокваша, ацидофильное молоко, йогурты и другие продукты молочной промышленности).

Источники:

http://vinograd-vino.ru/protsessy-proiskhodyashchie-pri-izgotovlenii-vina/225-aktivatory-i-ingibitory-spirtovogo-brozheniya.html
http://vinograd.info/knigi/teoriya-i-praktika-vinodeliya/usloviya-razvitiya-i-aktivnosti-molochnyh-bakteriy-vina.html
http://www.syl.ru/article/170527/new_molochnokislyie-bakterii-vidyi-klassifikatsiya-znachenie

Ссылка на основную публикацию

Adblock
detector