Активация дрожжей

отчет по практике

1.3.1 Спиртовое брожение

Спиртовое брожение осуществляется дрожжами и некоторыми видами бактерий, в ходе него пируват расщепляется на этанол и двуокись углерода. Из одной молекулы глюкозы в результате получается две молекулы питьевого спирта (этанола) и две молекулы углекислого газа. Этот вид брожения очень важен в производстве хлеба, пивоварении, виноделии и винокурении. Если в закваске высока концентрация пектина, может также производиться небольшое количество метанола. Обычно используется только один из продуктов; в производстве хлеба алкоголь улетучивается при выпечке, а в производстве алкоголя двуокись углерода обычно уходит в атмосферу, хотя в последнее время её стараются утилизировать. Процесс спиртового брожения протекает в несколько стадий и при участии многочисленных ферментов. Превращение пирувата в этанол идет в двух последовательных реакциях. В первой происходит его декарбоксилирование.

Реакция необратима, она катализируется пируватдекарбоксилазой, содержащей в качестве кофермента тиаминпирофосфат (ТПФ). Декарбоксилирование пирувата осуществляется через ряд промежуточных реакций. На последнем этапе оксиэтильная группа отщепляется от ТПФ в виде свободного ацетальдегида. Вторая реакция заключается в восстановлении ацетальдегида в этанол за счет восстановления никотинамидаденинди-нуклеотида (НАДН).

Суммарная реакция спиртового брожения имеет вид:

С6Н12О6 + 2 Рi + 2 АДФ 2 С2Н5ОН + 2 СО2 + 2 АТФ + 2 Н2О.

В это уравнение не входят НАДН и НАД+, так как образованный в процессе гликолиза НАДН вновь превращается в НАД+ в результате восстановления уксусного альдегида в этанол. Такая регенерация НАД+ поддерживает в анаэробных условиях непрерывное течение гликолитического процесса. Если бы этого не происходило, то гликолиз не мог бы идти дальше образования глицеральдегид-3-фосфата и, следовательно, невозможно было бы образование АТФ [8].

При спиртовом брожении, вызываемом дрожжами, используются гексозы; пентозы не сбраживаются. Легче всего дрожжи сбраживают глюкозу и фруктозу, значительно труднее - маннозу и особенно галактозу. Сахароза и мальтоза сбраживаются только после предварительного гидролиза до гексоз, осуществляемого ?-фруктофуранозидазой и ?-глюкозидазой соответственно. Лактозу сбраживают только особые дрожжи Saccharomyces fragilis, содержащие ?-галактозидазу, которая гидролизует этот дисахарид с образованием глюкозы и галактозы. Дрожжи сбраживают весьма высокие концентрации сахара, достигающие 60%, и накапливают в среде 10-15% этанола. Высокомолекулярные полисахариды (крахмал, инулин, гемицеллюлозы, целлюлоза) и продукты их неполного гидролиза не сбраживаются дрожжами, поскольку они не способны проникать через клеточные мембраны, а сами дрожжи не синтезируют ферменты, которые могли бы выделиться в окружающую среду и осуществить гидролиз этих полисахаридов до сбраживаемых сахаров.

Брожение начинается уже при замесе теста. В первые 1 - 1,5 ч дрожжи сбраживают собственные сахара муки - глюкозу, фруктозу; пентозы не сбраживаются. Мальтозу, которая образуется под воздействием фермента ?-амилазы на крахмал, дрожжи сбраживают после гидролиза ее ферментом дрожжей -?-глюкозидазой - на две молекулы глюкозы. Установлено, что пока концентрация глюкозы в среде не упадет до 0,2 … 0,6%, мальтоза дрожжами не сбраживается. Глюкоза активирует «мальтозимазную» репрессивную систему, ингибирующую синтез мальтазы (?-глюкозидазы). Сбраживание мальтозы начинается, как правило, только после лаг-периода; дисахарид проникает в клетку с помощью пермеаз.

Интенсивность спиртового брожения зависит от количества дрожжей и их бродильной активности, температуры, рецептуры, влажности теста, степени обработки теста, дозировки и вида улучшителей. Так, с повышением температуры с 26 до 35?С интенсивность газообразования возрастает в 2 раза. Интенсивный замес теста ускоряет брожение на 20 - 60%. Значительное влияние на процесс брожения оказывает наличие в полуфабрикатах растворимых форм азота, минеральных соединений, витаминов, необходимых дрожжам. Оптимум рН спиртового брожения 4 - 6.

Делись добром ;)