Химический состав молока
Коллоидная система молока
Фаза эмульсии
Химические свойства молока
Теплофизические и оптические свойства молока
Изменение белков при различной обработке молока
Фракционный состав казеина
Физико-химические свойства казеина
Изменение жиров при хранении
Брожение молочного сахара
Влияние тепловой обработки молока на казеин
Фаза истинного раствора
Органолептические свойства молока
Физико-химические показатели
Физико-химические изменения белков молока
Влияние тепловой обработки на липиды, углеводы
Навигация
Брожение молочного сахара
Химический состав молока
181032
знака
8
таблиц
0
изображений
15. Брожение молочного сахара
1). Виды брожения лактозы.
2). Химизм отдельных видов брожения.
3). Механизм образования диацетила, ацетоина, ацетальдегида.
В основе изготовления целого ряда молочных продуктов лежат процессы глубокого распада молочного сахара под действием микроорганизмом, называемые брожением. Вместе с тем процессы брожения сахара могут быть причиной порчи молочных продуктов (излишняя кислотность, вспучивание творога, сметаны, сыра и т. д.). Существует несколько типов брожения лактозы, различающихся составом конечных продуктов.
Начальным этапом всех типов брожения является расщепление молочного сахара на глюкозу и галактозу под действием лактозы. Далее брожению подвергается глюкоза. Галактоза не сбраживается, но при участии некоторых ферментов и после изомеризации в глюкозофосфат включается в схему превращения глюкозы.
Все типы брожения до образования пировиноградной кислоты идут с получением одних и тех же промежуточных продуктов и по одному тому же пути. Далее пировиноградная кислота превращается в конечные продукты брожения - масляную кислоту, пропион, уксусы, масляные, спирт и др. соединения. Это зависит от особенностей микроорганизма и условий среды.
Различают следующие виды брожения:
Молочнокислое брожение - является основным при изготовлении заквасок, сыра и кисломолочных продуктов, а молочнокислые бактерии - важная группа ____________ для молочной промышленности.
Оно выражается следующим суммарным уравнением:
С6H12O6 ® 2Cн3H6O3 + H2O,
кроме молочной кислоты, образующей и побочные продукты брожения. Молочнокислые бактерии по характеру продуктов сбраживания глюкозы относят к гомоферментативным или гетероферментативным. Первые образуют в основном молочную кислоту (более 90%) и незначительное количество побочных продуктов. Гетероферментативные бактерии около 50% глюкозы превращают в молочную кислоту, а остальное количество — в этиловый спирт, CH3СООН и СО2. Это деление условное, т.к. обе группы могут вести себя как одни, так и другие.
Гомоферментативные бактерии. Более характерным признаком при делении молочнокислых бактерий на группы является путь сбраживания глюкозы. Гомоферментативные бактерии: Str. lactis, Str. cremorus, Str. diacetilactis и палочки — болгарская и . Они сбраживают глюкозу по гликолитегаскому пути.
Гетероферментативные: Leuc. citrovorum, dextranicum, brevis — пентозофосфатным путем.
Механизм гомоферментативного молочнокислого брожения: глюкозы ® жировые кислоты ® молочная кислота (из 1 моль глюкозы образуется 2 моль молочной кислоты). Молочная кислота может существовать в двух изомерах L (+) и D (-). Большинство штампов молочнокислых и Lbm. bifidum преимущественно продуцируют (+)— молочную кислоту. Болгарские палочки и лейконосгоки — в основном D(-) форму Lbm. helveticum, Lbm. plantarum и Lbm. acidoplibum — оба изомера в почти одинаковых количествах. Следовательно, соотношение между этими изомерами в кисломолочных продуктах будет зависеть от вида используемых для заквасок молочнокислых бактерий.
Побочные продукты — летучие и нелетучие органические кислоты, глицерин, спирты, ацетон, ацетоин, диацетил, бутиленгликоль и пр.
Гетероферментативное молочнокислое брожение. Бактерии этой группы __________и _____________ не могут сбраживать глюкозу по глюколитическому пути, а по пентозофосфатному, то есть из каждого моль глюкозы образуются моль молочной кислоты, моль этанола и СО2. Бифидобактерии сбраживают глюкозу до уксусной и молочной кислоты (уксусной в 1,5 раза больше, чем молочной).
Спиртовое брожение имеет место при выработке кефира, кумыса, курунги и других кисломолочных продуктов. Возбудителем являются дрожжи, они сбраживают глюкозу с образованием этанола, углекислоты и других веществ: изобутил, глицерин, уксусная, янтарная, пропионовая кислоты, ацетоин и диацетил.
На первой стадии: глюкозу ® в _______ кислоту, затем она подвергается декарбоксирированию, образуется СО2 и уксусный альдегид, из него образуется этанол.
С6Н12О6 ® 2С2С2Н5ОН + 2СО2 .
Пропионовокислое брожение — возбудителем являются пропионовокислые бактерии, которые превращают глюкозу или молочную кислоту в пропионову и укусусную кислоту, одновременно образуется небольшое количество янтарной кислоты.
Суммарное уравнение:
3С6Н12О6 ® 4СН3СН2СООН + 2СН3СООН + 2СО2 + 2Н2О.
Важную роль играет это брожение в процессе созревания сыров с высоким вторым нагреванием.
Маслянокислое брожение происходит под действием маслянокислых бактерий, сбраживает глюкозу и молочную кислоту. Известно несколько типов этого брожения, которые различаются по образуемым продуктам. При одном типе образуются масляная, укусусная кислоты, углекислота и Н2.
2С6Р12О6 + 2Н2О ® СН3СН2СН2СООН ® 2СН3СООН + 4СО2 + 6Н2
При другом типе — образования бутилового, изопропионового спиртов, этанола и ацетона, которые обладают резким, неприятным запахом, а также образуется большое количество газов.
Это брожение — нежелательный процесс в производстве молочных продуктов, вызывает пороки сыров: вспучивание, неприятный вкус и запах.
Уксуснокислое брожение. Под действием уксуснокислых бактерий этиловый спирт окисляется в уксусную кислоту, уксуснокислые бактерии как типичные аэробы появляются на поверхности молочных продуктов и часто являются спутниками дрожжей.
Уравнение: +Н2О +1/2 О2
СН3СН2ОН ® СН3СНО ® СН3СН(ОН2) ® СН3СООН + Н2О
-2Н
Механизм образования диацетила и ацетоина. Это четырехуглеродные соединения, являются продуктами метаболизма различных микроорганизмов: молочнокислых бактерий, дрожжей и др. Предшественниками их являются пируват, который образуется из цитрата. Цитрат под действием цитритазы в присутствии Мп или Мз расщепляется на уксусную и щавелевоуксусную кислоты, последняя превращается в пируват:
СН2 — СООН СООН
МП2+ Мз2+ СН2 + СН2
Н - С — СООН ———®
СН2 — СООН С =О СООН
лимонная кислота СООН
щавелевоуксусная кислота
СООН
—СО2 СН3
СН2 —®
С = О С = О
СООН СООН
пируват
Утилизация пирувата в ацетоин и диацетил начинается с его декарбоксирирования до активной формы ацетальдегида:
СН2
тиаминпирофосфат Мз2+
С = О —————————® СН3 — СНОН — ТПФ + СО2
СООН ________ацетальгид - ТПФ
При синтезе ацетоина этот комплекс вступает в реакцию с другой молекулой пирувата, образуя a -ацетомолочную кислоту, которая при декарбоксилировании переходит в ацетоин. Ацетоин может обратимо восстанавливаться в бутиленгликоль, который может перейти в бутанон и далее в бутанол:
СН3
СН3 СН3 С = О
— СО2
СНОН + С = О —® ——®
—ТПФ
НО—С — СООН
ТПФ СООН
СН3
-ацетомолочная кислота
CH3 CH3
C = O HA1D × H2 CHOH
CHOH HAD CHOH
CH3 CH3
ацетоин 2-3 бутиленгликоль
Возможен второй путь образования ароматообразующих веществ. Ацетоина — восстановлением диацетила. Дрожжи и бактерии Е. соli продуцируют ацетоин из активного и свободного ацетальдегида без образования промежуточного продукта — a-ацетомолочной кислоты. СН3
СН3 СН3
О + СНОН - ТПФ ® С = О
С СНОН + ТПФ
Н СН3
Для синтеза диацетила ароматообразующим молочнокислым бактериям требуется ацетальдегид, ТПФ и ацетил КоА.
ТПФ и ацетил КоА
О СН3
СН3 - СНОН - ТПФ + СН3 - С ® С = О + ИS - КоА + ТПФ
SКоА С = О
СН3
диацетил
Дрожжи и в меньшей степени молочнокислые бактерии образуют диацетил путем спонтанного окисления ацетоина:
СН3 СН3
С = О — 2Н С = О
СНОН С = О
СН3 СН3
В аэробных условиях при высоком окислительно-восстановительном потенциале диацетил образует молочнокислые бактерии непосредственно из a-ацетомолочной кислоты при ее спонтанном окислительном декарбоксилировании.
СН СН3
+ 12 О2
С = О ——® С = О
НО — С — СООН — СО2 С = О
СН3 СН3
Ароматообразующие бактерии продуцируют диацетил в меньших количествах по сравнению с ацетоном. Так, Sts diacetilactis максимально накапливает 12 мг/кг (некоторые штаммы до 50 мг/кг) диацетила и около 500 мг/кг ацетоина; лейконосгоки — соответственно 5 и 85 мг/кг. Это объясняется дефицитом ацетил КоА для синтеза диацетила, а также восстановлением диацетила в ацетон под действием диацетилредуктазы, активность этого фермента зависит от температуры, рН.
Для максимального образования аромата (в заквасках и кисломолочных продуктах) целесообразно подбирать смешанные культуры молочнокислых бактерий с низкой диацетилредуктазной активностью и слабыми редуцирующими свойствами, и поддерживать рН среды ниже 5,5 (оптимальные условия для накопления диацетила рН - 4,5 - 4,7, температура 21-25°С). Образованию диацетила способствуют добавление в молоко 0,2% цитрата и аэрация (перемешивание) закваски. Для сохранения накопившегося диацетила необходимо закваску и готовый продукт быстро охладить до 5-8°С.
Похожие работы
... В12 удовлетворяется за счет синтеза его микрофлорой желудочно-кишечного тракта. В молоке витамина В12 содержится около 0,4 мкг на 100 г (суточная потребность составляет 3 мкг). Молоко и молочные продукты покрывают более 20% суточной потребности человека в витамине В12 Аскорбиновая кислота (витамин С). Она участвует в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в организме. ...
... молочных продуктов при хранении – 2 ч. 8. Биохимические функции, строение и состав мышечной ткани – 6 ч. 9. Биохимия созревания мяса – 6 ч. Всего 26 ч. Темы лабораторно-практических занятий 1. Определение основных компонентов, биохимических и физико-химических показателей молока 6 ч. 2. Определение биохимических и физико-химических показателей при обработке молока и выработке ...
... полученного от здоровых вотных, в хозяйствах благополучных но заразным болезням. Вкус и запах типичный для каждого вида, без посторонних прикусов и запахов. Кроме того, обязательным условием ветеринарно-санитарной экспертизы сыров является определение в готовом продукте массовых долей жира. влаги и поваренной соли. Таблица 6 .Балльная оценка качества сыра Показатель Максимальное количество ...
... степени дисперсности и стабильности жировой фазы. Центробежная очистка не вызывает существенных изменений жира. Степень обезжиривания при сепарировании зависит от состава, физико-химических свойств молока, степени диспергирования жира, плотности, вязкости и кислотности. Отрицательно на степени обезжиривания сказываются длительное хранение молока при низких температурах, предварительное ...
0 комментариев