Сүт қышқылының ашу процесі

Сүт қышқылының ашу процесі ерекше микроорганизмдер – сүт қышқылы бактерияларының көмегімен жүреді. Сүт қышқылы ашу процесінде лактоза қанты ерекше сүт қышқылы бактерияларының көмегімен сүт қышқылына айналады Мұнда глюкоза қанты екі молекулалы сүт қышқылына айналады. Оны мына реакция бойынша жазылады:

С₆Н₁₂О₆ ® 2СН₃СНСООН + 18 ккал энергия

Ал сүт қышқылының ашу немесе жануарлар бұлшық еттерінде жүретін гликолиз процесінде оттегінің тапшылығынан пирожүзім қышқылы лактадегидрогеназа ферменті әсерінен екі атом сутегін қосып алып, сүт қышқылына айналады.

Сүт қышқылының ашу процесі кезінде басқа да заттар түзілуі мүмкін. Оған сірке қышқылы, көмірқышқыл газы, ал кейде түзілетін спирт те жатады. Ортада түзілетін заттардың сапасына байланысты сүт қышқылы бактерияларын да бірнеше топқа ажыратады.

Сүт қышқылының ашу процесінің ішкі табиғаты біршама жақсы зерттелген. Әрине жоғарыда көрсетілгендей ашу барысында қанттан бірден сүт қышқылы пайда болмайды. Алдымен аралық өнім – пирожүзім қышқылы түзіледі. Ал ашытқыларда пирожүзім қышқылын сірке альдегидіне дейін ажырататын карбоксилаза ферменті болады. Ол сүт қышқылы бактерияларында кездеседі. Сонда пирожүзім қышқылы ажырамайды, қайта сутегінің әсерінен тотығып, сүт қышқылына айналады.

Ашу процесінің сипатына қарай сүт қышқылы бактерияларын мынадай екі негізгі топқа бөлуге болады:

а) гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары. Олар қанттан тек қана сүт қышқылын түзеді.

б) гетероферментативті сүт қышқылы бактериялары. Қанттан сүт қышқылын, едәуір мөлшерде сірке қышқылын, этил спиртін, глицерин және көмірқышқыл газын түзеді.

Гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары глюкозаны Эмбден-Мейергоф-Парнас схемасы бойынша, ал гетероферментативтік топтары – пентозафосфат жолымен өзгеріске түсіреді.

Сүт қышқылы бактерияларының клеткалары шаржәне таяқша тәрізді болады, қозғалмайды, спора түзбейді және ауалы немесе ауасыз жерде тіршілік етуге бейімделеген. Бірақ бұған қатысатын бактерияларының барлығы бірдей мөлшерде сүт қышқылын түзе бермейді. Қышқылды ортаға шар тәрізділер төзімсіз. Ал таяқша тәрізділері қышқылды ортада 1,5 – 2 проценттей сүт қышқылы болғанның өзінде тіршілік етуге қабілеті бар.

Сүт қышқылы бактериялары көбінесе моно және дисахаридтерді ашытады, ал крахмал және сол сияқты күрделі қанттар – полисахаридтерді ашыта алмайды. Соңғы жылдары шар тәрізді сүт қышқылы бактерияларының ішінде крахмалды едәуір дәрежеде ашыта алатын топтар табылып, өндіріске ұсынылды. Кейбір сүт қышқылы бактериялары басқа, әсіресе шіріту бактерияларына жойқын әсер ететін антибиотиктерді бөлетіні анықталды.

Банникова атты ғалымның айтуы бойынша сүт қышқылы бактериялары азот көзі ретінде оның органикалық қосылысын пайдаланады. Олардың көпшілігі белоктарды, аминқышқылдарды, пептидтерді және полипептидтерді сіңіре алады. Сүт қышқылы бактериялары аммоний тұздарымен қоректенбейді деген пікір бар. Бірақ олар табиғатта өте аз. Сүт қышқылы бактериялары тіршілігі үшін басқа элементтерді: фосфорды, калийді, кальцийді қажет етеді. Әрине, бұлардың көзі табиғатта жеткілікті. Кейбір сүт қышықылы бактериялары өсуді қолдайтын заттарды, мәселен, рибофлавинді қажет етеді. Мұндайда ол ортаға В₁ витаминін бөліп шығара алады.

Сүт қышқылы бактериялары 7 – 42 ⁰С жылылық арасында тіршілік ете алады. Әрине, бұлар спора түзбейтіндіктен температура жоғарылағанда қырылып қалады. Тіршілік ету барысында олар қышқыл түзеді. Сөйтіп ортаны қышқылдандырып, басқа микроорганизмдердің тіршілік етуіне жол бермейді. Реакциясы бейтарап ортада олар өте жақсы тіршілік етеді.

Гомоферментативті ашу процесі шар тәрізді сүт қышқылы бактерияларының көмегіміен жүреді. Бұлар стрептококкокус және педиококкус туысына жатады.

Стрептококус туысына жататын бактериялардың клеткалары дөңгелек, аздап сопақша, диаметрі 0,5-0,6-1 мкм-ге дейін барады, клеткалары жеке күйінде, қос-қостан немесе моншақ тәрізді тізіле орналасады. Олар табиғатта кең тараған. Бұл туысқа стрептококкус креморис, стрептококкус диацетилатис, стрептококкус термофилус түрлері жатады.

Ботина және Суходолец атты ғалымдардың мәліметтері бойынша стрептококкус лактис – клеткасы қос-қостан немесе моншақ тәрізді тізіле орналасқан шар тәрізді бактериялар – 30-35°С температурада өсіп дамиды. Ашу процесінде оратада 1 процентке дейін қышқыл түзеді. Сүт тағамдарын (айран, кефир, қаймақ т.б.) дайындауда қолданылады.

Стрептококкус креморис – клеткалары ұзын шынжырша болып ораналасады. Өсу температурасы – 25 - 30°С. Ұшпа қышқылдары молырақ түзіледі. Мұны да қышқыл сүт тағамдарын дайындауда қолданылады.

Стрептококкус диацетилактис – сүтте және сүт тағамдарында едәуір мөлшерде ұшпа қышқылдар мен хош иісті заттар түзеді. Оның ішінде диацетил көбірек. Лимон қышқылын ашыта алады. Өсу температурасы 25-30°С, сүт тағамдарын дайындауда қолданылады.

Стрептококкус термофилус – жоғары температурада (45°С) тіршілік етуге бейімделген. Сахарозаны жақсы ашытады. Болгар таяқшасымен бірге айран жасауда қолданылады. Сыр дайындауда зор маңызы бар.

Педиококкус туысына спора түзбейтін, қозғалмайтын, шар тәрізді клеткалары бір-бірлеп, екі-екіден және шоғырланған бактериялар жатады. Гомоферментативті процесте сүт қышқылдарымен бірге диацетил және басқа да өнімдер түзіледі. Олар ашыған көкөністерде, сүрлемде, сүтте, жануралардың ішек-қарындарында кездеседі.

Бұдан басқа лактобациллус туысына, таяқша тәрізді бактериялар жатады. Олардың пішіндері де түрліше, өте қысқа шар тәрізді таяқша түрлері де кездеседі. Клеткалары жеке, екі-екіден немесе моншақ тәріздене де орналасады. Қанттан сүт қышқылын түзеді.

Гомоферментативті сүт қышқылы таяқшалары екі топқа бөлінеді: термобакериялар және стрептобактериялар. Термобактерияларға лактобациллус лактис, лактобациллус хелбетиум, лактобациллус ацидофилус, лактобациллус бульгарикус және лактобациллус дельбруки жатады. Бұл таяқша бактериялардың өніп-өсетін қолайлы температурасы – 40-45°С.

Стрептобактериялар сүтте тіршілік еткенде қысқа шынжыр тәрізді клеткалар түзеді. Даму температурасы 15 – 38 °С, ал ең қолайлысы 30°С. Сүт және сүт тағамдарында стрептобактериялардың екі түрі кездеседі. Олар лактобациллус казей және лактобациллус плантрум. Бұлар сыр жасауда, көкөніс ашытуда, мал азығын сүрлеуде қолданылады. Гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары сүт шаруашылығында кеңінен қолданылады. Сүттен қышқыл сүт тағамдарын даярлау-да осы бактериялар әсерінен ортада сүт қышқылы пайда болады. Қышқыл ортада шіріту бактериялары да тіршілік ете алмайды. Сүтте казеин, түрлі минерал түздар, негізінен сүт қанты бар. Міне, сондықтан да ол сүт кышқылы бактерияларына ең бір қолайлы орта болып саналады

Гетероферментативті сүт қышқылы бактерияларына леуконосток, лактобациллус, бифидобатериум туыстары жатады. Леуконосток туысында жұмыртқа тәрізді, ал кейде таяқша тәрізді бактериялар болады. Сахароза қанты бар жерде олардың қабықтары жуандап, айналасында шырыш пайда болады.

Гетероферментативті лактобактилдер сүт қантын ашытады. Өсімдіктер бойында кездеседі. Кейде нан ашытқанда да тіршілік етеді. Бұлардың ішінде бес мүшелі пентоза қантын (арабиноза, ксилоза) ашытатын, лактобациллус бревис деген түрі бар.

Алехина атты ғалымның айтуы бойынша, бифидобактерияларға спора түзбейтін, грам-оң немесе грам-теріс таяқша тәрізді бактериялар жатады. Қанттарды ашытқанда сүт қышқылынан басқа, сірке қышқылын да түзеді. Бұлардың көпшілігі адам, жануарлар және насекомдардың ішек-қарындарында тіршілік етеді. Жалпы сүт қышқылы бактериялары тіршіліктің барысында антибиотиктер түзе алатындықтан, ішек-қарындағы шіріткіш және ауру қоздырғыш бактерияларды жоюға зор көмек көрсетеді.

Сүт қышқылы бактерияларының практикалық маңызы зор. Көптеген сүт тағамдары, мал азығы осы бактериялардың қатысуымен алынады. Кейде сүт қышқылы бактерияларына басқа микроорганизмдерді, мәселен, ашытқыларды қосып пайдаланып, сапалы сусын – қымыз дайындауға болады. Сыр дайындауда да сүт қышқылы бактерияларының маңызы зор. Сауылған сүтте көбінесе сүт қышқылы бактериялары кездеседі. Сонымен қатар, май қышқылы бактериясының да болатыны анықталған. Май қышқылы бактериялары сүт қантынан май қышқылын түзеді. Оның иісі аса өткір және үнамсыз болады. Май қышқылы бактерияларының споралары жоғары және төменгі температура-ларға төзімді келеді. Сондықтан бүларды сүтке түсірмеу—сапалы сүт тағамдарын даярлаудың басты шарты.
Сүттегі болатын микроорганизмдердің 90% шіріту бактерияларынан тұрады. Бүлар сүт қантын ашытпағанмен де ондағы белокты ыдыратады. Сөйтіп сүтте аммиак және басқа үнамсыз иісті заттар түзіледі. Алайда шіріту бактериялары қышқыл ортаға төзімсіз болатындықтан, қышқыл сүт тағамдарында шіріту бактериялары кездеспейді.
Сүтте ашытқы саңырауқүлақтарыда болады. Сүт қантынан олар азғана мөлшерде (4,5%) спирт түзеді. Қымыз және кефир сусындарын даярлағанда спирт едәуір мөлшерде жиналады. Өйткені бұл тағамдарда ашытқы саңырауқүлақтар мен сүт қышқылы бактерияларының бірлесіп тіршілік етуіне қолайлы жағдай туады.
Ауалы жерде қышқыл сүт тағамдарында микроскоптық саңырауқүлақтар да тіршілік етеді. Олар бар жерде сүт қышқылы мөлшері азайып, шіріту бактерияларының тіршілігіне қолайлы жағдай туады.Жалпы сүттегі микроорганизмдердің сапасы да, саны да өзгеріп тұрады және ол белгілі бір кезеңмен байланысты.