Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Бродіння

Бродіння — процес анаеробного розпаду вуглеводів на простіші сполуки з виділенням енергії, що відбувається за участі деяких мікроорганізмів або виділених з них ферментів.

Одним з прикладів бродіння є спиртове бродіння, яке спричиняється дріжджами й полягає в розкладанні цукрів на спирт і вуглекислий газ. Відомі також молочнокисле, маслянокислое бродіння, оцтовокисле «бродіння» та ін. Здатність мікроорганізмів спричиняти бродіння з накопиченням специфічних продуктів використовують у промисловості для отримання цих речовин (спирту, кефіру тощо).

На відміну від дихання, бродіння не призводить до утворення води та вуглекислого газу, а закінчується накопиченням недоокиснених продуктів (спирт, молочна кислота, масляна кислота тощо).

Під бродінням зазвичай розуміють анаеробний процес, однак сюди ж умовно відносять також оцтовокисле і лимоннокисле «бродіння», хоча відбуваються вони за участі кисню.

Три згадані види бродіння є основними. Усі інші являють собою їх комбінацію. При оцтовокислому «бродінні», що відбувається за рівнянням

С₂Н₅ОН + О₂ —> СН₃СООН + Н₂О,

оцет, що накопичується, не є кінцевим продуктом: після вичерпання запасів спирту він далі окиснюється оцтовокислими бактеріями до СО₂ і Н₂О. Під час лимоннокислого «бродіння» утворення лимонної кислоти з цукру тісно пов’язане з процесом дихання. Відомо, що накопичення лимонної кислоти пліснявими грибами — лише одна з ланок складного ланцюга окиснювальних перетворень ди- і трикарбонових кислот.

Утворення лимонної кислоти відбувається лише доги, доки запас субстрату не вичерпано. Після повного використання цукру, накопичена лимонна кислота піддається подальшому окисненню. Значне накопичення лимонної кислоти в культурах цвілевих грибів дає можливість використовувати їх для одержання лимонної кислоти з цукру.

Спиртове бродіння використовують для промислового отримання спирту. У якості сировини використовують продукти, що містять крохмаль: картоплю, кукурудзу, жито, пшеницю, а також відходи цукрового виробництва та деревообробної промисловості. Для оцукрювання крохмаль попередньо обробляють амілазою солоду. Зброджування проводять на чистих культурах дріжджів, що відрізняються стійкістю до підвищеного вмісту спирту. Різні раси дріжджів застосовують для виробництва пива та виноградного вина. Для випікання хліба використовують пресовані дріжджі — суміш кількох рас дріжджів.

Молочнокисле бродіння спричиняють мікроорганізми, поширені в природі, але головним середовищем для їх розвитку є молоко, де під впливом утвореної ними молочної кислоти настає згортання казеїну. Для запобігання скисання молоко піддають пастеризації, під час якої збудники молочнокислого бродіння гинуть. Молочнокисле бродіння застосовують для виробництва кефіру, ацидофіліну тощо. Молочнокислі бактерії здатні жити в кишечнику людини, пригнічуючи його гнильну мікрофлору.

Маслянокислое бродіння спричиняють анаеробні бактерії, що трапляються в ґрунті, повітрі, забрудненій воді. Вони утворюють стійкі спори, що витримують кип’ятіння протягом кількох хвилин, але бактерії чутливі до кислоти, тому їх діяльність активізується там, де молочнокисле бродіння виключено (пастеризоване молоко) або пригнічено (сире молоко при тривалому зберіганні на холоді). Характерні ознаки маслянокислого бродіння: виділення газів, запах масляної кислоти, гіркий смак. У баночных консервах при цьому спостерігається здуття. Маслянокисле бродіння може відбуватись також у сирому борошні, надаючи йому гіркого смаку.