Процессы брожения и дыхания в технологии пищевых продуктов

В производстве пива основным сырьем является ячменный солод. Из солода, воды и хмеля готовят пивное сусло, сусло подвергают брожению специальными видами (расами) пивных дрожжей. Это хлопьевидные дрожжи низового брожения. В процессе получения пива два периода брожения - главное ( при температуре 6-10 °C дрожжи активно размножаются и интенсивно сбраживают сахар) и дображивание (сливают с дрожжевого осадка и оставляют при температуре около 1°C).

Созревшее пиво осветляют, а дрожжи удаляют путём фильтрования или центрифугирования и направляют на розлив.

В производстве вин исходным материалом служат виноградный и плодово-ягодные соки. Все соки являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Соки сульфитируют (обрабатывают SO2), а затем подвергают брожению. Применяются специальные расы дрожжей для получения разных сортов вин.

Молочнокислое брожение.

Молочнокислое брожение-это процесс превращения молочнокислыми бактериями сахара в молочную кислоту в анаэробных условиях. Молочнокислые бактерии обычно находятся в молоке и молочных продуктах,, на растениях, в кишечнике человека и животных, однако они не встречаются в воде и почве.

По конечным продуктам брожения молочнокислые бактерии подразделяют на 2 группы: гомоферментативные и гетероферментативные.  Связи с этим существуют два вида молочнокислого брожения: гомоферментатиное и гетероферментативное. Гомоферментативное молочнокислое брожение широко применяют при изготовлении простокваш, кумыса, сквашивании сливок, получение молочной кислоты, при квашении овощей и силосовании корма

При гомоферментативном молочнокислом брожении происходит расщипление глюкозы с образованием двух молекул молочной кислоты.

Глюкоза→2 молекулы молочной кислоты+197 кДж/моль.

Молочная кислота- конечный продукт гомоферментативного брожения- образуется из ПВК:

ПВК+2Н2→молочная кислота.

Возбудителями гомоферментативного молочнокислого брожения являются бактерии, разные по форме и свойствам. Некоторые молочнокислые бактерии образуют слизь, при их развитии жидкие субстраты становятся тягучими.

Типичным представителем молочнокислых бактерий гомоферментативного молочнокислого брожения является молочнокислый стрептококк, который находится почти во всех молочных продуктах, играет важную роль в сквашивании молока и является основной составной частью микрофлоры простокваш. Чаще всего он встречается в виде коротких цепочек и диплококков.

 

Гетероферментативное молочнокислое брожение осуществляется Гетероферментативными молочнокислыми бактериями, которые кроме молочной кислоты образуют этиловый спирт, СО2, уксусную кислоту, ацетоин, и диацетил.

 К гетероферментативным молочнокислым бактериям относятся гетероферментативные молочнокислые стрептококки. Ароматообразующие придают кисло-молочным продуктам приятные вкус и аромат.

Молочнокислое брожение используют при приготовлении силоса- корма для скота.  Особенно велика роль молочнокислых бактерий в молочной промышленности для получения большого ассортимента молочнокислых продуктов: простокваш, сметаны, творога, йогурта, кефира, кумыса и др.

Молочную кислоту используют в консервной, кондитерской промышленности, и в производстве безалкогольных напитков.

Спонтанно возникающее молочнокислое брожение в продуктах( молоке, вине, пиве) приводит к их порче6 прокисанию, помутнению, ослизнению и др.

Пропионово-кислое брожение

Пропионово-кислое брожение вызывается пропионово-кислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium. Единственным источником энергии для них является процесс сбраживания разнообразных веществ - моносахаридов (гексоз и пентоз), молочной или яблочной кислоты, глицерина и других, которые превращаются в пропионовую и уксусную кислоты, диоксид углерода и воду. Они широко представлены в молочных продуктах, в почве.

Пропионово-кислые бактерии родственны по ряду свойств гетероферментативными молочнокислыми бактериями и часто развиваются совместно с ними.

Пропионово-кислые бактерии - это небольшие, неподвижные палочки, слегка искривлённые, не образующие спор, грамположительные, факультативные анаэробы. Они, как и молочнокислые бактерии, не встречаются в почве и водоёмах. Обитают в основном в кишечном тракте жвачных животных, а также в молоке.

 

Практическое использование пропионово-кислого брожения. Оно используется для получения сыров в молочно-сыродельных производствах. Вначале казеин молока подвергают коагуляции под действием сычужного фермента, выделяемого из желудка жвачных животных. Затем сгустки отделяют от сыворотки, прессуют, выдерживают в растворе соли и оставляют для созревания.

В первую фазу созревания в сгустке казеина протекает молочнокислое брожение, при этом лактоза превращается в молочную кислоту. Затем наступает вторая фаза созревания сыров - пропионово-кислое брожение, когда сбраживается образовавшаяся молочная кислота. В результате образуются летучие кислоты - уксусная и пропионовая, придающие сырам кисловато-острый вкус, а выделяющийся в виде пузырьков диоксид углерода образует «глазки» в сыре. Производство сыра продолжается 2-3 месяца минимум, лучшие сорта выдерживаются почти до года. На больших сыродельческих предприятиях вместо самопроизвольного созревания сыра при участии естественной микрофлоры молока применяют специальные закваски, иногда с введением мицелиальных грибов, например P.roqueforti при производстве сыра «Рокфор».

У пропионово-кислых бактерий обнаружена способность к активному синтезу витамина В12, который накапливается внутри клеток. Эта особенность используется для промышленного получения витамина В12 на отходах производства (молочной сыворотке и др.) с добавлением кукурузного экстракта в качестве витаминов.

Пропионовую кислоту используют при хранении зерна и хлеба. В концентрации 0,5% она задерживает рост плесневелых грибов.

Зерно, обработанное слабым раствором пропионовой кислоты, не плесневеет даже при повышенной влажности. Пропионовая кислота предотвращает плесневение хлеба. Её вводят в хлеб вместе с тестом, для чего сначала готовят заквасочную культуру, в которую входят Propionibact. acidopronionici и Lactobact. brevis. Через трое суток культивирования закваски накапливается небольшое количество пропионовой, уксусной и молочной кислот. Эту закваску вносят в тесто. Она придаёт хлебу нежно-кислый вкус и предотвращает его плесневение.

 

 

 

 

 

 

 

Практическая часть

Задание 38

1. Установите правильную последовательность расположения углеводов в порядке увеличения их молекулярной массы:

А) ФГА, б) глюкоза, в) крахмал, г) мальтоза- приведите формулы этих веществ

 

2)укажите порядок усложнения  организации белковой молекулы:

А) третичная структура, б) вторичная, в) первичная, г) четвертичная.

 

3)Этапы энергетического обмена:

А) анаэробный, б) аэробный, в) подготовительный

Ответы:

1)

 

 

 

 

 

 

 

2. В,                                      Б,                                          А,                                        Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)В

Подготовительный этап энергетического обмена заключается в расщеплении крупных молекул органических веществ на более мелкие.

Их распад происходит в различных частях желудочно-кишечного тракта. Внутри клеток органические вещества расщепляются при участии ферментов лизосом.

Выделяющаяся в результате подготовительного этапа энергия рассеивается в виде тепла, а образовавшиеся малые молекулы используются в качестве строительного материала.

Заключение

Человеком широко используется способность микробов в процессах питания и дыхания активно преобразовывать различные вещества. С помощью микроорганизмов получают ценные пищевые продукты и вещества.

Как было выяснено ранее, многие микробы способны к дыханию в среде, не содержащей свободного Кислорода. Такой тип дыхания называется брожением. Именно брожения наиболее важны в практическом отношении.

При дыхании, окисление органического вещества идет до образования воды и углекислого газа с использованием всей заключающейся в окисляемом веществе потенциальной энергии. Энергетический эффект аэробного расщепления сахаров очень велик.

При брожении не происходит полного окисления органического вещества, а поэтому и энергетический эффект брожения значительно ниже.

Важнейшим параметром пищевых продуктов является их качество, под которым понимают совокупность свойств продукта, обеспечивающих потребности организма человека в пищевых веществах, органолептические характеристики продукта, безопасность его для здоровья потребителя, надёжность в отношении стабильности состава и сохранения потребительских свойств. Основная причина порчи пищевых продуктов и большинства случаев пищевых заболеваний -- это деятельность микроорганизмов. Микробиологическая порча является главной проблемой так называемых «портящихся продуктов» -- свежих фруктов, овощей, мяса, птицы, хлебобулочных изделий, молока и соков

 

 

Список литературы

1. М. А. Занина «Физиология растений»
2. http://book.e-reading-lib.org/chapter.php/1016978/24/Bogatyrev_-_Tehnologiya_hraneniya_i_transportirovaniya_tovarov._Uchebnoe_posobie.html
3. В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин «Микробиология»
4. Жарикова Г.Г. «Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена»
5. К.А. Мудрецова- Висс, В.П. Дедюхина «Микробиология, санитария и гигиена»