Брожение пектиновых веществ

Пектиновые вещества широко распространены в природе. Они в большом количестве содержатся в листьях, мякоти и кожице плодов, ягод и т.п. Они как бы склеивают между собой отдельные клетки, образуя растительные ткани. Пектиновые вещества обладают способностью образовывать желе (pektys - студень), что широко используется при изготовлении фруктовых желе, мармелада, пастилы и т.д.

Пектиновые вещества имеют сложное строение. При гидролизе они распадаются в основном на тетрагалактуроновую кислоту, арабинозу, галактозу, ксилозу, уксусную кислоту и метиловый спирт. Пектиновые вещества нерастворимы в воде, они обусловливают твердость свежих плодов. При кипячении в воде, а также под действием пектолитических ферментов нерастворимые соединения (протопектин) переходят в растворимые (пектин). Этим объясняется размягчение плодов при длительной лежке, а также при варке.

Разложение растительных остатков, ежегодно попадающих в громадных количествах в землю, начинается с разрушения пектиновых веществ ферментами микроорганизмов. Чем быстрее происходит распад растительной ткани на отдельные клетки, тем скорее наступает минерализация клетчатки, что имеет исключительно важное значение в круговороте углерода в природе.

Способностью сбраживать пектиновые вещества обладают многие как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы. В слабой степени в аэробных условиях этот процесс возбуждают Bac. mesentericus vulgatus, Bac. subtilis, Bac. macerans, Bac. asterosporus, а также некоторые грибы рода Penicillium, Aspergillus, Cladosporium.

В консервном производстве микроорганизмы Bac. subtilis и Bac. mesentericus, сохраняясь в некоторых консервированных плодах и овощах (например, в огурцах, моченых яблоках) и вызывая гидролиз пектиновых веществ, способствуют размягчению плодов, что резко снижает качество готовых продуктов. Энергичными анаэробными возбудителями брожения пектиновых веществ являются Clostridium pectinovorum, Clostridium felsineum и Clostridium pscovianum.

В ферментативном комплексе микроорганизмов - возбудителей брожения пектиновых веществ - имеется энергичная пектиназа, катализирующая гидролиз пектина. Превращения же возникшего при гидролизе сахара аналогичны его превращениям при маслянокислом брожении. Суммарное химическое уравнение гидролитического расщепления пектиновых веществ записывают обычно в следующем виде:

Clostridium pectinovorum (рис. 31, б) - строгий анаэроб. Это крупные палочки длиной 10-15 мкм и шириной 0,8 мкм, очень подвижные, способные накапливать гранулезу. При спорообразовании образующаяся спора располагается ближе к одному из концов клетки в шаровидном утолщении.

Clostridium felsineum (рис. 31, а) - также подвижная анаэробная короткая сигарообразная палочка. Споры у нее располагаются терминально или субтерминально. В цитоплазме клеток накапливает гликоген. Довольно термоустойчива. Как возбудители брожения пектиновых веществ, оба эти микроорганизма используются для мацерации растительных тканей различных волокнистых растений (льна, конопли, джута, кенафа, кендыря) с целью приготовления из них пряжи.

Большой вклад в изучение микрофлоры, участвующей в мочке прядильных растений, и условий среды, при которых этот процесс лучше всего протекает, сделал советский микробиолог И. А. Макринов. 3. С. Маркова выделила микроб Clostridium pscovianum, при участии которого в Псковской области и Сибири поздней осенью в процессе обработки волокнистых растений проводят пектиновое брожение при температуре 8-10 °С.

Распад пектиновых веществ происходит и при осветлении плодовоовощных соков. Наличие пектиновых веществ и других коллоидов придает соку мутность. Для получения кристально прозрачных соков применяют ферментативное осветление специальными ферментными препаратами некоторых плесневых грибов (например, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Botrytis cinerea). Осветляющий эффект ферментных препаратов объясняется их пектолитическим действием. Пектиназа аспергилловых плесеней расщепляет пектин до растворимых соединений (моногалактуроновой кислоты), а гриб Botrytis cinerea, кроме того, улучшает аромат и вкус сока. Особенно хорошие результаты получаются при осветлении ферментными препаратами таких трудно поддающихся осветлению соков, как яблочный, сливовый, а также при осветлении земляничного, черносмородинового и малинового соков. Ферментные препараты, получаемые из плесневых грибов, применяются также в вареньеварочном производстве для предупреждения желирования продукта.

Несмотря на хорошие результаты, достигнутые при использовании ферментов, в консервной промышленности они применяются сравнительно мало. Это объясняется сложностью изготовления препаратов в условиях консервных заводов. Выпуск же готовых препаратов пока недостаточен.