Пропіоновокисле бродіння

Пропіоновокисле бродіння складається з перетворення моносахаридів або молочної кислоти чи її солей в пропіонову і оцтову кислоти з утворенням вуглекислого газу і води:

3 С₆Н₁₂О_{6 →} 4 СН₃ –СН₂ –СООН +2 СН ₃СООН + 2СО₂+ 2 Н ₂О

гексоди пропіонова кислота оцтова кислота

СН₃ –СН –СООН → 2 СН₃- СН₂ –СООН +СН₃ СООН + 2 СО₂+ 2 Н₂О

↓

ОН

Молочна кислота пропіонова оцтова

кислота кислота

Пропіоновокислі бактерії є більш суворі анаероби, ніж молочнокислі бактерії. На живильних субстратах вони розвиваються повільно. Оптимальна температура розвитку від 14 до 35 ⁰С. Вони здатні накопичувати до 1,5 % кислоти. Усі пропіоновокислі бактерії являють собою короткі нерухомі палички, не здатні до утворення спор.

Пропіоновокислі бактерії подібні за властивостями до молочнокислих бактерій і часто розвиваються сумісно з ними. Вони доволі вимогливі до живильних субстратів, більшість з них припиняє розвинення за рН середовища нижче 5 – 4,5.

Ці бактерії здатні зброджувати також піровиноградну кислоту, гліцерин і деякі інші речовини. Вони розщеплюють амінокислоти (дезамінують їх), утворюючи карбонові кислоти.

Пропіоновокисле бродіння є одним з важливих процесів технології виробництва сиру. Вуглекислий газ, що повільно утворюється бактеріями, формує характерний рисунок сиру, а органічні кислоти – надають специфічний гострий смак і запах.

Деякі пропіоновокислі бактерії здатні продукувати значну кількість вітаміну В₁₂, завдяки чому їх використовують для одержання його у промислових кількостях, інші застосовуються для одержання самої пропіонової кислоти.

Маслянокисле бродіння

Маслянокисле бродіння – це складний процес перетворення моносахаридів маслянокислими бактеріями за анаеробних умов з утворенням масляної кислоти, вуглекислого газу і водню за рівнянням :

С₆Н ₁₂О₆ → СН₃-СН₂ –СН ₂ СН ₂ –СООН + 2СО₂+ 2 Н₂

Глюкоза масляна кислота

Окрім основних продуктів бродіння утворюється невелика кількість побічних: бутиловий спирт, ацетон, етиловий спирт і оцтова кислота.

Збудниками бродіння є маслянокислі бактерії – доволі великі, рухомі, спороутворюючі палички. Спори досить термостійкі, витримують кип’ятіння протягом кількох хвилин. Характерною особливістю цих бактерій є наявність у клітинах крохмалеподібної речовини – гранульози. Бактерії здатні розмножуватися лише за анаеробними умовами, оптимальна температура розвитку 30-40⁰ С. Вони чутливі до кислотності середовища, оптимум полягає у межі рН 6,9- 7,3, за рН нижче 4,9 розвиток припиняється.

Багато маслянокислих бактерій здатні зброджувати не лише моносахариди, а більш складні вуглеводи, наприклад, декстрини, крохмаль, пектинові речовини, а також гліцерин і солі молочної кислоти. У відношенні до джерел азотистого живлення ці бактерії не дуже вимогливі: здатні засвоювати азот як з білкових речовин, так і з амонійних з’єднань і навіть із повітря.

Маслянокислі бактерії широко розповсюджені в природі. Постійним місцем існування їх є ґрунт, мул у водоймах, скупчення рослинних залишків. Зустрічаються вони й на харчових продуктах.

У природі маслянокисле бродіння має позитивне значення як ланка в ланцюгу різноманітних перетворень органічних сполук. У народному господарстві воно завдає значної шкоди завдяки здатності маслянокислих бактерій псувати картоплю, овочі, сири, консерви (бомбаж), викликати прогорання молока, зволоження борошна та ін. Гострий, неприємний запах масляної кислоти, велика кількість газоподібних речовин псує продукти і надає їм неприємного смаку і запаху.

Маслянокисле бродіння використовують для одержання масляної кислоти, яка, в свою чергу, є сировиною для одержання естерів масляної кислоти. Естери масляної кислоти, на відміну від масляної кислоти, мають приємні аромати (яблука, груші, ананасів) і застосовуються у виробництві ароматичних речовин у парфумерній галузі і кондитерському виробництві.

Біохімічна технологія виробництва масляної кислоти передбачає використання дешевої крохмалевмісної або цукровмісної сировини: відходи буряково–цукрового або крохмале-патокового виробництва, низькосортного або пошкодженого борошна та ін. Це дозволяє зберігати харчову сировину і одержувати корисні речовини.