Что такое брожение, наверняка представляет себе каждый человек. Стоит только оставить молоко, фруктовый сок, компот или суп в тепле на некоторое время, и на поверхности начинают появляться пузырьки, а у самого продукта появляется кисловатый запах. Человечество давно научилось извлекать пользу из этого химического процесса, получая с его помощью новые продукты. Сегодня мы хотим вам более детально рассказать про брожение. Это действительно интересная тема, тем более что практическое значение не поддается сомнению.
Краткая характеристика
После того как мы разобрались, о чем идет речь, следует привести научное определение. Итак, брожение – это достаточно сложная (при всей видимой простоте) химическая реакция. Она заключается в том, что сахар, содержащийся в продукте, преобразуется в этиловый спирт, молочную кислоту. Последнее зависит от исходного продукта, а также семейства бактерий, участвующих в этом процессе. Однако результат этого процесса не всегда можно предсказать, особенно если он протекает в природных условиях. Он будет предсказуем только в случае строгого соблюдения технологических условий.
Преобразование углеводов в спирт
Реакция такого типа используется при производстве вин и яблочного уксуса, при приготовлении дрожжевого теста и т. д. Таким образом, это процесс, который протекает благодаря деятельности ряда микроорганизмов. В процессе их жизнедеятельности активно образуется углекислый газ и этиловый спирт. Конечно, не только это, в лабораторных условиях можно определить выделение карбоновых кислот и других спиртов. Румяный хлеб и ароматное вино, полезный яблочный уксус - все это продукты, которые мы получаем благодаря дрожжевым бактериям рода Saccharomyces.
Молочнокислое брожение
Полезная простокваша, вкусный творожок и великолепный сыр - все эти продукты дает нам брожение молока. Происходит оно не само по себе, а также в результате жизнедеятельности бактерий. В этом случае за превращение молока в новые продукты ответственны молочнокислые бактерии. Если говорить научным языком, то это превращение сахаров в молочную кислоту, при этом мы получаем небольшое количество водорода и пировиноградной кислоты. При этом различается две группы бактерий: кокковые и палочковидные бактерии.
Первая группа – гомоферментативные: молочнокислый стрептококк, сливочный и термофильный стрептококк. Вторая группа - это нетипичные бактерии, они являются постоянными жителями нашего кишечника. В процессе их жизнедеятельности образуется не только молочная, но еще и уксусная кислота.
Маслянокислое брожение
Этот химический процесс очень схож с теми, которые были описаны выше. Отличие состоит лишь в том, что микроорганизмы, обеспечивающие этот процесс, относятся к другому виду. Маслянокислое брожение вызывается анаэробными бактериями. Они превращают многие углеводы, а также высшие спирты в масляную кислоту. При этом образуется смесь газов. Это обычно углекислый газ и водород.
Оптимальная температура, при которой протекает данная реакция брожения равна +30 - +40 градусам. При этом процесс отлично идет при нейтральной реакции. Может оно идти и в кислой среде, но в этом случае накапливается бутиловый спирт и ацетон.
Польза и вред маслянокислого брожения
Не всегда брожение – это полезная и нужная реакция. В частности, в результате этого процесса выделяется масляная кислота, которая характеризуется горьким вкусом и резким запахом. А вот эфиры имеют приятный запах цветов и фруктов. Именно это стало причиной тому, что они широко используются в производстве различных эссенций для кондитерской и парфюмерной промышленности. Однако в хозяйстве маслянокислое брожение чаще всего приносит ущерб, так как именно оно обычно вызывает гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров. Из-за него взрываются консервы, прогоркает молоко и сметана.
Другие виды брожения
На самом деле их очень много. Все химические реакции, которые проходят с преобразованием сахаров в ходе жизнедеятельности бактерий - это брожение. Результат – образование углекислого газа, спиртов и полное преобразование начального продукта.
Существует в природе процесс сбраживания белков. Гнилостные анаэробные бактерии способны сбраживать не только углеводы, но и белки, за счет чего они являются настоящими санитарами нашей планеты. Органика расщепляется до уровня аминокислот. В природе такой круговорот веществ имеет колоссальное значение.
Следующий вид – это пропионовокислое брожение. Вызывают его некоторые бактерии из рода Propionibacterium. В результате их жизнедеятельности образуется пропионовая и уксусная кислоты. Множество кислот на производстве образуется именно при помощи этих процессов. Например щавелевая кислота, которая превращается в янтарную. При этом многие плесневелые грибы сбраживают сахара с образованием лимонной кислоты. Значительная часть лимонной кислоты, которая получается на производстве – это именно результат культивирования плесневых грибов.
Таким образом, очевидно, что брожение – это важная химическая реакция, которая протекает практически повсеместно, причем как по нашей воле (в условиях промышленного производства), так и по случайному стечению факторов (подходящая температура, питательная среда). Умея контролировать эти процессы, мы можем обращать их во благо, одновременно предупреждая брожение там, где это не нужно и стимулируя, где это принесет ощутимую пользу.
