Микробиология: Лабораторный практикум, страница 41

Процессы брожения, вызываемые микроорганизмами, являются важнейшими звеньями превращения безазотистых органических веществ. Эти превращения очень сложны и разнообразны.

Каждый вид брожения вызывается определенным видом (группой) микроорганизмов.

Многие виды брожений широко используются в промышленности. С другой стороны, возбудители многих брожений вызывают порчу пищевых продуктов и напитков.

Спиртовое брожение

Одним из важнейших брожений в промышленности является спиртовое брожение углеводов, которое вызывается дрожжами, некоторых видов бактерий и мукоровых грибов.

Дрожжи рода Saccharomyces наиболее полно и быстро расщепляют сахар до конечных продуктов, вследствие чего имеют наиболее важное промышлен­ное значение. Анаэробная природа спиртового брожения впервые была уста­новлена Пастером. Ход брожения очень сложен, он состоит из нескольких эта­пов, в которых участвуют ферменты дрожжевой клетки. Суммарное уравнение спиртового брожения следующее:

С6Н12Об = 2СН3СН2ОН + 2СО2 +118 кДж

Способность дрожжей сбраживать сахар в течение определенного времяни называется энергией брожения.

Учет энергии брожения проводится путем определен количества образовавшегося СО2 и этилового спирта.

Постановка опыта

В качестве питательной среды для дрожжей используется среда следующего состава:

сахароза - 15 г                       КН2РО4 - 0,3

пептон - 0,5 г                         MgSO4 - 0,1г

вода 100 мл

Среду разливают по 100 мл в колбы, емкостью 250-300 мл и стерилизуют при 0,5 атм. 30 мин. Колбу - со 100 мл среды вносят немного (1 г) сухих прессованных дрожжей. Колбу закрывают каучуковой пробкой, в которую вставлен затвор Мейссля. Затвор устроен таким образом, что легко пропускает выделяющийся СО2, но задерживает пары воды и спирта, которые; поглощайся налито и в затвор крепкой серной кислотой. На затвор надевается небольшой кусок толстостенной каучуковой трубки, верхний конец которой крепко закрыт кусочком стеклянной палочки, а боковая стенка имеет небольшой продольный разрез.

Колбы взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г и ставят в термостат при температуре 28°С на двое – трое суток.

Условия, способствующие развитию дрожжей, но препятствующие росту других микроорганизмов, будут следующие:

1. Высокая концентрация сахара (15%);

2. Кислая среда за счет КН2РО4 (рН=5,0);

3. Накопление значительного количества спирта;

4. Анаэробные условия.

Сумма этих факторов делает среду элективной для культуры дрожжей.

Исследование результата опыта на спиртовое брожение

Конец брожения устанавливается по прекращению газообразования. По окончанию опыта колбу снова взвешивают. Количество выделенной углекисло­ты в граммах определяют по разнице между начальной массой колбочки и ее конечной массой после брожения.

Для определения энергии брожения используют суммарное уравнение спиртового брожения:

С6Н2О6 = 2СН3СН2ОН + 2СО2

                                              180                92              88       (молекулярный вес).

Из этого уравнения следует, что на долю СО2 приходится почти 50% сброженного сахара.

Например, в нашем опыте среда содержит 15г сахара. Из этого количества может выделиться около 7-7,5г углекислоты. Зная количество выделившейся углекислоты, легко определить количество образовавшегося спирта и количество сброженного сахара (энергия брожения).

Пример расчета

Допустим, что потеря в весе колбочки (т.е. количество выделившегося СО2) равна 7,0 г, тогда исходя из вышеуказанного уравнения, количество образовавшегося спирта будет равно: