Закісанне малочнакіслае: тэхналогія і неабходнае абсталяванне. Гетероферментативное малочнакіслае закісанне

Прырода дазваляе чалавеку карыстацца тымі выгодамі, што ў ёй маюцца. Пры гэтым людзі імкнуцца гэтыя багацці прымнажаць, ствараць нешта новае і спазнаваць яшчэ невядомае. Бактэрыі - гэта драбнюткія стварэнні прыроды, якіх таксама навучыўся выкарыстоўваць у сваіх мэтах чалавек.

Але не толькі шкоду, спалучаны з патагеннымі працэсамі і хваробамі, нясуць у сабе гэтыя будовы пракарыятычнай арганізмы. Яны яшчэ з'яўляюцца крыніцай важнага прамысловага працэсу, які спрадвеку ўжываецца людзьмі - закісання. У дадзеным артыкуле мы разгледзім, што сабой уяўляе гэты працэс і як ажыццяўляецца канкрэтна малочнакіслае зброджвання рэчываў.

Гісторыя ўзнікнення і выкарыстання закісання

Першыя згадкі пра тое, што працэс закісання выкарыстоўваўся людзьмі з мэтай атрымання пэўнай прадукцыі, з'явіліся яшчэ 5000 году да нашай эры. Менавіта тады вавіланяне выкарыстоўвалі гэты спосаб для атрымання такіх прадуктаў, як:

• сыр;
• віно;
• сыраватка і іншыя малочныя вырабы.

Пазней падобнае харчаванне сталі атрымліваць і ў Егіпце, Кітаі, Судане, Мексіцы і іншых старажытных дзяржавах. Сталі выпякаць дражджавы хлеб, зброджваць агароднінныя культуры, з'явіліся першыя спробы кансервавання.

Працэс малочнакіслага закісання ўжываўся людзьмі тысячагоддзямі. Сыры, кефір, ёгурты былі важнай часткай трапезы ва ўсе часы. Аб карысці гэтых прадуктаў ведалі ўсе лекары і лекары. Аднак прычыны, па якіх магчыма ператварэнне падобнага роду, доўгі час заставаліся невядомымі.

Тое, што ўмовы закісання патрабуюць прысутнасці мікраарганізмаў, людзі нават выказаць здагадку не маглі. У сярэдзіне XVII стагоддзя Ван Гельмонт прапануе ўвесці тэрмін "закісанне" для тых працэсаў падрыхтоўкі ежы, якія суправаджаюцца вылучэннем газу. Бо ў перакладзе дадзенае слова азначае "кіпячы". Аднак толькі ў XIX стагоддзі, гэта значыць амаль дзвесце гадоў праз, французскі мікрабіёлаг, хімік і фізік Луі Пастэр адкрыў свету існаванне мікробаў, бактэрый.

З тых часоў стала вядома аб тым, што розны закісанне патрабуе прысутнасці рознага роду нябачных воку мікраарганізмаў. Іх вывучэнне дало магчымасць з часам кіраваць закісаннем і накіроўваць яго ў патрэбны чалавеку бок.

Сутнасць працэсаў закісання

Калі казаць пра тое, што сабой уяўляе працэс закісання, то варта паказаць на яго біяхімічных прыроду. Бо, па сваёй сутнасці, гэта проста дзейнасць бактэрый, якія здабываюць сабе энергію для жыцця, выпрацоўваючы пры гэтым розныя пабочныя прадукты.

У цэлым закісанне можна пазначыць адным словам - акісленне. Анаэробны распад якога-небудзь рэчывы пад уплывам тых ці іншых бактэрый, які прыводзіць да адукацыі цэлага шэрагу прадуктаў. Якое рэчыва ляжыць у аснове, а таксама што атрымаецца ў выніку, вызначаецца тыпам самога працэсу. Вылучаюць некалькі варыянтаў закісання, таму існуе свая класіфікацыя для дадзеных пераўтварэнняў.

класіфікацыя

Усяго вылучаюць тры асноўных тыпу закісання.

1. Спіртовае. Заключаецца ў акісленні зыходнай малекулы вуглявода да этылавага спірту, вуглякіслага газу, вады і малекулы АТФ (крыніцы энергіі). Дадзеныя ператварэння ажыццяўляюцца пад дзеяннем не толькі бактэрый, але і грыбоў розных родаў і відаў. Менавіта такім спосабам спрадвеку атрымліваюць такія прадукты, як піва, віно, дрожджы для выпечкі, спірт. Тая энергія, што вылучаецца ў ходзе раскладання вуглявода, сыходзіць на забеспячэнне працэсаў жыццядзейнасці мікраарганізма. Менавіта ў гэтым заключаецца біялагічная сутнасць працэсу.
2. Закісанне малочнакіслае заключаецца ў акісленні вугляводаў да малочнай кіслаты з выхадам шэрагу пабочных прадуктаў. Як яно ажыццяўляецца і якіх відаў бывае, разгледзім падрабязней далей.
3. Маслянокислое. Гэты тып закісання важны ў прыродным маштабе. Ён ажыццяўляецца за кошт жыццядзейнасці маслянокислых бактэрый, якія жывуць у анаэробных умовах на дне балот, рачным глеі і гэтак далей. Дзякуючы іх працы ў прыродзе перапрацоўваецца велізарная колькасць арганічных кампанентаў. Прадуктамі з'яўляюцца шматлікія рэчывы, асноўнае сярод якіх алейная кіслата. Таксама вылучаюцца: ацэтон, ізапрапілавага спірт, вуглякіслы газ, воцатная кіслата, малочная, этылавы спірт і іншыя злучэння.

Кожны з пазначаных тыпаў мае важнае значэнне як прыроднага, так і прамысловага маштабу. Віды арганізмаў, якія ажыццяўляюць падобныя ператварэння, добра вывучаны на сённяшні дзень і многія з іх культывуюцца штучна для таго, каб атрымліваць вялікі выхад прадукту.

Закісанне малочнакіслае: агульнае паняцце

Гэты выгляд закісання вядомы з самай старажытнасці. Яшчэ да нашай эры жыхары Старажытнага Егіпта і іншых дзяржаў ўмелі вырабляць сыр, варыць піва і віно, выпякаць хлеб, сквашивать гародніна і садавіна.

Сёння выкарыстоўваюцца спецыяльныя закваскі для кісламалочных прадуктаў, штучна вырошчваюцца штамы патрэбных мікраарганізмаў. Працэс мадэрнізаваны і даведзены да аўтаматызму, праводзіцца пры дапамозе комплектационного абсталявання. Існуе мноства заводаў-вытворцаў, якія непасрэдна вырабляюць закісанне малочнакіслае.

Сутнасць ўсяго працэсу можна выкласці ў некалькіх пунктах.

1. За асноўны прадукт зыходны бярэцца вуглявод - просты (фруктоза, глюкоза, пентозы) або складаны (цукроза, крухмал, глікаген і іншыя).
2. Ствараюцца анаэробныя ўмовы.
3. У прадукт падсялялі штамы малочнакіслых бактэрый пэўнага выгляду.
4. Забяспечваюцца ўсе неабходныя знешнія фактары, якія з'яўляюцца аптымальнымі для жаданага прадукту: асветленасць, тэмпература, наяўнасць тых ці іншых дадатковых кампанентаў, ціск.
5. Пасля завяршэння працэсу закісання адбываецца апрацоўка прадукту і вылучэнне ўсіх пабочных злучэнняў.

Вядома, гэта толькі агульнае апісанне таго, што адбываецца. На самай справе на кожным этапе адбываецца мноства складаных біяхімічных рэакцый, бо працэс малочнакіслага закісання - гэта вынік жыццядзейнасці жывых істот.

Асновы працэсу малочнакіслага закісання

З хімічнага пункта гледжання гэтыя ператварэння ўяўляюць сабой шэраг паслядоўных стадый.

1. Спачатку адбываецца змена зыходнага субстрата, гэта значыць змяняецца вугляродная ланцуг рэчывы (вуглявода). Гэта прыводзіць да з'яўлення прамежкавых злучэнняў цалкам іншы прыроды, якія адносяцца да розных класах. Напрыклад, калі зыходны субстрат - глюкоза, то яна перабудоўваецца ў глюконовая кіслату.
2. Акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі, якія суправаджаюцца вылучэннем газаў, адукацыяй пабочных прадуктаў. Асноўнай адзінкай у ходзе ўсяго працэсу з'яўляецца малочная кіслата. Менавіта яна выпрацоўваецца і назапашваецца ў ходзе закісання. Аднак гэта не адзінае злучэнне. Так, адбываецца фарміраванне малекул воцатнай кіслаты, этылавага спірту, вуглякіслага газу, вады, часам і іншых суправаджаюць.
3. Энергетычны выхад працэсу ў выглядзе малекул аденозинтрифосфорной кіслаты (АТФ). На адну малекулу глюкозы прыходзіцца 2 малекулы АТФ, калі ж зыходны субстрат больш складанай будовы, напрыклад цэлюлоза, тады тры малекулы АТФ. Гэтую энергію выкарыстоўваюць малочнакіслыя бактэрыі для далейшай жыццядзейнасці.

Натуральна, што калі разбірацца ў біяхімічных ператварэннях падрабязна, то варта паказваць усе прамежкавыя малекулы і комплексы. Такія, напрыклад, як:

• пировиноградная кіслата;
• аденозиндифосфат;
• малекулы никотинаминдифосфата як пераносчыка вадароду і іншыя.

Аднак гэтае пытанне заслугоўвае асобнай увагі і разглядацца павінен з пункту гледжання біяхіміі, таму яго закранаць у дадзеным артыкуле не будзем. Больш падрабязна разгледзім, якая тэхналогія вытворчасці малочнакіслых прадуктаў і якія віды разгляданага закісання існуюць.

Гомоферментативное закісанне

Гомоферментативное закісанне малочнакіслае мае на ўвазе выкарыстанне спецыяльных формаў узбуджальнікаў і адрозніваецца ад гетероферментативного атрымоўванымі прадуктамі і іх колькасцю. Адбываецца яно па гликолитическому шляху ўнутры клеткі мікраарганізма. Сутнасць складаецца, як і ў цэлым у любога закісання, у ператварэнні вугляводаў у малочную кіслату. Асноўная перавага падобнага працэсу ў тым, што выхад патрэбнага прадукту складае 90%. І толькі астатняя частка сыходзіць на пабочныя злучэння.

Бактэрыі закісання такога тыпу наступных відаў:

• Streptococcus lactis.
• Lactobacillus casei.
• Lactobacillus acidophilus і іншыя.

Якія яшчэ рэчывы ўтвараюцца ў выніку гомоферментативного закісання? Гэта такія злучэнні, як:

• этылавы спірт;
• лятучыя кіслаты;
• вуглякіслы газ;
• фумаровая і бурштынавая кіслата.

Аднак у прамысловасці гэты спосаб атрымання кісламалочнай прадукцыі практычна не выкарыстоўваецца. Ён захаваўся ў прыродзе як першапачатковы этап гліколізу, ён жа адбываецца ў клетках цягліц млекакормячых пры шырокіх фізічных нагрузках.

Тэхналогія вытворчасці патрэбных прадуктаў для харчавання людзей на ўвазе выкарыстанне такіх зыходных вугляводаў, як:

• глюкоза;
• цукроза;
• фруктоза;
• манноза;
• крухмал і некаторыя іншыя.

А гомоферментативные бактэрыі не здольныя акісляць многія з гэтых злучэнняў, таму іх выкарыстанне ў якасці заквасак пры вытворчасці не ўяўляецца магчымым.

Гетероферментативное малочнакіслае закісанне

Гэты спосаб з'яўляецца менавіта тым прамыслова дастасавальным, дзякуючы якому і ажыццяўляецца вытворчасць усёй кісламалочнай прадукцыі, ажыццяўляецца кансервацыя гародніны, адбываецца нарыхтоўка сіласных кармоў для жывёлы.

Асноўнае адрозненне ад апісанага раней - гэта тое, што малочнакіслае закісанне ўзбуджальнікі ажыццяўляюць з адукацыяй большай колькасці пабочных прадуктаў. Толькі 50% цукру перапрацоўваецца бактэрыямі ў малочную кіслату, астатняй жа сыходзіць на фарміраванне такіх малекул, як:

• воцатная кіслата;
• гліцэрына;
• дыяксід вугляроду;
• этылавы спірт і іншыя.

Чым гэта лепш і больш выгадна, чым адукацыю 90% чыстага малочнай кіслаты пры гомоферментативном метадзе? Уся справа ў тым, што калі асноўнага прадукту выпрацоўваецца занадта шмат, то жыццядзейнасць многіх бактэрый прыгнятаецца зусім. Акрамя таго, прадукты губляюць многія смакавыя якасці, якія набываюць дзякуючы пабочным злучэнням. Так, напрыклад, прыемны водар кансерваваных гародніны забяспечваецца воцатнай кіслатой і изоамиловым спіртам. Калі ж гэтых злучэнняў не будзе, то вынік кансервацыі стане зусім іншым.

Выхад малочнай кіслаты ў 50% цалкам дастатковы для падаўлення развіцця і жыццядзейнасці ўсіх старонніх грыбкоў і мікраарганізмаў ў сістэме. Таму што нават 1-2% выклікаюць занадта моцнае падкісленай асяроддзя, у якой не могуць існаваць ніякія іншыя арганізмы, акрамя малочнакіслых бактэрый. Увесь працэс ажыццяўляецца па пентозофосфатному шляху.

Умовы закісання пры гетероферментативном спосабе павінны быць наступнымі:

• добрая і свежая закваска, дадаецца на першапачатковым этапе;
• аптымальныя вонкавыя ўмовы, якія падбіраюцца для кожнага прадукту індывідуальна;
• якаснае і адладжанае абсталяванне;
• усе неабходныя для працэсу тэхнічныя прыстасаванні.

Сярод знешніх умоў асаблівае значэнне мае тэмпература працэсу. Яна не павінна быць занадта высокай, але і холад рэзка затармозіць ўвесь ход закісання.

Сёння існуе спецыялізаваная ёмістасць для закісання, якая аўтаматычна стварае ўсе неабходныя ўмовы для правільнай і камфортнай працы мікраарганізмаў.

неабходнае абсталяванне

Як мы ўжо адзначылі вышэй, сярод самых важных атрыбутаў варта адзначыць ёмістасць для закісання. Калі казаць пра хатні правядзенні працэдуры, то тады варта звярнуць увагу на чысціню выкарыстоўванай посуду пры кансервацыі, вырабе сыраваткі і іншых прадуктаў. Адным з спосабаў дамагчыся скарачэння колькасці старонніх папуляцый мікраарганізмаў з'яўляецца стэрылізацыя ёмістасцяў перад іх выкарыстаннем.

Якая посуд падыдзе для гетероферментативного закісання? Гэта можа быць шкляная альбо якасная пластыкавая (поліпрапіленавая, поліэтыленавая) ёмістасць, якая здольная шчыльна закрывацца вечкам.

У прамысловасці выкарыстоўваюць спецыяльныя прылады для абеззаражання і ачышчэнні тары перад пачаткам працэсу закісання.

Бактэрыі, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе

Калі казаць пра культуры бактэрый, якія выкарыстоўваюцца для стварэння кансерваваных і кісламалочных прадуктаў, то можна пазначыць некалькі самых распаўсюджаных відаў арганізмаў.

1. Ацыдафільныя балгарская палачка.
2. Лактобакцеріі выгляду Sporolactobacillus inulinus.
3. Біфідабактэрыі.
4. Лейконостоки.
5. Малочнакіслыя кокі.
6. Лактобакцеріі выгляду L. Casei.
7. Бактэрыі роду Streptococcus і іншыя.

На аснове спалучэння і чыстых культур пазначаных арганізмаў, вырабляюць закваскі для кісламалочных прадуктаў. Яны знаходзяцца ў адкрытым доступе, іх можа набыць кожны жадаючы. Самае галоўнае, гэта выконваць умовы працэсу закісання, каб атрымаць карысць ад ўтвараецца прадукту.

Якія прадукты атрымліваюць у выніку падобнага закісання?

Калі казаць пра тое, якія прадукты закісання можна атрымаць пры дапамозе лактобактерій, то можна назваць некалькі асноўных катэгорый.

1. Кісламалочныя прадукты харчавання (ражанка, ёгурты, варенцы, кефір, тварог, смятана, масла сметанковае, ацыдафільныя прадукцыя і іншыя).
2. Корму сіласныя тыпу для сельскагаспадарчых жывёл.
3. Малочная кіслата, якую выкарыстоўваюць пры вырабе безалкагольных напояў, вырабу футравых шкур і іншае.
4. Хлебапячэння, вытворчасць сыроў.
5. Кансерваванне агародніны і садавіны.

Усё гэта даказвае важнае значэнне бактэрый пэўных відаў у жыцці людзей, iх прамысловай дзейнасці.