Химия | Гомоферментативті сүт қышқылының ашуы

Мазмұны
1. Аналиткалық шолу.
1.1. Сүт қышқыл ашу процесі.
1.2. Гомоферментативті сүт қышқылын ашуының қоздырғыштары.
1.3. Гетероферментативті сүт қышқылын ашу процесі.
1.4. Сүттің ең ақырғы қышқылдығын анықтау.
1.5. Моноқышқылды бактериялардың практикада қолданылуы.
1.6. Сапасына талапнама.
2. Ғылыми – зерттеу бөлімі.
2.1. Ірімішік қайнатуда қолданылатын бактериялды ашытқылар мен препараттар.
2.2. Ірімшік қайнатуда қолданылатын зеңдер.
2.3. Тәжірибенің нәтижесі және оларды талқылау.
Қорытынды.
Қолданылған әдебиеттер тізімі.
1.1. Сүт қышқылы ашу процесі.
Сүт қышқылы ашу процесі дегеніміз осы аттас бактериялардың көмірсулардан сүт қышқылын түзу процесі. Бұл процестің жалпы формуласы:
С6Н12О6 ----→ 2СН3СНОНСООН +18 ккал
Ашудың ақырғы өніміне байланысты сүт қышқылы бактерияларын үлкен екі топқа ажыратады. Гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары қанттан ақырғы өнім ретінде басым көпшілігі тек сүт қышқылын түзеді. Ал гетероферментативті сүт қышқылы бактериялары сүт қышқылымен қатар ортада едәуір мөлшерде басқа да өнімдерді сірке, янтарь қышқылдары, этил спирті, көмір қышқыл газы, сутегі хош иісті заттарды (диацетил, эфирлер) түзеді.
Бұл бактерияның таза культурасы жиырма жылдам кейін бөліп алынады және Streptococcus lactis деген атқа ие болды. Қазіргі кезде сүт қышқылды бактериялардың көптеген бірнеше түрін біріктіретін өкілдері сипатталған.
Бірінші түрі – Streptococcus. Бұл кішкене бактериялар сүттің солтүстік ендіктерде табиғи ашуын тудырады. Жас культураларда олардың стрептокок түрлері болады және Петри табақшасында агарлы ортада жұмсақ жиекті колониялар түзеді. Олар 30-350С температурада жақсы дамиды. Бұл формалары глюкозаны, галактозаны, лактозаны және мальтозаны тек сүт қышқылын түзу үшін ашытады. Бұл туыстық типтік өкілі Streptococcus lactis (89 сурет).бұл бактерияның активті түрі сүтті 10-12 сағ ашытады, ал аз активтілері бір күн өткен соң ашытады, казеин және желатинаны олар өте әлсіз гидролиздейді. Ораға 0,8-1% көлемде сүт қышқылын құяды.
Екінші туыс – Lactobacterium – сүтқышқылды бактерияның таяқша тәрізді түрлерінен тұрады. бұл туысқа өте кең таралған, болгарлық таяқша немесе Lactol bulgarium (90 сурет) деген атпен белгілі сүтқышқылды бактерия жатады. бұл бактерия 400С температурада жақсы дамиды және сүттің сары суы бар агарда қою мақта үлпілдегі секілді колония түзеді. Оның жасушасы көлемділеу және ұзындығы 5-20 м. Бұл форма кең таралған және оңтүстік аудандарға сүттің табиғи ашуының қоздырғышы болып табылады.болгарлық таяқша сүт қантын оңай ашытады, бірақ мальтозаны ашытпайтындығымен басқа сүтқышқылды бактериялардан ерекшеленеді. Өз кезегінде оны – ішек микрофлорасының шіруіне әсер етеді деп Мечников ұсынған, бірақ кейінірек бұл бактерия ішекте өмір сүрмейді, өзінде бос сүтқышқылының (3%-ке жуық) біраз концентрацияның барынша қарамастан зерттеулер көрсетті. Аталған мақсатта қазіргі кезде Lactol acidophilum (91 сурет) атына ие таяқша тәрізді сүтқышқыл бактерия культурасы ұсынған. Бұл форма адам және жануар ішегінен оңай бөлінеді, алдыңғы бактерияға қарағанда ішекте өмір сүре алады. Белгілері жағынан болгарлық таяқшаға ұқсас, бірақ жоғарғы (400С) температурада өте жақсы дамиды. Болгарлық таяқшаға және Thermot cerеale өте ұқсас. Ол сонымен қатар ұзын таяқша тәрізді 450С температураға оптимальды және заводта сүтқышқылын алуда кең қолданады. Ол субстратқа (нейро) 2,2% сүт қышқылы нейтрализаторынсыз, 10% нейтрализаторы арқылы тамызылады. Бұлформадан Lactot casei мезофильді сүтқышқылды бактерияға ажыратылады және 300С температурада дамиды. Ол өзгелеріне қарағанда өте баяу өседі және сүтті 3-5 күннен соң ашытады. Сондықтан табиғи ашуда ол соңғы ашу сатысында пайда болады. Табиғатта Bactcucumeris fermentati жататын Lactot platarium де кең тараған. Бұл форма өте кішкентай таяқшалардан тұрады және капустаның және қияр бөліктерінен жеңіл бөлініп алынады. Ол тізбектік қанатты тез ашытады және қияр мен капустаны ашытуда кең қолданылады. Ол сбилияда жоғарғы жағында өсімдік қалдықтарымен кездесіп ашуға өңдеу жағдайында соқтырады.
Сүтқышқылды бактерияның санаулы формалары қантты алуда тек қана сүтқышқылын түзетіндіктен типтік немесе гомоферменттік сүт қышқылы бактериялар деген атқа ие болды. Олардың барлығы қозғалмайтын таяқшалар, Грам әдісімен боялатын және азотты сіңіру шарттарына талабы жоғары келеді. Соңғы жағдай бұл бактерияларының көбінің синтетикалық азоты бар ортада неге өспейтінін түсіндіреді. Азот көзі ретінде олар тек ақуыздың азотты қосылыстарынпайдаланады. Аминокислот қоспасы жағдайында да, яғни ақуыздың қатты гидролиз жолымен алынған және барлық аминқышқылдары бар, ақуызды заттар құрылысына қажетті, дамуға жарамсыз, мысалы, болгар таяқшасы. Мұндай жарамсыздық ақуыз гидролизі кезінде тирозин бұзылуына байланысты, ал тирозинсіз бұл бактериялардың өсуі мүмкін емес. Азотты сіңіруге талғампаздық Thermos cereale танытады. Типті пептонды ортада ол әлсіз өседі. В.Н. Шапошликов және А.я. мантейфель зерттеулері көрсеткендей бактериялар дамуында азоттектес ақуыз түрлерін пайдаланады. Азоттан басқа сүтқышқылды бактериялар ортада өсу факторларына да талғампаз келеді. Көбіне олардың физиологиялық активтілігінде В2 (лактофлавии) маңызды келеді.
Көмірсу және энергиялық материал ретінде олар момносахариидтерді (глюкоза, галактоза, левулеза және басқалар) және дисахаридтерді (лактоза, сахароза және мальтоза) пайдаланады. Полисахаридтерді (крахмал) бұл бактериялар анықтайды.
Ферменттер қатысуымен олар моносахарларды сүтқышқылына айналдырады.
Қанттың сүтқышқылына айналуы екі молярлы пирожүзім қышқылдың түзілуіне және екі жұп сутек атомы, пирожүзім дегидрозасына дейінгі схема бойынша жүреді. Пирожүзім қышқылы одан әрі ашуға қатыспайды және сутектің жалғыз акцепторы ретінде қолданылады, яғни сүтқышқылының түзілуінің теңесуімен:
2СН3СО.СООН+2 дегираза – Н2=2CH3.CHOH.COOH+2 дегидрза.
Сүтқышқылды бактерия үшін бұл процестің маңызы ол бұдан анаэробты жағдайда өмір сүруге қажетті бос энергия алады. Культураға салғанда латын сүтқышқылының мөлшері әртүрлі моноқышқылды бактерия түрлерінен тұрады. культурада көбірек жиналатыны Lactobulari cum (3,2%), азырақ Thermos cereale (2,2%) бақылауға болады және өте аз Streptococcus lactis (0,8%) және Lactob plantarum (1%) береді. Нейтрализаторлардың қатысуында сүтқышқылының жиналуы өте қатты жоғарылайды. Мысалы, нейтрализат ролін казеин атқаратын сүтті (дикальцийказеинат), сүтқышқылы казеиннен кальций алып қоятындықтан өте көп мөлшерде жинақталады және нейтрелденеді. Казеин бұл кезде (0,5% сүт қышқылында) сүзбеге айналады.
Типтік моноқышқылдық ашу әртүрлі салаларда кеңінен қолданлады, әсіресе айран мен қымыз (спирттік ашумен бірге) даярлауда және көкөніс және ашу жолымен азықты консервирлеуде қолданылады.

1.2. Гомоферментативті сүт қышқылы ашуының қоздырғыштары.
Сүт қышқылы стрептококтары (Strep-tococcus lactis) сопақша коккалар, екі-екіден байланыса немесе қысқа шынжыр тәрізді орналасқан. Грам оң спора түзбейді. Өсіп-өнуге қолайлы температурада 30-35°С. Сүтті 10-12 сағаттан соң ұйытады. Бактериялар өскен сүттің қышқылдығы 110- 120°С.


1 - шар тәрізді бактериялар — коккалар;2 - стрептококтар;3 - таяқша тәрізді бактериялар;
Сурет 1-сүт қышқылы бактериялары.
Кілегей стрептококы. (Str.cremoris). Клеткалары ұзынша шынжыр тәрізді. 25- 30°С температурада жақсы өсіп-өнеді, сүтті біркелкі етіп ұйытады. Ең жоғарғы қышқылдық 110-115°С. Төменгі температурада Tipшілік етсе ұшқыш қышқылдарды (сірке, янтарь т.б.) көбірек түзеді. Бұл микроорганизмді май және ірімшік (сыр) жасауда қолданады.
Термофильді стрептокок (Str.thermophilus), клеткалары шынжыр болып орналасады. Ол 40-45°С жақсы өсіп-өнеді, қатты ортада дөңгелекше дәндер сияқтана орналасқан. Қышқылдық дәрежесі 110-115°С.
Болғар таяқшасы (Lact.bulgarucum) қозғалмайтын Грам оң, шеттері көмкерілген, ірі таяқша. Өсіп-өнуіне 40-45°С қолайлы, қышқылдығы 200-250° С, колониялары ірі, беті кедір-бұдыр.
Ацидофиль таяқщасы (Lactacidophilum) клеткалары қозғалмайды. Грам оң таяқша. Өніп өсуіне қолайлы температура 37°С. Соңғы қышқылдық 200-250°С. Ацидофиль айранын даярлауда қолданылады.
Қияр таяқшасы (Lact.cucumeris) қысқа, Грам оң таяқшалар. Өсуіне қолайлы температура 20-25°С. Әдетте көкөністі және сүрлемді ашытқанда қолданылады.
Сүт қышқылы бактерияларынан ірімшік даярлауда қолданылатын (Lact.casei), көкөністер мен сүрлемді ашытқанда кездесетінін (Lact.plantaram) атап өтуге болады.

1.3. Тетероферментативті сүт қышқылын ашу процесі.
Бұлардың ішінде ең көп кездесетіндері капуста таяқшасы — Lact. brassiae және ішек таяқшасы — Bact.coli, Bact.breve, Leuconost.mesenteroides және L.dextranicum.
Баска микробтарға қарағанда сүт қышқылы бактериялары адам баласына өте ертеден таныс. Сүттен жасалатын тағамдарда бұл бактериялардың тіршілік ететінін білмегеннің өзіңде адам баласы олардың әрекетінен пайда болған өнімдерді өз тұрмысында қолдана білген.
Сүт қышқылы бактерияларының ерекшелігі — олар іріткіш бактериялардың тіршілігін өздерінің ортаға бөліп шығаратын заттары — сүт қышқылының әсерінен жойып отыратындығында. Сондықтан сүт тағамдары бұзылмай біршама ұзақ сақталады. Олардың осы қасиетін пайдалана отырып шаруашылықтар көптеген өсімдіктерден бағалы азық -сүрлемді сапалы күйінде даярлап келе жатыр.
Сүт қышқылы бактерияларында ең қолайлы орта сүт немесе көк сүт (майы алынған) және соның қатысуымен жасалған орталар. Сүт қышқылы бактерияларымен танысу үшін дайын сүт тағамдарын (айран, ацидофиль айраны, кефир т.б.) және ашыған капуста және қияр суларын пайдаланады. Бұл өнімдерден микробиологиялық ілмешекпен ептеп алады да заттық әйнек бетіне жайып, жұғынды даярлайды. Жұғындыны спиртовка жалынында фиксациялайды, Никифиров қоспасымен майынан арылтады. Препаратты 3-5 минут бойына метилен көгінің сулы ерітіндісімен бояйды. Содан соң сумен жуып кептіріп, микроскоптың МИ-90 обьективімен қарайды.
Сүт қышқылының бар екендігін анықтау үшін сапа реакциясын жүргізеді. Белгілі бір сүг өнімін қыртысталып жасалған сүзгіден өткізеді. 2 мл сүзіндіге 5 мл концентрлі күкірт қышқылын және 10 тамшы мыс купоросының қаныққан ерітіндісін қосады. Су моншасында 100°С араластыра отырып 5 минуттай қыздырады. Орта салқындағаннан кейін спиртте даярланған тиофеннің 2%-ті ерітіндісінің 2-3 тамшысын қосады. Сүт қышқылы болса орта қою қызыл түске боялады.
Типтік емес моноқышқылды ашуды ішек таяқшасы Bact. сoli (93 сурет) және оған жақын Bact. Lactis aerogenes аталатын организм алып келеді. Бұл бактериялар ұсақ таяқшалы, Грам теріс боялған және полиморфизмге бейім келеді. Сондықтан бірдей культураларда ұзындары секілді қысқа таяқшалары табылады. Ішек таяқшасы жас кезінде қозғалады, ал Bact. Lactis aerogenes қозғалмайды. Қантты ашуында бұл бактериялар сүтқышқылымен бірге басқа өнімдер, яғни гетероферментативті атауына сәйкесалады. Bact. Lactis aerogenes-ке қарағанда ішек таяқшасы үнемі индол түзеді, әсіресе ет-пептонды ортада. Оларға сипаты жағынан ашу өнімдерінде Bact. Pentoacticum. Жақын, ал соңы бос таяқшалы болып келеді (0,6х1,6-2,5 м). Грам арқылы оң боялады.ол тек гепозаны ғана емес, пептозаны да сүт және уксус қышқылына айналуына дейін ашытады.
Барлық типтік емес момноқышқылды бактериялар факультативті анаэробтарға жатады, бірақ анаэробты шарттарда олар ортада көмірсулардың қатысуында дамиды. Аэробты шарттарда олардың дамуы басқа да органиклық қосылыстарда да мүмкін болады. Бұл бактериялар азотты тек қана ақуыздың қосылыстағы күрделі органикалық қосылыстар ретінде ғана емес, сонымен бірге минералды азот қосылысты аммиактан да пайдаланады.
Гетероферментативті моноқышқылды бактериялар көмірсуларды ашытуда әртүрлі көлемді қатынастарда жиналатын бүтін қосылыстар қатарын түзеді. Олардың негізгілері келесі схемалық теңдеуде көрсетілген.
С6Н12О6→СН3СНОН+СООН.СН2СН2СООН+СН3СООН+СН3СН2ОН+СО2+Н2+4Са% . Сүтқышқылдарының 40%-і қанттың ашуынан, янтар қышқылы -20%, этил спирті және уксус қышқылы – шамамен 10 % және газ - 20%. Кейде газдың шығуы тоқталады да, оның есебінен ортада біршама мөлшерде құмырсқа қышқылы жинақталады. Өнімдердің алуантүрлілігінің маңыздылығы, аталған ашудың типтік моноқышқылды ашуға қарағанда күрделі өтетіндігінде. Бұл күрделілік аталған бактериялар клетка құрамындағы карбон қышқылы ферментінің болуына және пирожүзім қышқылынуксусты альдегид және көмірқышқылына дейін түзетініне байланысты.бірақ бұл фермент барлық пирожүзімқышқылын уксус альдегидіне және көмірқышқылына ашу сатысы аралығында өзгертпейді, себебі этил спиртімен және уксус қышқылымен бірге ортада сүт және янтарь қышқылы жинақталады. Сондықтан пирожүзім қышқылының өзгерісі мұнда ......