Уксуснокислое и лимоннокислое брожение - Биология и естествознание реферат

Главная

Биология и естествознание
Уксуснокислое и лимоннокислое брожение

Обзор анаэробного метаболического распада молекул питательных веществ без окисления. Возбудитель уксуснокислого брожения. Развитие уксуснокислых бактерий в напитках. Способ получения столового уксуса. Промышленное получение и применение лимонной кислоты.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

К брожению в строгом смысле слова относятся те процессы получения энергии, при которых отщепляемый от субстрата водород переносится в конечном счете на органические акцепторы. Кислород в процессах брожения не участвует. Л.Пастер называл брожение жизнью без воздуха.
Причины брожения были установлены еще в середине XIX в. Л. Пастером, который показал, что в аэробных условиях дрожжи образуют из определенного количества сахара примерно в 20 раз больше клеточного материала, чем в анаэробных. Он открыл также, что кислород подавляет брожение. Этот эффект, получивший название эффекта Пастера, приобрел с тех пор известность как один из классических примеров регуляции обмена веществ.
В 1896--1897 гг. было обнаружено «бесклеточное брожение» -- брожение, вызываемое растертыми прессованными пивными дрожжами. Это первый сложный биохимический процесс, осуществленный вне клетки. Позднее было установлено, что для сбраживания глюкозы дрожжам необходим неорганический фосфат. Иначе говоря, брожение -- процесс превращения соединений углерода как в анаэробных, так и аэробных условиях. Большинство аэробных микроорганизмов окисляет органические питательные вещества в процессе дыхания до СО и воды. Поскольку в молекуле СО 2 достигается высшая степень окисления углерода, то говорят о полном окислении и отличают этот тип дыхания от неполного окисления, при котором в качестве продуктов обмена выделяются частично окисленные органические соединения. Конечными продуктами неполного окисления могут быть уксусная, лимонная кислоты и ряд других соединений. Эти продукты сходны с теми, которые образуются при брожениях в анаэробных условиях (масляная, пропионовая кислоты и др.); неполное окисление называют также окислительным брожением.
Уксусная кислота образуется уксуснокислыми бактериями, которые окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты (уксуса) с выделением небольшого количества энергии:
Этиловый спирт > уксусная кислота + Н2О + 494 кДж/моль.
Процесс, осуществляемый уксуснокислыми бактериями, -- это типичное окисление (брожение) в аэробных условиях, так как уксусная кислота далее подвергается окислению бактериями до диоксида углерода и воды.
Возбудителем уксуснокислого брожения является Mycoderma aceti (уксусный гриб). Уксуснокислое брожение было известно в глубокой древности. Например, в оставленном на воздухе сосуде с виноградным вином или пивом через день-два на поверхности напитков появляется сероватая пленка, а пиво и вино мутнеют и прокисают.
Уксуснокислые бактерии (рис. 1) -- это не образующие спор короткие грамотрицательные палочки, расположенные цепочками. Встречаются как подвижные, так и неподвижные штаммы. Бактерии являются строгими аэробами, развиваются только на поверхности субстрата, образуя пленку, которая моментально распадается при легком покачивании жидкости. Все виды (25) уксуснокислых бактерий объединены в род Acetobacter (в дальнейшем Acet.). Ниже приведена характеристика некоторых видов.
Рис. 1. Уксуснокислые бактерии: а -- Acet . aceti ; б -- Acet . pasteuriurianum
Acet. aceti ( см. рис. 1, а) -- короткая грамотрицательная палочка, неподвижная, спор не образует. Располагается цепочками, выдерживает до 11 % спирта в среде. На поверхности пива образует пленку. Оптимальная температура роста 34 °С. Окрашивается йодом в желтый цвет.
Acet. pasteurianum по форме похожа на Acet. aceti. На поверхности напитков образует сухую складчатую пленку. Окрашивается йодом в синий цвет (см. рис. 1, б).
Acet. orleanense развивается на слабых растворах виноградного вина. Образует шелковидную довольно прочную пленку. Выдерживает до 12 % спирта в среде и образует до 9,5 % уксусной кислоты. Используется при изготовлении уксуса из виноградного вина медленным способом.
Acet. schuetzenbachii используется при быстром (немецком) способе получения уксуса. Культивируется на буковых стружках, орошаемых разведенным и подкисленным этиловым спиртом. Клетки бактерий хорошо фиксируются на поверхности стружек и образуют сплошную пленку. Накапливается до 11,5 % уксусной кислоты.
Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе. Они встречаются на зрелых плодах, ягодах, в квашеных овощах, вине, пиве, квасе.
Уксус (уксусная кислота) является продуктом широкого потребления, особенно у народов, живущих в более жарком климате. Наибольшее распространение имеют два метода получения уксуса: орлеанский (французский) и немецкий (скорый).
По французскому методу получают уксус наивысшего качества. В этом случае уксуснокислому брожению подвергаются виноградные вина, которые помещают в чаны для брожения. Чаны заполняют смесью вина с уксусом (4 % алкоголя и 2 % уксусной кислоты).
Процесс идет несколько недель до получения уксуса с содержанием уксусной кислоты 5... 6 %. За этот срок успевают образоваться ароматические вещества -- «букет», придающие уксусу высокие качества, подобно тому, как качество вин повышается выдерживанием их после брожения в подвалах. Брожение заканчивают прежде, чем исчезнет весь алкоголь, так как бактерии после его потребления могут окислять и уксусную кислоту до СО 2 и Н 2 О.
Продолжительность процесса увеличивает стоимость уксуса.
Принцип быстрого, или немецкого, способа получения уксуса заключается в создании возможно большей поверхности окисления спирта. Поверхность создается рыхло скрученными буковыми стружками, помещаемыми в чан (рис. 2) и смачиваемыми подкисленным спиртом. Этот раствор заливается в чан сверху и медленно перетекает вниз. Спирт окисляется до уксусной кислоты, которая собирается внизу и удаляется. Столовый уксус, полученный этим методом, должен содержать около 4,5 % уксусной кислоты.
Рис. 2. Бродильный чан для производства уксуса. Культивирование на субстрате в потоке питательной среды: 1 -- лоточки; 2 -- аппарат для заливки затора; 3 -- термометры; 4 -- ложное дно; 5 -- воздушник; 6 -- кран; 7 -- водомерное стекло, 8 -- стружки
В чанах (генераторах), которые могут работать непрерывно несколько лет, часто появляются вредители уксуснокислого производства -- угрицы -- мелкие, длиной 1...2 мм черви, которые питаются уксуснокислыми бактериями. Уксус становится мутным, приобретает неприятный привкус, поэтому его необходимо пастеризовать и фильтровать.
В настоящее время уксус получают на заводах глубинным способом в ферментерах (закрытых герметических емкостях). Аэробные условия в ферментерах создают путем подачи стерильного воздуха и перемешивания среды. Глубинный способ предотвращает загрязнение, повышает качество продукта и производительность труда.
Спонтанное развитие уксуснокислых бактерий в вине, пиве, квасе, безалкогольных напитках и других продуктах приводит к их порче: прокисанию, помутнению, ослизнению.
Уксуснокислые бактерии помимо этилового могут окислять и другие спирты, например пропиловый спирт в пропионовую кислоту, бутиловый -- в масляную. Некоторые уксуснокислые бактерии окисляют глюкозу в глюконовую кислоту, происходит глюконовокислое брожение.
Глюконовая кислота применяется в медицине, ветеринарии, фармацевтической промышленности. Глюконовую кислоту образуют и многие аспергиллы и пенициллы. Так, у Asp. niger этот процесс может идти с высоким выходом даже в 30... 35%-ных растворах глюкозы, если выделяющуюся глюконовую кислоту нейтрализовать карбонатом кальция.
Особый интерес представляет окисление некоторыми уксуснокислыми бактериями многоатомных спиртов, производных сахаров, например сорбита в сорбозу.
С помощью бактерий Gluconobacter oxydans (рис. 3) из растворов, содержащих до 30 % сорбита, получают сорбозу с выходом 90 %. Сорбоза используется для получения аскорбиновой кислоты (витамина С).
уксуснокислый лимонный брожение бактерия
Имеет значение окисление уксуснокислыми бактериями глицерина в диоксиацетон, который является ценным продуктом для химической промышленности.
До 1890-х гг. лимонную кислоту получали в виде кристаллов из сока цитрусовых. Однако выход ее составлял 7...9%, что было экономически невыгодно.
После того как лимонная кислота была обнаружена в культурах грибов, были разработаны основы получения ее в промышленном масштабе. Было установлено, что один из видов грибов -- Asp. niger -- превосходно растет на средах с начальным рН 2,5... 3,5 и выделяет большие количества лимонной кислоты. Низкий начальный рН позволяет избежать бактериального загрязнения.
Промышленное получение лимонной кислоты до сих пор часто ведется без соблюдения стерильности, поверхностным способом в кюветах. В бродильные камеры помещают алюминиевые кюветы размерами 2 х 2,5 х 0,15 м, заполненные на высоту 8 см раствором мелассы, инокулированные спорами гриба. Их выдерживают при температуре 30 °С в течение 8... 11 дней. Выход лимонной кислоты весьма значительный. После спуска лимонной кислоты можно снова подвести под мицелий гриба свежую питательную среду. Лимонную кислоту осаждают из раствора, добавляя карбонат кальция, а затем перекристаллизовывают и выделяют с помощью серной кислоты.
При отсутствии в питательной среде сахара Asp. niger может окислить лимонную кислоту до щавелевой и уксусной кислот, СО 2 и Н 2 О.
В настоящее время лимонную кислоту получают и глубинным способом.
Лимонная кислота используется в кондитерской промышленности, производстве безалкогольных напитков, сиропов, в кулинарии, медицине и др.
Брожение (тж. сбраживание, ферментация) -- это, в наиболее строгом смысле, анаэробный метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы, без окисления в чистом виде. Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию; оно просто позволяет продолжаться гликолизу (процесс, выходом которого на одну молекулу глюкозы являются две молекулы АТФ), восполняя восстановленные коферменты. Результатом брожения являются этанол, углекислый газ, другие продукты, а далее - молочная кислота, уксусная кислота, этилен и другие восстановленные метаболиты.
Аэробы -- микроорганизмы, использующие атмосферный кислород в качестве конечного акцептора электронов (водорода) при биологическом окислении .
Брожение уксуснокислое -- это брожение, приводящее к образованию уксусной кислоты; вызывается некоторыми микроорганизмами в аэробных условиях.
1. Азаров В.Н. Основы микробиологии и санитарии .- М: Экономика, 1986 .- 452с.
2. Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена .- М: Академия, 2005 .- 304с.
3. Микробиология /Под ред. И.Л. Дикого .- Киев: Профессионал, 2004 .- 623с.
4. Микробиология, гигиена и санитария в торговле /Под ред. Т.П. Трушина .- Ростов н/Д: Феникс, 2000 .- 320с.
5. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии /Под ред. А.А. Воробьева .- М: Высшая школа, 2001 .- 224с.
Общая информация о пропионовокислых бактериях. Основные продукты пропионовокислого брожения, химизм, особенности. Зависимость соотношения продуктов брожения от степени окисленности источника углерода. Применение пропионовокислых бактерий в промышленности. реферат [71,4 K], добавлен 01.06.2010
Брожение как процесс анаэробного расщепления органических веществ, его основные причины. Исследование химических процессов при спиртовом брожении. Использование спиртового брожения в основе производства этилового спирта, пива, вина и пекарских дрожжей. контрольная работа [39,8 K], добавлен 17.09.2016
Классификация бактерий, их рост и способы размножения, морфологические и культуральные признаки. Строение бактериальной клетки. Клеточная стенка прокариот. Химизм спиртового брожения. Технология получения этилового спирта, пива, вина и пекарских дрожжей. реферат [690,6 K], добавлен 04.07.2015
Питание бактерий. Способы поступления питательных веществ в клетку. Классификация бактерий по типам питания, источникам энергии и электронам. Пропионовокислое брожение, его основные участники, их характеристика, использование в народном хозяйстве. контрольная работа [28,8 K], добавлен 29.11.2010
Типы дыхания микроорганизмов. Транспорт электронов при дыхании и различных типах анаэробного способа получения энергии. Наиболее доступные источники углерода для бактерий. Механизм поступления питательных веществ. Использование неорганического азота. реферат [799,3 K], добавлен 26.12.2013
Компоненты бактериальной клетки, их функции. Энергетический обмен микробов. Способы получения энергии – брожение, дыхание. Типы дыхания бактерий. Влияние на микробную клетку ядовитых веществ. Стафилококковая интоксикация, возбудитель и его токсин. контрольная работа [27,3 K], добавлен 08.08.2009
Основные виды процессов брожения. Характеристика продуктов, получаемых путем ацетоно-бутилового брожения - ацетона, бутанола, масляной кислоты. Методы культивирования продуцентов биологически активных веществ. Пути интенсификации процессов биосинтеза. дипломная работа [1,2 M], добавлен 09.05.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Уксуснокислое и лимоннокислое брожение реферат. Биология и естествознание.
Реферат На Тему Партизанський Рух На Україні
Курсовая работа по теме Хранение данных в системе сетевых технологий
Контрольная Работа На Тему Особенности Применения, Подготовки И Печати Рекламных Буклетов
Таңғажайып Қазақстан Эссе
Сочинение Рассуждение 15.3 Аргументы
Реферат: Социальное партнерство в сфере труда 8
Контрольная работа: Освоение Северной Америки в 1700-1800 гг.
Итоговая Контрольная Работа Общество 6 Класс
Учебное пособие: Підготовка гірських порід до виймання
Курсовая работа по теме Обмежена матеріальна відповідальність працівників
Пенсии Курсовая
Курсовая работа: Управленческое консультирование в России
Реферат по теме Принцип работы и назначение телескопа
Курсовая Работа На Тему Система Конституционного Права
Курсовая работа по теме Возведение кирпичного здания
Конфликты В Педагогическом Коллективе Реферат
Дипломная Работа На Тему Пути Повышения Производительности Труда И Его Оплаты С Оценкой Их Эффективности На Примере( Зао "Куйбышевское")
Правила Оформление Дипломной Работы По Госту
Эссе На Тему Древние Города Таджикистана
Реферат по теме Советско-Финляндская война 1939 года
Вплив іонів міді, кадмію та заліза на активність та ізоферментний спектр гваякол пероксидази тютюну - Биология и естествознание курсовая работа
Причины возникновения терроризма и защита от него - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Адаптация в условиях высокогорья - Биология и естествознание курсовая работа