Химизм образования этанола дрожжами

Спиртовое брожение представляет собой цепь ферментативных процессов, конечным результатом которых является распад гексозы с образованием спирта и СО2 и доставка дрожжевой клетке той энергии, которая необходима для образования новых веществ, используемых для процессов жизнедеятельности, в том числе для роста и размножения.

Общая формула спиртового брожения имеет следующий вид:

С6Н12О6 =2С2 Н5 ОН +2СО2 +118 кДж;

Сбраживание глюкозы дрожжами – это анаэробный процесс, несмотря на то, что дрожжи аэробы. При брожении выделяется тепло, которое повышает температуру брожения.

Распад сахара катализируется разными ферментами с образованием 12 промежуточных продуктов.

Сбраживание отдельных сахаров происходит в определенной последовательности, обусловленной скоростью их диффузии в дрожжевую клетку. Быстрее всех сбраживаются дрожжами глюкоза и фруктоза. Сахароза как таковая исчезает в сусле (инвертируется) еще в начале брожения. Она гидролизуется β-фруктофуранозидазой оболочки дрожжевых клеток с образованием гексоз (глюкозы и фруктозы), которые легко используются клеткой. Когда в сусле почти не остается фруктозы и глюкозы, дрожжи начинают потреблять мальтозу.

Вторичные и побочные продукты спиртового брожения

Кроме спирта и СО₂ из гексоз при спиртовом брожении образуются вторичные продукты, из других продуктов субстрата (главным образом, аминокислот) образуются побочные продукты спиртового брожения.

Ко вторичным продуктам относятся: глицерин, уксусный альдегид, пировиноградная кислота, уксусная, янтарная, лимонная, молочная кислоты, ацетоин, 2,3-бутиленгликоль и диацетил.

К побочным продуктам относятся в основном, высшие спирты: пропанол, изобутанол, изопентанол и др. Однако известно, что янтарную и молочную кислоты получают из сахара и из глутаминовой кислоты и аланина, а высшие спирты также образуются из сахара и аминокислот. Поэтому вторичные и побочные продукты спиртового брожения строго разграничить невозможно. Кроме того в процессе спиртового брожения образуются альдегиды, эфиры, ацетали. Механизм образования вторичных и побочных продуктов брожения детально рассмотрен в курсе "Химия отрасли". Все эти соединения принимают участие в образовании аромата и букета будущего продукта.

Вопросы для самоконтроля по теме 1

Как размножаются дрожжи и другие культуры микроорганизмов?

Какие стадии развития проходят микроорганизмы при периодическом культивировании?

Охарактеризуйте стадии развития микроорганизмов.

Укажите основное преимущество непрерывного способа культивирования.

Какие существуют взаимоотношения между микроорганизмами?

Охарактеризуйте каждый вид взаимоотношений между микроорганизмами.

Что такое производственная инфекция?

Укажите средства борьбы с производственной инфекцией.

Что такое ферменты? Их роль в технологическом процессе.

Назовите основные классы ферментов.

Дайте характеристику каждому классу ферментов.