В качестве побочных продуктов брожения при этом получаются бутиловый спирт, ацетон, этиловый спирт, уксусная кислота
• Химизм масляно-кислого брожения. При этом брожении сахар претерпевает те же превращения, что и при спиртовом и гомоферментативном молочнокислом брожениях, вплоть до образования пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота при участии кофермента А (КоА) расщепляется до ацетилКоА (), . Две молекулы образовавшегося двууглеродного соединения конденсируются при участии фермента карболигазы. Из синтезированного четырехуглеродного соединения (ацетоацетилКоА) в сложном цикле последовательных превращений образуется масляная кислота.
• Возбудители масляно-кислого брожения. Масляно-кислые бактерии представляют собой подвижные довольно крупные грамположительные палочки, они образуют споры, которые располагаются центрально или ближе к концу палочки, придавая ей форму веретена или теннисной ракетки. Споры довольно термоустойчивы, выдерживают кипячение в течении нескольких минут.
Особенностью этих бактерий является наличие в клетках запасного вещества - крахмалоподобного полисахарида гранулезы (в виде зернышек - гранул), окрашивающегося йодом в синеватый или коричневато-фиолетовый цвет.
Эти бактерии - строгие анаэробы. Оптимальная температура их развития 30-40°С, но есть и термофильные, у которых оптимум 70°С. Они чувствительны к кислотности среды: оптимум рН 6,9-7,4, а при рН ниже 4,5-4,9 развитие прекращается.
Масляно-кислые бактерии относятся к семейству Bacillaceae рода Clostridium. Типичным их представителем является Cl.butyricum.
Многие из них способны сбраживать не только простые сахара, но и более сложные соединения - декстрины, крахмал, пектиновые вещества, глицерин, соли молочной кислоты. По отношению к источникам азота эти бактерии неприхотливы. Они могут усваивать азот как белковый и аминокислотный, так и аммонийный; некоторые виды используют даже свободный азот из воздуха.
Масляно-кислые бактерии широко распространены в природе. Их постоянные места обитания - почва, илистые отложения на дне водоемов, скопления разлагающихся растительных остатков. А также они встречаются в различных пищевых продуктах.
5. Разложение пектиновых веществ
Межклеточные вещества растительных тканей -- пектины -- найдены в так называемых срединных пластинках, находящихся между индивидуальными клетками тканей растений. Первичные и вторичные - клеточные стенки также содержат полисахариды этого типа.
Пектиновые вещества представляют собой сложные полисахариды, так называемые полигалактурониды, состоящие из остатков а-D-галактуроновых кислот, соединенных -- 1,4-связями.
Имеется три типа пектиновых веществ:
· протопектин -- водонерастворимая составная часть клеточной стенки;
· пектин -- водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, содержащей метилэфирные связи;
· пектиновая кислота -- водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, свободный от метилэфирных связей.
Пектиновая кислота состоит из длинных цепочек галактуроновых кислот, способных после обработки кальциевыми солями к образованию твердого пектинового геля.
Бактерии и грибы способны разлагать пектин, протопектин и пектиновую кислоту.
Микроорганизмы синтезируют три группы экзоферментов:
· протопектиназу, катализирующую разложение протопектина с образованием растворимого пектина;
· пектазу (пектинметилэстеразу), гидролизующую метилэфирную связь пектина с образованием пектиновой кислоты и метилового спирта;
· пектиназу (полигалактуроназу), разрушающую связи между единицами галактуроновой кислоты, пектина или пектиновой кислоты с образованием небольших цепочек, и в конечном счете свободной D-галактуроновой кислоты.
При гидролизе пектиновой кислоты пектиназой в течение первых стадий разложения аккумулируются только небольшие количества свободной D-галактуроновой кислоты. Обычно ферментами разлагаются ди-, три-, тетра- и пентагалактуроновые кислоты. В последующие стадии гидролиза длинные молекулы распадаются под влиянием каталитической деятельности пектиназы, и накапливаются свободная D-галактуроновая кислота и другие соединения.
Продукты распада пектиновой кислоты (галактоза, ксилоза, арабиноза, метиловый спирт, уксусная кислота) подвергаются окислению или сбраживанию разнообразными микроорганизмами. В частности, при анаэробиозе они сбраживаются маслянокислыми бактериями, относящимися к роду Clostridium и др. Продуктами брожения Clostridium pictinovorum являются масляная и уксусная кислоты, а также газы Н2 и С02, a Cl. Felsineum, кроме указанных веществ, образует и небольшое количество ацетона и бутилового спирта.
Пектиновое брожение наблюдается при мочке лубоволокнистых растений -- канатника, льна, кенафа, джута, конопли и др. Целлюлозные волокна этих растений, имеющие промышленное значение, склеены с окружающими их тканями пектином. Для отделения этих волокон необходимо разложить пектин, что осуществляют пектинразлагающие ферменты анаэробных бактерий.