Двухфазность бродильных процессов

Среди микрофлоры, присутствующей в сырье и полуфабрикатах хлебопекарного производства, встречаются микроорганизмы с различным типом бескислородного обмена веществ. При оценке роли этих микроорганизмов в технологии, однако, необходимо учитывать еще и явление двухфазности бродильных процессов, особенно хорошо изученное В. Н. Шапошниковым.
Первая фаза соответствует периоду молодости культуры; в течение этой фазы происходит быстрый рост и размножение клеток и образуются более окисленные продукты брожения. Вторая фаза характерна для зрелой культуры, уже замедлившей свой рост; характер бродильных процессов при этом сильно меняется, вместо окисленных продуктов начинают образовываться более восстановленные соединения. Особенно хорошо изучено это явление у бактерий, вызывающих ацетонобутиловое брожение. На первой фазе брожения образуются по преимуществу масляная и уксусная кислоты, а на второй фазе в среде накапливаются нейтральные продукты — бутиловый спирт и ацетон. При этом кислотность среды падает в результате того, что образовавшиеся кислоты перерабатываются в нейтральные соединения. Интересно отметить, что на этой фазе изменяется соотношение выделяемых газов брожения: отношение Н2:CO2 смещается в сторону последней.
Аналогичное явление отмечается и при бутиленгликолевом брожении. Существенную роль имеет при этом активная кислотность среды. Сбраживание глюкозы микроорганизмом Aerobacter aerogenes начинается с интенсивного образования кислот — уксусной, муравьиной, молочной и этилового спирта. Если же активную кислотность искусственно поддерживать в щелочной зоне, то эти продукты остаются основными в течение всего брожения; при этом ни ацетона, ни 2,3-бутиленгликоля не образуется. Ho если не поддерживать кислотность в нейтральной или щелочной зоне, го накопление кислот вызывает снижение активной кислотности до pH 4,5—4,4 и по мере подкисления субстрата характер брожения изменяется. Уже при pH 6,5—6,0 начинается потребление уксусной кислоты, несмотря на наличие несброженной глюкозы, и образование нейтральных продуктов — ацетона и 2,3-бутиленгликоля. Большое значение при этом имеют и условия аэрации бродящей среды. В анаэробных условиях ацетона образуется вдвое меньше, чем при доступе кислорода.
Практическое значение может иметь и то обстоятельство, что в культурах термофильных бактерий по мере их развития сильно изменяется соотношение продуктов брожения; за первые 24 ч культивирования выход молочной кислоты составляет 30% от потребления глюкозы, а на вторые сутки он достигает 96%.