2. Маслянокисле бродіння

Розклад вуглеводів мікробами з утворенням масляної кислоти та інших продуктів дістав назву маслянокислого бродіння.

Типовими збудниками цього виду бродіння є маслянокислі бактерії, які належать до роду Clostridium. Ці палички з перетрихальним розміщенням джгутиків у молодому віці є дуже рухливими. З розвитком вони втрачають джгутики, набувають веретеноподібної форми (завдяки клостридіальному розміщенню спор) і нагромаджують у клітинах гранульозу, яка з йодом дає синє забарвлення.

Маслянокислі бактерії — облігатні анаероби, спороносні, хемоорганотрофи, дуже чутливі до кислотності середовища (для них оптимальна величина рН = 7-7,3). Вони зброджують вуглеводи за такою схемою:

4С₆Н₁₂О₆ →ЗСН₃СН₂СН₂СООН + СН₃СООН + 8С0₂ + 8Н₂.

Деякі види маслянокислих бактерій мають здатність утворювати фізіологічно активні речовини, а інші — фіксувати молекулярний азот атмосфери. За характером утворення переважної більшості тієї чи іншої речовини серед кінцевих продуктів, маслянокисле бродіння поділяють на такі види: справжнє; ацетонобутилове; бродіння пектинових речовин; анаеробний розклад клітковини.

Маслянокисле бродіння має дуже важливе значення, оскільки його збудники беруть безпосередню участь у процесах мінералізації органічних решток у грунті, фіксують азот повітря, використовуються в промисловості для виробництва масляної кислоти. Проте маслянокисле бродіння може завдавати й значної шкоди, зумовлюючи зашивання картоплі, овочів і фруктів, силосу, псування сиру, масла, консервів тощо.

Матеріали та обладнання: 1) мікроскопи; 2) предметні та накривні скельця; 3) електроплитка; 4) конічні колбочки (100 мл); 5) такі ж прилади, як і при вивченні спиртового бродіння; 6) великі пробірки; 7) картопля; 8) крейда; 9) солод; 10) горох; 11) сахароза; 12) розчин Люголя.

Проведення роботи. В конічну колбу об'ємом 250 мл вносять 5 г солоду, 1 г крейди і наливають 5 %-й розчин сахарози до 3/4 об'єму колби. Перемішують і підігрівають до кипіння. Потім у колбу доливають гарячої води (майже до самого верху) і кип'ятять 5 хв. У киплячу суміш вносять грудочку грунту або насіння гороху, щоб заразити середовище спорами маслянокислих бактерій. Після цього колбу охолоджують і закривають пробкою з відвідною трубкою, нижній кінець якої занурюють у посудину з водою (див. прилад для вивчення спиртового бродіння). Прилад розміщують у термостаті при температурі 28—35 °С на 6—7 днів. Одержану культуру досліджують.

Найчастіше маслянокисле бродіння вивчають на картоплі. Сирі неочищені бульби картоплі подрібнюють на маленькі шматочки і вміщують їх у пробірки (до 1/3 об'єму). Додають трохи крейди і наливають водогінної води до 2/3 об'єму пробірки. Для пастеризації пробірки витримують на водяній бані при температурі 80 °С 10 хв. Закорковують їх і ставлять у термостат при температурі 25 °С на 2—3 дні. В результаті бурхливого виділення газу внаслідок бродіння картопля спливає.

Після закінчення бродіння з культуральної рідини виготовляють препарати та вивчають їх під мікроскопом. Якщо при виготовленні препаратів додати ще й розчин Люголя, то в полі зору під мікроскопом добре видно забарвлені в синій колір клітини веретеноподібної форми. Це бактерії маслянокислого бродіння — Clostridium pasteurianum, Clostridium butyricum, Clostridium butylicum та інші (рис.6.1).

Рис. 6.1

Маслянокислі бактерії (Clostridium pasteurianum)

2.1. Визначення масляної кислоти. В пробірку наливають 5 мл бродильної рідини, додають 0,5 мл 96 %-го етилового спирту і 2 мл концентрованої сірчаної кислоти. Суміш нагрівають. При цьому з'являється характерний запах масляноетилового ефіру, що нагадує запах ананаса. Реакція відбувається за таким рівнянням:

СН₃СН₂СН₂СООН + СН₃СН₂ОН → СН₃СН₂СН₂СООС₂Н₅ + Н₂0.

Як і при спиртовому бродінні, вуглекислий газ виявляють за допомогою баритової або вапняної води.

Запитання до лабораторної роботи 6

1. Збудники спиртового бродіння, хімізм бродіння.

2. Механізм спиртового бродіння.

3. Визначення наявності етилового спирту в бродильному субстраті.

4. Мікроскопічне вивчення дріжджів.

5. Які мікроорганізми спричиняють маслянокисле бродіння?

6. Схема зброження вуглеводів при маслянокислому бродінні.

7. Механізм проведення маслянокислого бродіння.

8. Визначення масляної кислоти.