11. Механизм образования диацетила, ацетоина и ацетальдегида.

Механизм образования диацетила, ацетоинабутанол 2,3 и 3 окибутанол-2 являются продуктами метаболизма аромат образующих молочно-кислых бактерий:Lactococcus diacetylactis, Leiconostoc cremorys, L decstranicum.В меньших количествах эти вещества могут продуцировать S termofilus,L casei,L plantaricum.L brevis, дрожжи, пропионовокислые бактерии, E colli. Ароматобразующие молочнокислые : Lactococcus diacetylactis, L cremoris, L decstranicum из цитрата, содержащегося в молоке в концентрации 0,05-0,35% синтезируют пируват затем диацетил и ацетоил (схема 5) Разные микроорганизмв начинают образовывать эти продукты при различных рН.Это необходимо учитывать при проведении ферментации и ее продолжительности, а т ж рН. ,Leiconostoc и дрожжи для получения диацетила могут использовать т ж глюкозу по схеме 6. При сбраживании цитрата молочнокислыми стрептококками по схеме 5 на 1 этапе образуются уксусная и щавелевая кислоты .Последняя превращается в пируват, а он декарбоксилируется до активной формы ацетальдегида. Для протекания этой реакции требуется наличие тиаминпирофосфата,а для лейконостоков еще наличие марганца .Образуется активный комплекс

Активный ацетальдегид вступает в реакцию с др молекулой пирувата образуя αацетомолочную кислоту,которая при декарбоксилировании образует ацетон, а он может обратимо восстанавливаться в 2,3 бутиленгликоль.

По второму пути ароматобразующие молочнокислые бактерии могут использовать активированный ацетальдегид и ацетил КоА для синтеза диацетила.

В аэробных условиях при высоком редокс потенциале диацетил может образовываться молочно кислыми бактериями непосредственно из α ацетомолочной кислоты. При ее спонтанном окислительном декарбоксилировании.

При сбраживании глюкозы, а не цитрата лейконостоками и дрожжами диацетил получается как в схеме 6. Молочннокилый стрептококк синтезирует диацетила меньше чем ацетоин. Это объясняется дефицитом в среде необходимого для синтеза ацетила КоА. А так же диацетил восстанавливается в диацетоин под действием диацетилредуктазы, которую выделяют как молочнокислые стрептококки так и лактобактерии. Активность этого фермента возрастает при увеличении температуры, рН и падении редокспотенциала. Для образования максимально развитого аромата в кисломолочные продукты целесообразно использовать многоштаммовые закваски с низкой диацетилредуктазной активностью и поддерживать рН среды ниже 5,5, оптимальный 4,7 температура 21-28 ºС.Образованию диацетила способствует добавление в молоко цитрата и аэрация закваски. Для сохранения диацетила закваску и готовый продукт быстро охлаждают до 5-8 ºС.Содержание диацетила в закваске 0,2-0,3 мг%.В кисломолочных продуктах его содержание не более 0,4мг%.Более значительное его количество накапливается в сметане 0,5-0,7 мг%. В твердых сырах диацетила мало ,поэтому на вкус и аромат не влияет .Входит в состав компонентов ,оказывая косвенное влияние на образование аромата.

Механизм образования ацетальдегида. Молочнокислые бактерии лактококки, лейконостоки, термофильные стрептококки, пропионовокислые, уксусно кислые бактерии, кишечная палочка, дрожжи образуют в результате метаболитических процессов ацетальдегид. схема 7 Основные пути образования ацетальдегида микроорганизмами.

Молочнокислые бактерии образуют его из углеводов,но могут использовать цитраты, аминокислоты, треонин, аланин, а т ж нуклеиновые кислоты и фосфолипиды. Главный источник ацетальдегида в заквасках кисломолочных продуктов в сырье является пируват и ацетилфосфат. Дрожжи декарбоксилируют пируват непосредственно в ацетальдегид при производстве йогурта L bulgaricum используют аминокислоту треонин. В процессе хранения заквасок кисломолочных и др продуктов содержание ацетальдегида снижается за счет превращения егог в этанол,а так же он используется на образование ацетата, диацетила, ацетоина ( схема 5,6)Ацетальдегид является важным компонентом вкуса многих молочных продуктов. При высоких его концентрациях появляется резкий привкус. Культуры микроорганизмов накапливаются в молоке от 1 до 25 мг/кг ацетальдегид а Наибольшее его количество образуют L bulgaricum с совместным культивированием S termofilus более 20 мг/кг. Такая же высокая концентрация ацетальдегида 13-16 мг/кг характерна для йогурта. Это придает ему типичный вкус и запах.Leiconostoc и L diacetilactis продуцируют ацетальдегид 6 мг/кг. Принято считать, что для формирования приятного вкуса и аромата кисломолочных напитков и кислосливочного масла. Важно соотношение между диацетилом и ацетальдегидом.Оптимальное соотношение получают при использовании закваски, содержащей ароматобразующие молочнокислые стрептококки L diacetilactis,Leiconostoc cremoris в соотношении этих культур 4:1. При соотношении 3:1 и ниже продукты имеют невыраженный вкус ил привкус йогурта.