Бродіння молочного цукру як основа виробництва кисломолочних продуктів.

Бродіння (також зброджування, ферментація) – це анаеробний метаболічний розпад молекул (наприклад, глюкози) за допомогою мікроорганізмів. Найчастіше, кажучи про бродіння, мають на увазі перетворення цукру на спирт за допомогою дріжджів, але, наприклад, при виробництві кефіру використовується бродіння за допомогою інших бактерій.Молочнокисле бродіння відбувається під час одержання кефіру
та інших молочнокислих продуктів, сиру. Відомі
дві групи молочнокислих бактерій. У першу з них входять
гомоферментативні бактерії, які утворять тільки молочну кислоту.
Молочнокислі бактерії другої групи (гетероферментативні бактерії)
утворюють, крім молочної, ще й оцтову кислоту, а також етиловий
спирт (нерідко в досить значних кількостях), вуглекислий газ,
мурашину кислоту та інші продукти. Співвідношення між цими
продуктами залежить від багатьох умов (температура, рН
середовища та інш.). Найчастіше це обумовлено спільною
діяльністю молочнокислих бактерій із дріжджами. Такого роду
спільні «закваски» часто створюються штучно і широко
використовуються при випіканні хлібу, у виробництві хлібного
квасу і ряду молочнокислих продуктів (сир, кефір, кисляк, кумис
тощо).Широко застосовується молочнокисле бродіння у виробництві
молочної кислоти, яка використовується у ряді галузей харчової
промисловості.За характером бродіння лактози кисломолочні продукти прийнято ділити на 2 групи: 1 - продукти, в основі виготовлення яких лежить молочнокисле бродіння (кисле молоко, ацидофілін, йогурт, сир, сметана); 2 - продукти зі змішаним бродінням - кефір, кумис, курунга та ін

Протеоліз більш інтенсивно протікає в продуктах другої групи, у порівнянні з більшістю продуктів першої групи.1. Бродіння лактозиПри виробництві більшості молочних продуктів в молоко або вершки вносять спеціально підібрані штами молочнокислих, пропіоновокислих бактерій і дріжджів. В результаті життєдіяльності мікроорганізмів відбувається глибокий розпад молочного цукру, ліпідів і білків молока з утворенням численних хімічних сполук.В основі виготовлення цілого ряду молочних продуктів лежать процеси глибокого розпаду молочного цукру під дією мікроорганізмів, звані бродінням.Існує кілька типів бродіння лактози, що розрізняються складом кінцевих продуктів.Початковим етапом всіх типів бродіння є розщеплення молочного цукру на глюкозу і галактозу під впливом ферменту лактази (b-галактозидази).Далі бродінню піддається глюкоза.Подальші перетворення піровиноградної кислоти можуть йти в різних напрямках, які будуть визначатися специфічними особливостями даного мікроорганізму і умовами середовища.Кінцевими продуктами бродіння можуть бути молочна, пропіонова, оцтова, масляна кислоти, спирт та інші з'єднанняМолочнокисле бродіння є основним процесом при виготовленні заквасок, сиру і кисломолочних продуктів, а молочнокислі бактерії - найбільш важливою групою мікроорганізмів для молочної промисловості.Молочнокислі бактерії за характером продуктів зброджування глюкози відносять до гомоферментативних або гетероферментативних.Гомоферментативні бактерії утворюють головним чином молочну кислоту (більше 90%) і лише незначну кількість побічних продуктів.

Гетероферментативні бактерії близько 50% глюкози перетворюють на молочну кислоту, а решта - у етиловий спирт, оцтову кислоту та СО₂

53. Характеристика окремих видів бродіння та їх застосування у технологіях різних видів молочних продуктів У молочній промисловості широко використовується спрямований (ферментативний) гідроліз лактози під дією ферментів дріжджів, молочнокислих та інших бактерій. Ферментативне розщеплення лактози має назву бродіння. У процесі бродіння лактоза розпадається на різноманітні сполуки – кислоти, спирти, ефіри; залежно від кінцевих продуктів бродіння розрізняють молочнокисле, спиртове, пропіоновокисле, маслянокисле, оцтовокисле. Всі види бродіння до утворення піровиноградної кислоти відбуваються в одному напрямку, подальші перетворення піровиноградної кислоти – у різних напрямках, які визначаються особливостями (складом ферментів) мікроорганізмів.Початковим етапом усіх типів бродіння є розщеплення молочного цукру на глюкозу та галактозу під впливом ферменту лактази (β-галактозидази). Далі бродінню піддається глюкоза. Галактоза включається в загальний цикл бродіння після трансформації у глюкозо-6-фосфат. Існує декілька видів бродіння лактози, які мають промислове значення для виробництва молочних продуктів. Молочнокисле бродіння є основним процесом у виробництві кисломолочних напоїв, сиру кисломолочного та сичужного, кисловершкового масла.Процес молочнокислого бродіння кожної гексози молочного цукру виражається сумарним рівнянням

С6Н12О6 + 2Фн + 2АДФ → 2С3Н6О3 + 2АТФ + Н2О.

Разом з молочною кислотою можуть утворюватися також і побічні продукти бродіння.

Молочнокислі бактерії за характером продуктів зброджування глюкози відносять до гомоферментативних або гетероферментативних. Гомоферментативні бактерії утворюють головним чином молочну кислоту (понад 90 %) і лише незначну кількість побічних продуктів. Гетероферментативні бактерії близько 50 % глюкози перетворюють у молочну кислоту, а іншу кількість — в етиловий спирт, оцтову кислоту, вуглекислий газ, ароматичні сполуки – ацетоїн, діацетил, бутандіол та ін. Провести чітку межу між гомо- і гетероферментативними молочнокислими бактеріями за кінцевими продуктами бродіння іноді буває важко. Так, окремими штамами гомоферментативних молочнокислих бактерій утворюється від 8 до 30 % побічних продуктів, а гетероферментативні бактерії під впливом ряду факторів можуть поводитися як гомоферментативні. Крім того, в результаті гомоферментативного бродіння частина глюкози може перетворюватись на органічні кислоти – янтарну, пропіонову, яблучну, а також можуть утворюватись ароматичні сполуки. Спиртове бродіння використовується у виробництві кефіру, кумису та ацидофільно-дріжджового молока. Вони зброджують глюкозу з утворенням етанолу й вуглекислоти. Крім того, в невеликій кількості можуть утворюватись інші спирти (ізобутиловий, пропіловий, гліцерин та ін.), оцтова, пропіонова і янтарна кислоти, а також ацетоїн і діацетил. Пропіоновокисле бродіння має важливе значення для визрівання сирів з високою температурою другого нагрівання. Збудником бродіння є пропіоновокислі бактерії, які перетворюють глюкозу або молочну кислоту в пропіонову й оцтову кислоти. Одночасно утвориться невелика кількість янтарної кислоти. Маслянокисле бродіння відбувається в молочних продуктах під дією маслянокислих бактерій, які зброджують як глюкозу, так і молочну кислоту. У процесі маслянокислого бродіння разом з масляною кислотою утвориться ряд побічних речовин, що часто мають різкий, неприємний запах, а також велика кількість газів. Маслянокисле бродіння – небажаний процес у молочній промисловості; продукти життєдіяльності маслянокислих бактерій спричиняють появу в кисломолочних продуктах неприємного смаку, запаху та зумовлюють спучування сирів у процесі визрівання.