Маслянокислое брожение

Это сложный процесс превращения Сахаров в анаэробных условиях в масляную кислоту.

С₆Н₁₂0₆ = СН₃СН₂СН₂СООН + 2С0₂ + 2Н₂ +Q

Кроме основных продуктов при брожении образуются побочные продукты ацетон, этиловый, бутиловый спирты, уксусная кислота.

Химизм маслянокислого брожения - это гликолиз до стадии образования пиро-виноградной кислоты. Пировиноградная кислота расщепляется до ацетилкоэнзима А (СН₃СОКоА), СО₂ и Н₂. Две молекулы коэнзима конденсируются и через ряд превращений образуется масляная кислота.

Возбудители Clostndium butyncum - строгие анаэробы Способны сбраживать не только сахара, но и расщепляют крахмал, пектиновые вещества и т. д. Они широко распространены в природе - почве, на дне водоемов (в иле), в навозе, а также на плодоовощном сырье и в пищевых продуктах. В народном хозяйстве приносят значительный ущерб, вызывая порчу консервов (бомбаж), прогоркание молока, молочных продуктов, низкокислотных консервированных плодоовощных продуктов - компотов, соков, вспучивание сыров и т д

Пропионовокислое брожение.

Propiombacterium - Грам+, неподвижные, спор не образуют, форма палочковид­ная, встречаются раздвоенные, изогнутые и даже слегка разветвленные структуры. Микроаэрофилы. Сбраживают сахара, спирты, кислоты.

ЗС₆Н₁₂0₆ = 4СН₃СН₂СООН + 2СН₃СООН + 2С0₂ + 2Н₂О 2СН₃СНОНСООН = 2СН₃СН₂СООН + СН₃СООН + С0₂ + Н₂0

Участвуют в созревании сыров, присутствуют в пищевом тракте животных, обра­зуют витамин В₁₂.

9.4 Разложение пектиновых веществ микроорганизмами.

Пектиновые вещества представляют собой полисахариды трех типов протопектин - водонерастворимая составная часть клеточной стенки, пектин - водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, содержащий мети-лэфирные связи, пектиновая кислота - водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, свободный от метилэфирных связей.

Пектиновые вещества содержатся в мякоти и кожице плодов, ягод. При кипяче­нии образуют желе (после застывания). Бактерии и грибы могут разлагать пектино­вые вещества в аэробных и анаэробных условиях. Аэробные - Bacillus (Вас. macer-ans, Вас. polymyxa), а также многие грибы. Анаэробные - Clostndium (Cl. pectmovo-rum, Cl. felsmeum). Пектины разрушаются и под влиянием фитопатогенных грибов и бактерий, которые проникают в ткани плодов, овощей и вызывают болезни типа гнилей. Микроорганизмы синтезируют три группы экзоферментов, катализирующих распад пектиновых веществ.

Протопектиназа катализирует разложение протопектина до пектина.

Пектинэстераза гидролизует метилэфирную связь пектина с образованием пектиновой кислоты и метилового спирта.

Пектиназа - разрушает связи между моносахаридными остатками галактуроно-вой кислоты, пектина или пектиновой кислоты. Распад пектиновой кислоты может быть выражен следующей схемой:

С₄₆Н₆₈0₄₀ + пН₂0 = СНО(СНОН)4СООН + С₆Н₁₂О₆ + С₅Н₁₀0₅ + С₅Н₁₀О₅ + СН₃ОН + СН₃СООН пектиновая к-та галактуроновая к-та галактоза ксилоза арабиноза метанол уксусная к-та

Продукты распада пектиновой кислоты (сахара) окисляются или сбраживаются
разнообразной микрофлорой. В анаэробных условиях - это маслянокислое броже­ние. Пектиновое брожение используется при мочке волокнистых растений (лен, конопля, кенаф и т. д.). Разложение пектиновых веществ в аэробных условиях – это "гнили" плодов и овощей. Размягчение консервированных огурцов вызывают возбу­дители Bacillus.

9.5 Разложение целлюлозы микроорганизмами.

В состав целлюлозы (клетчатки) входит более 50% всего органического углеро­да биосферы. Целлюлоза - наиболее распространенный полисахарид растительно­го мира; высшие растения на 15-50% состоят из целлюлозы.

Целлюлоза - полисахарид, молекула которого состоит из остатков глюкозы. Полисахаридные цепи объединяются в пучки, покрытые общей оболочкой, они составляют целлюлозные волокна. Это достаточно стойкое органическое соедине­ние, но в природе оно достаточно интенсивно разрушается широко распространен­ными микроорганизмами в разных условиях доступа воздуха, t, pH, влажности и т.д. В аэробных условиях: Cytophaga - миксобактерии, актиномицеты. Грибы - Fusanum, Trichoderma, Botrytis и др. В анаэробных условиях: Clostndilim omelianskn (t = 30-40°С), Cl. thermocellum (термофил, t = 60-70°C).

Целлюлоза - целлобиоза – глюкоза

↓ ↑

целлюлаза (В-глюкозидаза).

(С₅Н₁₀0₅) n + Н₂0 -» n С12Н₂₂О ₁₁+ nС₆Н₁₂0₆ -» С0₂ + Н₂О

целлюлоза целлобиоза глюкоза

При аэробных условиях глюкоза окисляется до СО₂ и Н₂0. При анаэробных - она превращается в этиловый спирт, уксусную, молочную, муравьиную кислоты, угле­кислый газ, водород.

Аэробное разложение клетчатки и пектиновых веществ широко распространено в природе и имеет огромное значение в процессах минерализации растительных остатков. В практике может приносить большой вред, разрушая древесину, бумагу, хлопковое волокно и т. п.

Гемицеллюлозы наряду с пектинами входят в состав межклеточного вещества растений. В значительных количествах они содержатся в древесине, соломе, куку­рузных початках и т. п. Эти гетерополисахариды состоят из пентоз (ксилозы, араби-нозы) или гексоз (глюкозы, маннозы, галактозы) и называются пентозаны (ксилан или арабан), маннаны и т.д. Эти вещества активно разлагаются грибами, аэробными и анаэробными бактериями. Ферменты, разлагающие их, - гемицеллюлазы.

Древесина содержит от 15 до 30% лигнина в расчете на сухое вещество. Лигнин содержится в растениях разных видов, особенно много его в древесине, он пред­ставляет собой полимер фенольной природы. При окислении лигнин расщепляется с образованием альдегидов. Очень устойчивое соединение, разлагается медленнее целлюлозы, в основном грибами базидиомицетами.