Биологические процессы. Спиртовое брожение

 

Брожение (ферментация) – процесс разложения органических веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных ими ферментов. Освобождающуюся при этом энергию микроорганизмы расходуют для своей жизнедеятельности, а продукты брожения используют для биосинтеза.

брожение Важнейшими типами брожения являются: спиртовое (производство вина, пива, этилового спирта и др.), молочнокислое (производство кефира, кваса, силосование кормов, квашение овощей и др.), маслянокислое (происходит в заболоченных почвах, в испорченных консервированных продуктах), метановое.

Брожение может быть анаэробным (типичным) и аэробным (окислительным). К анаэробным процессам брожения относятся спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое и другие виды брожений.

Спиртовое брожение вызывается многими дрожжами и некоторыми плесневыми грибами (например, мукоровыми). В результате брожения сахар расщепляется микроорганизмами и превращается в основной продукт – этиловый спирт, при этом выделяется углекислый газ и энергия.

Схема спиртового брожения:

сахар ---> этиловый спирт + углекислый газ + энергия

В небольших количествах образуются побочные продукты брожения: глицерин, уксусная кислота, уксусный альдегид, ацетальдегид и высшие спирты (бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый и др.), получившие название сивушных масел. Их возникновение связано с разложением аминокислот, используемых дрожжами в качестве источника азота.

Спирт отделяют от сусла перегонкой, а затем очищают путем фракционной дистилляции. Для усиления роста дрожжей сусло вначале аэрируют, а затем создают анаэробные условия, чтобы обеспечить брожение, накопление спирта и предупредить окисление его в уксусную кислоту, а потом в воду и углекислый газ. Большинство дрожжей способно сбраживать моносахариды (глюкозу, фруктозу) и дисахариды (сахарозу, мальтозу).

Наиболее благоприятны для спиртового брожения концентрация сахара от 10 до 15%, рН 4–5, температура около +30 "С. Концентрация менее 10% неблагоприятна для брожения, а при концентрации сахара 30–35% оно приостанавливается.

Спиртовое брожение используется в производстве спирта, вина, пива, кваса, глицерина, в хлебопечении (для разрыхления теста), при получении кефира, кумыса и др. Самопроизвольно возникающее спиртовое брожение может быть причиной порчи сахаросодержащих продуктов: меда, варенья, соков, сиропов, компотов, ягод и др.

Читайте далее...