Пропионовокислое брожение, основные участники пропионовокислого брожения, их характеристика, использование пропионовокислых бактерий в народном хозяйстве

Пропионовокислые бактерии являются возбудителями пропионовокислого брожения, при котором углеводы ферментируются с образованием главных продуктов брожения – пропионовой кислоты и её солей – пропионатов.

Пропионовокислое брожение – это превращение сахара или молочной кислоты и её солей в пропионовую и уксусную кислоты с выделением углекислого газа и воды:

3C6H12O6 – 4CH3CH2COOH + 2CH3COOH + 2CO2 + 2H2O;

3CH3CHOHCOOH – 2CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O.

Некоторые пропионовокислые бактерии образуют, кроме того, немного других кислот (муравьиную, янтарную, изовалериановую).

При пропионовокислом брожении превращение глюкозы до пировиноградной кислоты протекает также по гликолитическому пути. В дальнейшем пировиноградная кислота, претерпевая ряд превращений, восстанавливается в пропионовую. Брожения вызывают бактерии, относящиеся к семейству Propionibacteriaceae, роду Propionibacterium. Это неподвижные, бесспоровые, грамположительные палочки, слегка искривленные. В неблагоприятных условиях развития клетки принимают булавовидную форму.

Пропионовокислые бактерии требовательны к пище (источнику азота и витаминов).

Большинство не развиваются при рН среды ниже 5,0 – 4,5. Они факультативные анаэробы, могут переносить лишь низкое парциональное давление кислорода. Оптимальная температура их развития 30 – 350С, отмирают при температуре 60 – 700С. Эти бактерии, помимо сахаров и молочной кислоты, способны сбраживать пировиноградную кислоту, глицерин и другие вещества. Они разлагают (дезаминируют) аминокислоты, при этом выделяются жирные кислоты.

Превосходный рост всех пропионобактерий может быть получен на трипсиново-дрожжевой экстрат-глюкозной среде, содержащей 0,05% твина-80. Бактерии хорошо растут в бульоне с пептоном, дрожжевым экстратом и глюкозой в глубоких пробирках при свободном доступе воздуха. Вызывают помутнение бульона и образование часто окрашенного осадка. Большинство штаммов растёт в глюкозном бульоне с 20% желчи и 6,5% NaCl.

На плотной среде (кровяном агаре) пропионовокислые бактерии образуют мелкие выпуклые полупрозрачные блестящие колонии, которые могут быть белыми, серыми, розовыми, красными, жёлтыми или оранжевыми.

Пропионобактерии являются хемоорганотрофами. Продукты ферментации включают большие количества пропионовой и уксусной кислот, и меньшие количества изовалериановой, муравьиной, янтарной, молочной кислот и диоксида углерода.

В молоке пропионовокислые бактерии развиваются медленно и свёртывают его через 5 – 7 дней.

Несмотря на слабую энергию кислотообразования при развитии этих бактерий, предельная кислотность молока может достигать 160 – 170 0Т.

Пропионовокислому брожению подвергаются различные углеводы, в том числе глюкоза и лактоза, а также лактаты, то есть соли молочной кислоты, и пептон.

Пропионовокислые бактерии используют в составе заквасок при производстве твёрдых сыров с длительным сроком созревания.

После окончания молочнокислого брожения лактозы в созревающем сыре наступает стадия пропионовокислого брожения, сопровождающаяся сбраживанием молочной кислоты в уксусную и пропионовую кислоты. Эти кислоты придают сырам острый вкус, а образующийся диоксид углерода формирует рисунок сыра (глазки). Пропионовокислые бактерии способны синтезировать витамин В12 и обогащать им молочные продукты. Кожные пропионобактерии витамина В12 не продуцируют. Проптонобактерии образуют аммиак из белковых веществ, фермент каталазу и ферменты дегидрогеназы и цитохромы.