Брожение молочного сахара

Важнейшим биохимическим процессом, протекающим при выработ­ке кисломолочных продуктов, является брожение молочного сахара, вы­зываемое микроорганизмами бактериальных заквасок. Его скорость и на­правление определяют консистенцию, вкус и запах готовых продуктов по характеру брожения молочного сахара кисломолочные продукты можно разделить на две группы. К первой группе относят продукты, в основе приготовления которых лежит главным образом молочнокислое брожение (простокваша, йогурт, ацидофилин, творог, сметана), ко вто­рой группе — продукты со смешанным брожением, при изготовлении которых происходит молочнокислое и спиртовое брожение (кефир, ку­мыс, ацидофильно-дрожжевое молоко).

При молочнокислом брожении каждая молекула пировиноградной кислоты, образующаяся из молекулы глюкозы, восстанавливается с уча­стием окислительно-восстановительного фермента лактатдегидрогена-1 до молочной кислоты:

В результате из одной молекулы лактозы образуются четыре молеку­лы молочной кислоты:

По нарастанию кислотности молока при молочнокислом брожении можно рассчитать, какое количество молочного сахара было сброжено. Например, кислотность молока увели­чилась на 60Т (кислотность свежего молока была 17°Т, после сбраживания молочного саха­ра — 77Т). 1˚Т соответствует I см3 0,1 н. раствора щелочи или 1 см30,1 н. раствора молоч­ной кислоты, что составляет 90/(10 1000) = 0,009 г молочной кислоты. Следовательно, 60Т будут соответствовать 600,009 — 0,54 г молочной кислоты.

Из суммарной реакции молочнокислого брожения следует, что из 1 моля молочного сахара образуется 4 моля молочной кислоты, т. е. из 342 г молочного сахара образуется 4-90 = 360 г молочной кислоты. Следовательно, для получения 0,54 г молочной кислоты потребовалось молочного сахара

Многие молочнокислые бактерии при сбраживании сахара кроме мо­лочной кислоты образуют ряд других химических веществ, придающих кисломолочным продуктам специфические вкус и аромат. К ним относят­ся летучие кислоты (уксусная, пропионовая и др.), карбонильные соеди­нения (диацетил, ацетоин, ацетальдегид), спирт и углекислый газ.

В зависимости от продуктов, накапливаемых в процессе брожения, все молочнокислые бактерии подразделяют на гомоферментативные и гетероферментативные. Молочнокислые бактерии (lac. lactis, Lac. cremoris, Lac. diacetilactis, Str. thermophilus, L. bulgaricus, L. acidophilus), образующие в ка­честве основного продукта брожения молочную кислоту, относят к гомо-ферментативным; бактерии (Leuc. cremoris, Leuc. dextranicum и др.), кото­рые кроме молочной кислоты в значительных количествах образуют и дру­гие продукты брожения, — к гетероферментативным.

Путем определенного комбинирования различных видов молочнокис­лых бактерий и регулирования температуры сквашивания можно полу­чить продукт с нужными вкусовыми, ароматическими достоинствами, консистенцией и диетическими свойствами.

В кисломолочных продуктах со смешанным брожением (кефир, ку­мыс и др.) наряду с молочной кислотой образуется большое количество этилового спирта и углекислого газа. Возбудителем спиртового броже­ния в этих продуктах являются дрожжи. При спиртовом брожении пиро­виноградная кислота под действием фермента пируватдекарбоксилазы, катализирующего отщепление углекислого газа, расщепляется на уксус­ный альдегид и углекислый газ:

Уксусный альдегид с участием окислительно-восстановительного фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт:

Суммарно спиртовое брожение лактозы можно представить в следу­ющем виде:

Способность дрожжей вырабатывать спирт и углекислый газ зависит от многих факторов: вида используемых дрожжей, количества молочного сахара в исходном сырье, температуры, рН среды и др.