Анаэробные процессы - раздел Биология, Микробиология является сравнительно молодой наукой К Анаэробным Процессам Относятся Спиртовое, Молочнокислое, Пропионовокислое, ...
К анаэробным процессам относятся спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое брожение и брожение пектиновых веществ.
Спиртовое брожение.Вызывается аскомицетовыми дрожжами рода Saccharomyces, a также некоторыми бактериями и отдельными представителями мукоровых грибов. Основные возбудители этого брожения дрожжи-сахаромицеты, являющиеся факультативными анаэробами (рис.5.1). В аэробных условиях дрожжи получают энергию путем полного окисления моно- и дисахаридов до СО2 и Н2О, т.е. путем аэробного дыхания. Этот процесс лежит в основе производства хлебопекарных (прессованных) и кормовых дрожжей, где необходимо, чтобы сахар потреблялся, главным образом, на размножение дрожжей, в результате чего накапливалась бы значительная биомасса.
В анаэробных условиях необходимую для жизнедеятельности энергию дрожжи получают путем сбраживания моно- и дисахаридов по следующему суммарному уравнению:
С6Н12О6 --» 2СНзСН2ОН + 2СО2 +118 кДж
Глюкоза Этиловый спирт
Рис. 5.1. Дрожжи рода Saccharomyces
Процесс этот, как и любое брожение - сложный многоэтапный протекающий при участии комплекса разнообразных ферментов, имеющихся у дрожжей. Каждая стадия катализируется соответствующим ферментом.
Наряду с основными продуктами брожения в незначительных количествах образуются побочные продукты: глицерин, уксусный альдегид, уксусная и янтарная кислоты, сивушные масла (смесь высших спиртов).
Общие условия спиртового брожения. На развитие дрожжей и ход брожения оказывают влияние многие факторы, состав сбраживаемой среды, содержание спирта, температура, рН, раса дрожжей.
Большинство дрожжей способы сбраживать моносахариды (глюкозу, фруктозу) и дисахариды (сахарозу, мальтозу). Некоторые дрожжи могут сбраживать пентозы (ксилозу, арабинозу). Крахмал дрожжи не сбраживают, так как амилолитические ферменты у них отсутствуют, поэтому крахмалистое сырье для бродильных производств предварительно подвергают осахариванию при участии ферментов амилаз различного происхождения.
Концентрация сахара 10-15 % наиболее благоприятна для большинства дрожжей.
В качестве источника азота для дрожжей наиболее благоприятны аммонийные соли органических кислот, могут использоваться также аминокислоты.
На дрожжи оказывает неблагоприятное действие этиловый спирт, накапливающийся в среде. Отношение различных дрожжей к спирту неодинаково. Угнетающее действие проявляется уже при концентрации 2-5об.%, брожение прекращается в большинстве случаев при 12-14 об.%. Имеются и спиртоустойчивые дрожжи, они выносят до 18 об.% спирта.
По отношению к температуре дрожжи-сахаромицеты подразделяются на верховые и низовые. Верховые, или дрожжи верхового брожения вызывают бурное и быстрое брожение при температуре 20-280С, всплывают на поверхность под действием выделяющегося диоксида углерода. По окончании брожения дрожжи оседают на дно бродильных сосудов, образуя рыхлый осадок.
Низовые, или дрожжи низового брожения осуществляют более спокойное или медленное брожение, особенно если его ведут при температуре 5-100С. Газ выделяется постепенно, пены образуется меньше. По окончании брожения дрожжи оседают на дно сосуда, образуя плотный осадок.
Спиртовое брожение протекает при кислых значениях рН 4 - 4,5. При подщелачивании среды до рН 8 или при введении в среду сульфита (или бисульфита) натрия дрожжи в качестве основного продукта брожения накапливают не спирт, а глицерин (до 40% по отношению к сброженному сахару). Это так называемая глицериновая форма спиртового брожения:
2С6Н12О6 + Н2О = 2СН2ОНСНОНСН2ОН + СН3СН2ОН +
глюкоза глицерин этиловый спирт
+ СН3СООН + 2СО2 + Х кДж
уксусная кислота
Этот процесс используется для промышленного получения глицерина, применяющегося в различных отраслях промышленности.
Ряд пищевых производств основан на жизнедеятельности дрожжей-сахаромицетов, вызывающих спиртовое брожение. Оно лежит в основе производства этилового спирта, пива, вина, а также хлебопечения.
Совместно с молочнокислым брожением оно используется для производства кваса, кефира, кумыса.
Микробиология наука о мельчайших живых существах микро организмах которые широко распространены в природе Мир микроорганизмов включает много... Иногда к микроорганиз мам относят вирусы которые не имеют клеточного строения... Микроорганизмы играют очень важную роль в круговороте веществ на Земле участие в круговороте углерода в...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Анаэробные процессы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Бактериальной (прокариотной) клетки.
К обязательным структурам клетки относятся: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы, нуклеоид (рис.3).
Клеточная стенка придает форму клетке, предохраняет её от неблагопри-
Конструктивный обмен
Конструктивный обмен веществ заключается в биосинтезе основных клеточных компонентов из поступивших в клетку веществ питательной среды. Конструктивный обмен направлен на синтез четы
Химический состав клеток микроорганизмов
В клетках микроорганизмов содержится 75-85% воды, остальные 15-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Связанная вода входит в сос
Энергетический обмен
Для переноса питательных веществ через ЦПМ и синтеза из них основных компонентов клетки, размножения, движения, микроорганизмам необходима энергия, поэтому отдельные химические реакции, обусловлив
Получение энергии хемогетеротрофами.
Способы получения энергии хемогетеротрофами лежат в основе важнейших биохимических процессов, используемых в пищевых производствах или лежащих в основе порчи сырья, полуфабрикатов и готовой проду
Микроорганизмов.
Для культивирования микроорганизмов применяют питательные среды, которые должны содержать все вещества, необходимые для их роста. Предложены сотни различных сред для культивирования
Основные типы питательных сред
По составу принято выделять естественные или натуральные среды неопределенного состава и синтетические среды.
Естественными (натуральными) назыв
Способы культивирования микроорганизмов.
Культивирование микроорганизмов можно поводить поверхностным или глубинным, периодическим или непрерывным методами, в аэробных или анаэробных условиях. Большое значение при выборе с
Температура.
Важнейшим фактором внешней среды является температура. Она определяет скорость размножения микроорганизмов, а также интенсивность протекания химических реакций в процессах обмена веществ в клетках.
Влажность
На жизнедеятельность микроорганизмов большое влияние оказывает влажность среды. Вода входит в состав их клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Питательные вещества
Осмотическое давление.
Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. В естественных средах обитан
Концентрация водородных ионов
Концентрация водородных ионов (рН) в среде обитания является важным фактором, определяющим возможность роста и размножения микроорганизмов. Водородный показатель реакции среды рН показывает степень
Окислительно-восстановительные условия среды.
Молекулярный кислород является одним из важнейших факторов внешней среды, определяющим направление биохимических реакций, осуществляемых микроорганизмами в энергетическом обмене. Отношение микроорг
Энергия электромагнитных излучений
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии, представляющих собой электромагнитные колебания с различной длиной волны, проявляется по-разному. Биологическое действие излучений зав
Ионизирующие излучения.
К ним относятся космические, рентгеновские лучи и радиоактивные излучения (a-, b- , g лучи), возникающие при распаде радиоактивных элементов. Они имеют наиболее короткую дли
Ультрафиолетовые лучи.
Действие Уф-лучей на микроорганизмы сходно с ионизирующими излучениями: они вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облуче
Лазерное излучение.
Это излучение представляет собой фокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового спектров. Оно обладает очень большой энергией и способно вы
Ультразвук
Ультразвуки (УЗ)1 - это механические колебания с частотами выше 20000 Гц2(20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком.
УЗ-колебания ускоряют
Биотические факторы
В естественных условиях обитания, в том числе и на пищевых продуктах, совместно развиваются различные микроорганизмы. В процессе эволюции возникли и сформировались различные формы взаимоотношений м
Ассоциативные формы симбиоза.
Ассоциативные взаимоотношения широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ в природе. К ассоциативным взаимоотношения относятся метабиоз, мутуализм
Антагонистические формы симбиоза.
Это группа симбиотических взаимоотношений, которые выражаются в явлениях антагонизма, антибиоза, паразитизма и хищничества.
Антагонизм - это такой тип взаимоотношений,
Антропогенные факторы.
Этот вид экологических факторов является следствием хозяйственной деятельности человека, в процессе которой происходит загрязнение окружающей среды. Основными источниками загрязнени
Практическое использование спиртового брожения
Этиловый спирт находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. Основными потребителями спирта являются пищевая, медицинская и химическая промышленности. Ведущиес
Молочнокислое брожение
Оно вызывается молочнокислыми бактериями и является для них единственным источником энергии. Молочнокислое брожение - это процесс превращения ими углеводов в молочную кислоту.
Пропионовокислое брожение
Оно вызывается пропионовокислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium (рис.5.3 а).
Единственным источником энергии для них является процесс сбраживания раз
Маслянокислое брожение
Маслянокислое брожение представляет собой сложный процесс превращения сахара маслянокислыми бактериями в анаэробных условиях с образованием масляной кислоты, диоксида углерода и водорода по уравнен
Практические значение маслянокислого брожения
В природе маслянокислым бактериям принадлежит важная роль в круговороте углерода в природе. Масляная кислота - широко распространенный продукт анаэробного разложения различных орган
Ацетонобутиловое брожение.
Близким к маслянокислому является ацетонобутиловое брожение, в процессе которого образуется значительно большее количество бутилового спирта и ацетона, чем при обычном маслянокислом брожении. При э
Брожение пектиновых веществ.
В растениях, особенно в плодах, ягодах, корнеплодах содержится много пектиновых веществ. Они входят в состав срединных пластинок и склеивают между собой растительные клетки. Пектино
Аэробные процессы.
Они осуществляются хемогетеротрофами в присутствии молекулярного кислорода, но в отличие от аэробного дыхания (полного окисления) являются процессами неполного окисления. Часто их называют "
Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями
Этот процесс был известен человеку в глубокой древности - в оставленном на воздухе вине или пиве через некоторое время появлялась легкая муть, а на поверхности - более или менее плотная пленка. Пр
Окисление других спиртов и сахара уксуснокислыми бактериями
Уксуснокислые бактерии могут окислять и другие одноатомные спирты ( например, пропиловый спирт в пропионовую кислоту, бутиловый – в масляную). Метиловый спирт и одноатомные высшие спирты эти бактер
Окисление углеводов мицелиальными грибами
Неполное окисление углеводов молекулярным кислородом с образованием органических кислот (лимонной, щавелевой и др.) могут осуществлять мицелиальные грибы, которые, как и уксуснокислые бактерии, я
Окисление жиров и высших жирных кислот
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. Жиры - высокомолекулярные соединения и в неизменном виде внутрь клетки попасть не могут. Поэтому вначале происходит гидроли
Превращение органических веществ, содержащих азот
Кроме рассмотренных выше микробиологических процессов превращения органических углеродсодержащих соединений, большое значение имеют превращения органических азотсодержащих веществ.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов