Аэробные процессы

Это процессы дыхания микроорганизмов, происходящие при обязательном участии кислорода. Большинство аэробных микроорганизмов окисляют органические вещества в процессе дыхания до углекислого газа и воды. Однако некоторые окисляют их частично, в результате чего в среде накапливаются не вполне окисленные органические соединения. Поскольку эти продукты окисления сходны с образующимися при брожениях, некоторые процессы неполного окисления условно называют окислительными брожениями.

1. Уксуснокислое брожение

Этот процесс был известен человеку в глубокой древности – в оставленном на воздухе вине или пиве через некоторое время появлялась легкая муть, а на поверхности – плотная пленка. При этом вино или пиво закисает и превращается в уксус.

Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями протекает в две стадии – сначала образуется уксусный альдегид, который далее окисляется в уксусную кислоту:

1стадия: 2СН₃СН₂ОН + О₂ 2СН₃СОН + 2Н₂0,

этиловый спирт уксусный

альдегид

2стадия: 2СН₃СОН + О₂ 2СН₃СООН

уксусная кислота

Суммарное уравнение имеет вид:

С₂Н₅ОН + О₂ СН₃СООН + Н₂0 + 487 кДж.

Уксуснокислые бактерии

(основные возбудители уксуснокислого брожения)

• слабоподвижные или неподвижные бесспоровые палочки,

• отличаются высокой степенью устойчивости к кислотам, некоторые способны проявлять жизнедеятельность при содержании в среде до 7-11% уксусной кислоты; нуждаются в питательных средах сложного состава;

• оптимальная температура их развития 30-35°С,

• строгие аэробы,

• В природе уксуснокислые бактерии обитают на листьях, цветах и плодах многих растений. Их можно обнаружить на пчелах и в созревающем меде, в почвах фруктовых садов и виноградников, в растительных соках, вине и пиве, молоке и кисломолочных продуктах.

Важными представителями этой группы являются:

• уксусная палочка, способная накапливать в среде до 6 % кислоты,

• орлеанская уксуснокислая палочка, накапливающая до 9,5 % кислоты,

• палочка Шютценбаха, которая образует сплошную поверхностную пленку и накапливает до 11,5 % уксусной кислоты.

Значение уксуснокислого брожения

• В настоящее время специализированные промышленные предприятия культивируют уксуснокислые бактерии с целью получения сорбозы как промежуточного соединения в синтезе витамина С;

• диоксиацетона, пищевого уксуса.

• В лабораторных условиях с помощью уксуснокислых бактерий получают некоторые редкие сахара и органические кислоты, необходимые для научных исследований.

• Самопроизвольное развитие уксуснокислых бактерий в продуктах (вине, пиве, безалкогольных напитках и др.) приводит к их порче (прокисанию, помутнению, ослизнению).

Лимоннокислое брожение

Лимоннокислое брожение – это процесс окисления сахаров до лимонной кислоты в результате жизнедеятельности плесневых грибов.

В 1891 г. немецкий ученый Вемер установил способность плесневых грибов продуцировать органические кислоты. А благодаря работам Бутковича, Костычева, а также их учеников в нашей стране в начале 30-х гг. было создано микробиологическое производство лимонной кислоты с помощью плесневого гриба Aspergillus niger. Последние два десятилетия в качестве продуцентов все шире применяются экспериментально полученные мутантные штаммы плесневых грибов, отличающиеся от природных рядом положительных свойств, в первую очередь более высоким выходом целевого продукта.