Многим виноделам известна ситуация, когда из-за попадания в сосуд воздуха на поверхности напитка образовывалась пленка. Данный процесс полностью портит вкус и свойства вина, делая его непригодным для употребления, а спровоцирован он бактериями уксуснокислого брожения. Сами по себе такие микроорганизмы не представляют опасности и всегда находятся в вине и пиве, вред они начинают наносить только при контакте с воздухом.
Но сегодня и это, казалось бы, не очень хорошее свойство используют на благо человечества в определенных отраслях промышленности.
Что представляют собой бактерии
Самым ярким примером работы уксуснокислых бактерий является скисание слабоалкогольного вина. Явление это было известно еще в древности, но научное объяснение процессу было дано только в 60-е годы позапрошлого века французским микробиологом Луи Пастером. Именно он открыл возбудителей появления мутной пленки на поверхности вина, которая и вызывает его скисание, проще говоря, превращение в уксус.
Свойственно это слабоалкогольным напиткам, оставленным в неполных открытых сосудах со свободным доступом воздуха. При дальнейшем изучении оказалось, что открытый химиком «уксусный гриб» на самом деле представляет собой целый вид различных бактерий.
Способности микроорганизмов
Уксуснокислые бактерии в реальности задействованы в процессах не только скисания вин. Они способны окислять такие спирты, как этиловый, пропиловый и бутиловый, образовывая из них уксусную, пропионовую и масляную кислоты соответственно. То есть любой напиток с содержанием такого спирта может быть испорчен благодаря жизнедеятельности бактерий. Не стоит опасаться только за жидкости, содержащие метиловый и высшие спирты, поскольку они при окислении образуют ядовитый для микроорганизмов продукт.
Особенности процесса
Само окисление спиртов под воздействием уксуснокислых бактерий представляет собой дегидрирование. Весь процесс можно выразить в химической формуле, где изначально берется этиловый спирт, превращаемый под воздействием кислорода в уксусную кислоту, воду и выделяемую энергию:
СН3СН2ОН + О2 = СН3СООН + Н2О + энергия
Если спирта в среде находится слишком много, то результатом процесса будет образование только кислоты и минимальный выброс энергии, чего недостаточно для дальнейшей жизнедеятельности бактерий. Именно поэтому им приходиться окислять как можно большее количество спирта, что сближает окисление с другими анаэробными процессами, но оставляет его индивидуальным по определенным характеристикам.
Особенности
Отличительной чертой воздействия уксуснокислых бактерий всегда остается образование на поверхности субстрата пленки.
Работа уксуснокислых бактерий и их свойства зависят от разновидности микроорганизмов и могут менять цвет, толщину, крепость и другие характеристики. На сегодняшний день открыто уже огромное количество видов этих типичных аэробов. Все они способны размножаться очень быстро, особенно при добавлении в исходную жидкость готовой уксусной кислоты, чем и ускоряют процесс получения уксуса на производстве. В жизни уксуснокислые бактерии встречаются в воздухе, почве, любом продукте брожения, на поверхности ягод и плодов, воды и так далее.
Внешнее описание
В идеальных условиях клетки представляют собой короткие палочки и не образуют спор. В зависимости от возраста, среды обитания и множества второстепенных причин форма и размер микроорганизмов может меняться. Неблагоприятные условия провоцируют клетки увеличиваться и иногда покрываться слизью. В большом количестве они образуют слизевые скопления.
Особое влияние на жизнедеятельность клеток имеет температура. Если ее показатель ниже 15 градусов, то размножение будет замедлено, а внешне бактерии будут представлять собой короткие и толстые палочки. При показателе до 34 градусов среда считается идеальной, и клетки чувствуют себя хорошо. При повышении же возможно образование различных уродств в форме.
Полезные свойства
Помимо того, что жизнедеятельность бактерий наносит вред виноделию, можно выделить и целый ряд примеров удачного использования человеком характеристик микроорганизмов.
Так, главная роль уксуснокислым бактериям отведена в производстве и изготовлении столового уксуса из вина или разбавленного спирта. Осуществляется это по сей день двумя способами.
Первый представляет собой более медленный, но тщательный процесс, называемый орлеанским или просто французским. Для него необходимо подготовить вино, предварительно подкисленное или разбавленное водой. Поместить его в подготовленные плоские емкости, чтобы поверхность соприкосновения с воздухом была максимальной, и выпустить в жидкость частицы уже образованной ранее пленки Acetobacter orleanense. Она имеет желтый цвет и прочную текстуру, позволяющую сохранить прозрачность жидкости под ней.
После окончания брожения из емкости аккуратно забирают часть субстрата и заменяют его аналогичным количеством разбавленного вина, после чего процесс возобновляется.
Второй способ более быстрый и применим для окисления разбавленного спирта. Для этого его пропускают через специальные емкости с буковыми стружками, чтобы также увеличить поверхность сцепления с бактериями. Емкости при этом обязательно снабжены ложными доньями с возможностью пропускать через них воздух. Таким образом, разбрызгиваемый потоками воздуха спирт оседает на стружке и окисляется, после чего его отбирают из сосуда снизу, а сверху доливают новый субстрат.
Кроме этого клетки используются при:
- мочении яблок вместе с дрожжами;
- производстве аскорбиновой кислоты;
- выращивании чайного гриба;
- изготовлении кефира.
Вообще, в производстве абсолютно всех молочнокислых продуктов наблюдается параллельное брожение, то есть молочнокислые и уксуснокислые бактерии вместе обеспечивают появление продуктов переработки молока в таком виде, как мы и привыкли.
Негативные свойства
Несмотря на такое положительное значение, уксуснокислые бактерии предполагают и опасность для определенных отраслей. Так, в виноделии микроорганизмы считаются патогенными, поскольку способны провоцировать процесс брожения, несмотря на то что они практически всегда содержатся в пиве и вине. Для их деактивации следует тщательно укупоривать напитки от контакта с воздухом, ведь именно он и провоцирует начало брожения. Полученная от закисания вина уксусная кислота всегда собирается на дне, откуда ее можно собрать, но вкус и аромат оставшегося напитка уже навсегда будет испорчен.
Если начавшийся процесс игнорировать, то все содержимое емкости может превратиться в обычный винный уксус.
Аналогичным образом бактерии способны вызывать закисание засоленных или маринованных овощей.
