Производство алкогольных напитков

Наиболее распространенные виды Уксуснокислых бактерий — Acetobacter aceti, Acet. Pasteurianium, Acet. oxydans. Они имеют форму палочек длиной 1—3 мкм, часто соединены в цепочки. Оптимальная температура для роста 20—35°С. Acetobacter aceti выдерживает 10—11%-ную концентрацию спирта.

При накоплении в сбраживаемом сусле 0,01% уксусной кислоты задерживиется, а при 0,2% подавляется жизнедеятельность дрожжей. 

 

Маслянокислые бактерии

Маслянокислые бактерии — строгие анаэробы, имеющие подвижные крупные спорообразующие палочки длиной до 10 мкм. Споры маслянокислых бактерий цилиндрической или эллипсоидальной формы. Наряду с масляной кислотой они могут образовывать (в меньших количествах) уксусную, молочную, капроновую, каприловую и другие кислоты, а также этиловый и бутиловый спирты. Возбудители этого брожения развиваются главным образом в трубопроводах, насосах и других скрытых местах. Оптимальная температура для роста маслянокислых бактерий 30—40°С, при рН ниже 4,9 маслянокислые бактерии не развиваются.

Маслянокислые бактерии опасны для спиртового производства, так как вырабатываемая ими масляная кислота даже в очень малых концентрациях (0,0005%) подавляет развитие дрожжей.

Наиболее распространены следующие виды маслянокислых бактерий: Clostridium butyricum, Clostr. Pasterianinum, Clostr. saccharobutyricum.

 

 

Гнилостные бактерии

Гнилостные бактерии вызывают распад белковых веществ. В аэробных условиях происходит полная минерализация белка, вплоть до диоксида углерода, аммиака, сероводорода, воды и минеральных солей. В анаэробных условиях накапливаются различные органические дурнопахнущие и ядовитые вещества.

К аэробным гнилостным бактериям относятся Вас. Subtilius (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка). Они подвижны, образуют споры, отличающиеся высокой термоустойчивостью. Температурный оптимум для развития бактерий 36—50°С. К факультативным анаэробам относятся Escherichia coli (кишечная палочка) и Proteus vulgaris, к анаэробам — Clostr. Putrificum и Clostr. sporogenes. Особенно большой вред гнилостные бактерии приносят хлебопекарным дрожжам, сокращая срок их хранения.

Вас. Subtilius (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. megatherium являются также нитритобразующими бактериями (редуцирующими нитраты в нитриты). Нитриты в концентрации даже 0,0005% задерживают размножение дрожжей.

 

 

Дикие дрожжи

Эти дрожжи представляют значительную опасность для спиртового производства. Они потребляют много сахара и образуют мало спирта. В большом количестве дикие дрожжи отрицательно отражаются на хлебопекарных свойствах культурных дрожжей. Многие из них превращают сахар в органические кислоты и окисляют спирт.  

 

МИКРОФЛОРА ВОДЫ И ВОЗДУХА

Микрофлора зернового сырья и мелассы была рассмотрена раньше.

Вода для приготовления мелассного сусла должна содержать не более 100 бактерий в 1 мл. На спиртовых заводах часто используют воду из открытых водоемов микроорганизмов: Esch. coli, Esch. freundi (Bact.citrovorus), Klebsiella aerogenes, Acrobacter cloacae, Bac. Subtilis, Bac. Mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

В 1 мл прудовой воды может содержаться несколько сот кислотообразующих бактерий.

Наиболее распространенным, надежным и дешевым способом обеззараживания воды является ее хлорирование. Для этого используют гипохлорит натрия, хлорную известь, двух- и трехосновную соль гипохлорита кальция, хлорамин и др.

Для обеззараживания воды, применяемой для технологических целей, требуется 20—39 мг активного хлора на 1 л (экспозиция 0,5 ч).

Может быть применен также новый хлорсодержащий препарат — дихлорантин (С5Н6М2С1202).

Препарат малотоксичен, содержит до 70% активного хлора, легко растворим в спирте, хлорированных углеводородах, плохо — в воде. При концентрации активного хлора в воде 20 мг/л остаются жизнеспособными только спорообразующие бактерии.

Процесс спиртового брожения даже стимулируется и несколько увеличивается выход спирта.

Воздух для аэрирования сусла в дрожжегенераторах очищают, иначе вместе с ним вносится значительное количество микроорганизмов, вредных для спиртового брожения и ухудшающих качество хлебопекарных дрожжей. Очистка воздуха особенно необходима на заводах, имеющих цехи кормовых дрожжей (во избежание заражения бродящей среды дрожжеподобными грибами).

В воздухе часто встречаются Вас. Mesentericus, Вас. mycoides, Вас. megatherium, Вас. subtilis, бактерии рода Pseudomonas, сарцины (Sarcina lutea), споры плесневых грибов рода Pennicilium и Aspergillus, дрожжеподобные грибы рода Candida и редко — молочнокислые бактерии.

Воздуходувки забирают воздух из наиболее удаленных от земли мест (выше крыши завода). Для удаления из воздуха грубых частиц на всасывающем воздуховоде устанавливают масляные (висциновые) фильтры. При использовании мокровоздушных насосов (РМК, ВВН) фильтры окончательной очистки размещают на всасывающем воздуховоде, при использовании турбовоздуходувок ТВ-50 — на нагнетательной линии.

Для очистки воздуха от микроорганизмов применяют фильтры «Лаик» СП-6/21А и «Лаик» СП-6/15А производительностью соответственно 756 и 540 м3/ч, площадью фильтрации 21 и 15 м2. Фильтрующим материалом служит гидрофобная ткань марки ФПП-15-30.

При удельной нагрузке воздуха на фильтрующую поверхность 36 м3/(м2-ч) он очищается на 97—99% в течение 3 месяцев без замены ткани. Применяют также фильтры, наполненные стеклянной ватой.

ЕСТЕСТВЕННО - ЧИСТАЯ КУЛЬТУРА ДРОЖЖЕЙ

Для засева сусла в бродильных аппаратах используют дрожжи естественночистой культуры, отличающейся от чистой культуры тем, что выращивается в условиях ограниченного попадания посторонних микроорганизмов, развитие которых подавляют.

Температура роста посторонних микроорганизмов почти не отличается от оптимальной температуры роста дрожжей и спиртового брожения, поэтому бактериостатические условия для них создают снижением активной кислотности сусла до рН 3,8—4,0 с помощью серной или молочной кислоты.

Хотя этот рН менее благоприятен для размножения дрожжей, чем рН 4,7—5,0, он обеспечивает получение микробиологически достаточно чистой культуры. 

 

Acetobacteraceae

[править | править вики-текст]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

? Уксуснокислые бактерии

Acetobacter aceti

Научная классификация

Царство: Бактерии Тип: Протеобактерии Класс: Альфа-протеобактерии Порядок: Rhodospirillales Семейство: Acetobacteraceae

Латинское название

Acetobacteraceae

Роды

Acetobacter Acidicaldus Acidiphilium Acidisphaera Acidocella Acidomonas Asaia Belnapia Craurococcus Gluconacetobacter Gluconobacter Granulibacter Kozakia Leahibacter Muricoccus Neoasaia Oleomonas Paracraurococcus Rhodopila Roseococcus Rubritepida Saccharibacter Stella Swaminathania Teichococcus Zavarzinia

Систематика  на Викивидах   Поиск изображений  на Викискладе

Bacterium aceti

Acetobacteraceae или Уксуснокислые бактерии — семейство бактерий, которые получают энергию, окисляя этанол до уксусной кислоты. Поэтому они часто развиваются вслед за дрожжами, используя продукт спиртового брожения как субстрат для роста. Это грамотрицательные аэробные палочковидные бактерии, слабоподвижные за счёт перитрихиально или полярно расположенных жгутиков, или неподвижные. Довольно требовательны к субстратам для роста. Почти все виды нуждаются в отдельных витаминах, в первую очередь в пантотеновой кислоте, однако есть формы, способные к синтезу всех факторов роста.[1] Не стоит путать их с родом Acetobacterium, которые являются анаэробными гомоацетогенными факультативными автотрофами и могут восстанавливать CO2 до уксусной кислоты (см. статью Acetobacterium woodii).[2] Для производства уксуса применяются в основном представители двух родов — Gluconobacter и Acetobacter.

Характеристика семейства[править | править вики-текст]

В природе уксуснокислые бактерии практически вездесущи. Их легко обнаружить там, где в результате сбраживания сахара формируется этанол. Их легко получить из нектара цветов или перебродивших фруктов. Ещё одним хорошим субстратом для них служит яблочный сидр и не пастеризованное пиво, которое не пропускали через фильтр. Растут бактерии, покрывая поверхность тонкой плёнкой — из-за своей аэробности и активной подвижности. Синтез уксуса начинается только тогда, когда уксуснокислые бактерии попадают на среду, содержащую алкоголь, например, в вино. Считается, что активную роль в их распространении играют плодовые мушки и уксусные угрицы.[3]

Поскольку эти бактерии продуцируют уксусную кислоту, они обычно ацидотолерантны, и хорошо растут при pH ниже 5,0, хотя оптимальным для их роста является промежуток pH 5,4—6,3.

К числу окисляемых соединений относятся одноатомные спирты, содержащие от 2 до 5 углеродных атомов, а также многоатомные спирты — производные сахаров. Окисление первичных спиртов приводит к образованию кислот. Например, этанол с помощью соответствующих дегидрогеназ окисляется до ацетата:

CH3CH2OH + НАД+ → CH3CHO + НАД•H2 (алкогольдигидрогеназа) CH3CHO + НАД+ + H2O → CH3COOH + НАД•H2 (альдегиддигидрогеназа)

Вторичные спирты окисляются до кетонов:

CH3-CHOH-CH3 → CH3-CO-CH3.

Многоатомные спирты окисляются этими бактериями в альдозы и кетозы, например: сорбит → сорбоза; глицерин → диоксиацетон. Альдозы и кетозы могут далее окисляться в соответствующие кислоты. Метаболизирование сахаров осуществляется по окислительному пентозофосфатному пути. Круг окисляемых соединений различен для разных представителей, входящих в эту группу. Для характеристики энергетических возможностей уксуснокислых бактерий важно подчеркнуть, что у них развилась удивительная способность воздействовать на определенные химические группировки, осуществляя их одно- или двухступенчатое окисление.[1]

Род Acetobacter[править | править вики-текст]

Acetobacteraceae, такие как Acetobacter, могут окислять уксусную кислоту до углекислого газа и воды, используя ферменты цикла кислот Кребса. При обилии спиртов они сначала окисляют их до альдегидов, а затем до соответствующих кислот, но после исчерпания из среды исходного субстрата бактерии начинают медленно окислять уксусную кислоту, включая ее в механизм конечного окисления — ЦТК.

Некоторые их них, такие как Acetobacter xylinum, известны тем, что синтезируют целлюлозу,[4] что обычно свойственно только растениям и водорослям. Структура и свойства этой целлюлозы крайне необычны, а на Филиппинах её даже употребляют в пищу.

Род Gluconobacter[править | править вики-текст]

Некоторые уксуснокислые бактерии не способны к последующим превращениям образовавшихся соединений, и их окислительные способности, следовательно, весьма ограничены. Эти бактерии, объединённые в род Gluconobacter (единственный вид G. oxydans), глюкозу окисляют до глюконовой кислоты, этанол — только до ацетата, который дальше не может ими окисляться из-за отсутствия некоторых ферментов ЦТК.[1]