Брожение – один из основных биохимических процессов, в результате которых человек получает доступ к обогащению своего рациона разнообразными пищевыми ресурсами, содержащими протеины, аминокислоты и витамины. Без продуктов брожения человек бы был лишен хлеба и вина. Кроме широко известных в народе продуктов действия бактерий-бродильщиков, таких как спирт и молочная кислота, людьми широко используются продукты, которые производят маслянокислые бактерии (Clostridium). Правда, к пищевому рациону человека эти продукты совсем не относятся.
Особенности брожения
Само по себе брожение представляет собой процесс, который происходит внутри клетки и обеспечивается за счет внутреннего метаболизма живого организма. В результате такой «живой кухни» клетка получает необходимую ей энергию в виде АТФ (аденозинтрифосфат), а во внешнюю среду она выводит те продукты, которые образовались в процессе регенерации и для жизни самой клетки не пригодились.
При молочнокислом брожении таким невостребованным остатком является молочная кислота (лактат), при спиртовом брожении – этанол и диоксид углерода, а при маслянокислом брожении – масляная кислота, водород и еще несколько полезных побочных продуктов, которые человек научился использовать в своей химической промышленности.
Живыми клетками, которые обеспечивают переработку исходных продуктов через свой метаболизм, и производят продукты маслянокислого брожения, являются анаэробные бактерии Клостридиум бутирикум (Clostridium butyricum), Клостридиум ацетобутиликум (Clostridium acetobutylicum) и т.д. Все виды маслянокислых прокариотов относят к роду Клостридии группы эубактерии (истинные бактерии).
Изученные маслянокислые бактерии являются спорообразующими: либо продуцентами, либо редуцентами. Их споры имеют эндогенную природу, развиваются внутри клетки, если эта клетка попала в неблагоприятные условия, и уничтожаются только антибиотиками. По Граму окрашиваются положительно и внешне выглядят как палочки. В кислородной среде маслянокислые бактерии погибают, поэтому их относят к облигатным анаэробам.
Как происходит процесс
Базовый процесс брожения через бактерию масла выглядит следующим образом:
- В бактериальную клетку поступают углеводы или другие соединения, содержащие глюкозу.
- За счет клеточного анаэробного метаболизма с применением фосфорных остатков сахар окисляется.
- В результате реакций окисления из глюкозы образуются: масляная кислота, уксусная кислота, углекислый газ и энергия для клетки.
Образовывающаяся масляная кислота представляет собой жирную одноосновную карбоновую кислоту, которая незаменима при производстве ароматизаторов, пластификаторов, флотореагентов (пенообразователей).
Маслянокислые бактерии используются при производстве:
- бутанола,
- каучука,
- взрывчатки.
Освоение применения масляной кислоты, которую производят маслянокислые бактерии – новый уровень организации химического производства, которое может стать более экологичным и при правильном подходе не требует больших затрат.
Бактериальная жизнь
Кроме той пользы, которую человек научился извлекать из образа жизни маслянокислых прокариотов, эти микроорганизмы играют огромную роль в существовании многих важных экосистем:
- маслянокислые бактерии, живущие в почве, разлагают органику на простые неорганические соединения (работают редуцентами);
- некоторые маслянокислые бактерии фиксируют азот даже из воздуха, что доступно очень узкому кругу живых организмов.
Несмотря на свою очевидную пользу, эти микроорганизмы постоянно усложняют быт человека тем, что портят его еду:
- Если пропало сливочное масло, это бактерии завелись в масле и взялись за его переработку. Именно прогорклый запах в масле – свидетельство разложения бактериями этого продукта на другие составляющие.
- Испорченные консервы, молочнокислые продукты (сыр, творог) – тоже дело Клостридий бутирикум (Clostridium butyricum).
Однако не следует путать деятельность маслянокислых прокариотов с деятельностью в молоке молочнокислых бактерий. Последние не портят молоко, а только сбраживают его с образованием молочной кислоты, превращая в другой вид продуктов (кефир, ряженка).
Бактерии, сбраживающие молоко с образованием молочной кислоты, – неспорообразующие неподвижные кокки. Эти микроорганизмы вызывают свертывание молока в течение 24 часов. После того, как весь сахар сбраживается и в среде повышается уровень кислотности, образование молочной кислоты прекращается.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.
Загрузка...
