Спиртовое брожение польза и вред

Признайтесь, вы не задумывались, что спиртовое брожение – это ничто иное, как клеточное дыхание микроорганизмов, населяющих сусло, сделанное из сахаров, дрожжей и воды. В результате углероды (простые сахара, такие как глюкоза, сахароза) распадаются на этанол и углекислый газ.

Углекислоту, как побочный и ненужный нам продукт, мы отправляем в атмосферу через гидрозатвор или неплотно прикрытую емкость. А этанол бережно превращаем в самогон, путем испарения из браги и конденсации паров до жидкого состояния.

В процессе брожения накапливаются также «побочные продукты», которыми являются метиловый спирт, сложные эфиры, ацетон, сивушные масла. Как утверждают знатоки, именно сивушные масла формируют органолептику – вкус и аромат конечного продукта.

Но только если находятся в минимальных количествах. При переизбытке же это дурно пахнущее и очень вредное пойло, употребление которого – прямой путь к циррозу.

Роль и виды дрожжей

Еще в древности заметили, что при благоприятных условиях опавшие фрукты не портятся, а приобретают другие свойства и особенный пьянящий вкус. Съешь такой плод и мир вокруг преображается.

Да и сейчас теплой осенью, когда бродят упавшие на землю фрукты, в лес лучше не соваться, чтобы не быть затоптанными пьяными лосями или оленями, которые в угаре носятся, налетая на деревья, и ломают рога в состязаниях, доказывая, кто в лесу круче. Совсем как «перебравшие» мужики.

Это действие крошечных микроорганизмов – дрожжевых грибков, постоянно живущих на плодах.

Именно эти, «дикие» дрожжи преобразуют сок в вино и с их помощью можно приготовить более крепкое спиртное.

Итак, дрожжи, пригодные для постановки браги, делятся на виды:

Дикие, живущие на плодах и ягодах. Именно они дают продукт с максимальной органолептикой (вкусом и ароматом) сырья, из которого приготовлен. Минус – в длительном брожении, которое может продолжаться до полутора месяцев.
Винные покупные. С их помощью получается отличный самогон, без постороннего дрожжевого запаха. Но также относятся к «долгоиграющему» виду.
Прессованные. Делятся на хлебопекарские и спиртовые. Хлебопекарские обеспечивают крепость браги на уровне 10-12°, спиртовые могут переработать сахара до содержания алкоголя 16-18°.
Сухие имеют такое же действие, но есть среди них еще турбо дрожжи, способные довести крепость браги до 20°.

От свежести и качества дрожжей зависит не только крепость будущего напитка, но и быстрота созревания бражки. На сухих и прессованных достичь готовности к перегонке удается за 3-7 дней, на винных процесс растягивается до трех-четырех недель, а на диких может длиться до полутора месяцев.

Смотрите также: Спиртовые дрожжи для самогона

Общие условия брожения

Для качества «полуфабриката», который следует еще перегнать в самогонном аппарате (дистилляторе или ректификаторе) важную роль играют не только дрожжи, но и совокупность факторов, правильный подбор ингредиентов. Рассмотрим самые важные из них.

Сахар

Без сахара невозможно создать алкоголь. Однако, говоря «сахар» мы имеем в виду не только белый кристаллический продукт, но и простые сахара – глюкозу и фруктозу, в которые дрожжи сначала переводят имеющиеся в сусле сложные сахара, а уже затем трансформируют их в спирт. Так и происходит брожение глюкозы.

Крахмал, содержащийся в картофеле и зерновых культурах, также может быть трансформирован в простые сахара, поэтому брагу ставят не только на сахаре, но и на других, крахмалосодержащих, продуктах. Но «напрямую» отобрать эти сахара из продуктов дрожжи не в состоянии, поэтому необходимо перевести их в пригодную для усвоения форму – осахарить.

Это делается либо горячим способом с помощью солода, либо холодным, при котором вносятся синтетические ферменты, расщепляющие крахмал в удобную для переработки форму.

Кроме того, можно поставить брагу и на чистой глюкозе (простой сахар), получив хороший выход спирта.

Но какие бы сахара вы не выбрали, главным остается принцип качества

Например, сегодня нередки нарекания на то, что применив дешевый (казалось бы – выгодный) сахар, винокуры не получают ожидаемый выход спирта. Поэтому – покупайте продукты для постановки браги в проверенных надежных местах.

Температура

Важное место в процессе брожения занимает температура как сусла, так и помещения, в котором находится бродильная емкость. Ориентироваться необходимо на дрожжи. Для них «рабочая» температура колеблется от 18 до 35°С, но доводить до этих пределов не рекомендуется, причины читаем далее.

При низкой температуре брожение становится вялым, удлиняется его время, порой не весь сахар перерабатывается, получается недоброд, который может плавно перейти в прокисание сусла, поскольку дрожжи впадают в анабиоз.

Кроме того, долгое брожение неприятно излишним накоплением в сусле вредных веществ, которые затем перейдут в самогон. Чтобы вернуть активность дрожжей, достаточно поднять температуру сусла.

При температуре выше +35°С дрожжи могут погибнуть, так и не дав нужного количества алкоголя. Вернуть их к жизни уже не удастся, нужно будет вносить новую порцию свежих.

Поэтому винокуры единодушны: лучшая температура, при которой должна созревать брага, находится в пределах 23-28°С. Тогда брожение будет бурным, быстрым и можно будет получить то количество спирта, которое планировалось изначально.

Кислотность и микроэлементы

Среда, в которой происходит спиртовое брожение, должна быть слабокислой (кислотность на уровне 4 -4,5 рН). Именно тогда брожение происходит правильно, а развитие патогенных микроорганизмов подавляется. В нейтральной среде брага также зреет неплохо, но патогенная микрофлора активно развивается. Щелочная брага хороша для образования глицерина и уксусного альдегида, которые в самогоне и вовсе не нужны.

Важно. Для «корректировки» кислотности нужно добавить немного лимонной кислоты при инвертировании сахара или долить кислого сока. Если среда слишком кислая, добавляют немного мела.

Кроме кислотности важно и наличие микроэлементов – питательной среды для дрожжей. Особенно они нужны на начальной стадии, когда те активно размножаются. Как правило, в зерновом или фруктовом сырье достаточно азота, фосфора и витаминов. И ему подкормка не нужна. А вот сахарная брага ее требует.

Содержание спирта

Как мы уже упоминали, готовая к перегонке брага содержит от 10 до 20% спирта в зависимости от используемых дрожжей. Значит ли это, что при постановке браги на турбо дрожжах можно увеличить количество сахара? Да, но тоже в разумных пределах.

Плотность браги (количество в ней сахара) при постановке должна составлять на обычных и спиртовых дрожжах 20-22%, на турбо – до 30%, но не выше, иначе дрожжи не смогут его весь переработать и больше самогона вы все равно не получите.

Проверяется плотность сахаромером (это такой приборчик, похожий на спиртометр).

Чтобы узнать крепость браги, нужно сразу после того, как сусло готово, отлить немного и замерить его плотность. Цифру записать или запомнить.

В процессе брожения можно еще пару раз замерить, и только когда сахарометр покажет «0», брагу можно перегонять – весь сахар в ней уже переработан в спирт.

А определить крепость браги вам поможет специальная таблица, в которой учтена начальная и конечная плотность бражки.

Внимание. Даже если у вас нет сахарометра, для получения 20% плотности нужно взять 1 кг сахара и 4 литра воды.

Добавить на это количество 100 г сырых (20 г – сухих) дрожжей Перегонять, когда сусло перестанет бродить и будет горьким на вкус. При этом из 1 кг сахара получится 1 литр самогона крепостью около 45°.

Советуем почитать: Способы определения крепости спирта

Микроэлементы

Учтите, что в спиртовых дрожжах уже содержатся все необходимые для правильного брожения микроэлементы и добавлять что-то, если и так брожение отличное, нет никакой надобности. Винные дрожжи требуют некоторых добавок, таких как немного сока, ягод. Но этим не ограничиваются.

Что добавляют:

суперфосфат, мочевину (удобрение карбамид), любое комплексное удобрение для огорода – 2 грамма на каждый килограмм сахара;
куриный помет (да, кто-то добавляет и его, как источник микроэлементов) – 2-3 г на литр бражки. Но все же стоит помнить: мы ведь не огород подкармливаем…;
нашатырный спирт – 1 г из расчета на 2 л сусла;

Мы не зря упомянули эти вещества, поскольку они весьма действенны, активно влияют на брожение и быстроту вызревания браги. Но в основном их используют при производстве самогона на продажу, когда дело «поставлено на поток», и «зелья» нужно много и быстро.

очень хорошая подкормка – солод. Даже немного солода, добавленного в брагу, сразу делают ее питательной;
немного барды от прошлого перегона (процентов 10% от объема сусла) также понравится дрожжам, поскольку в ней много микроэлементов;
ложка томатной пасты на 3 литра сусла также активизирует процесс и помогает быстрому вызреванию;
несколько кусков хлеба служат хорошим питанием для дрожжей.

Но чаще всего минеральные подкормки не требуются, если только вы не используете дистиллированную воду. В обычной (той же водопроводной отстоянной) микроэлементов и так достаточно, они и «поедаются» дрожжами.

Совет. Делайте сами правильную брагу без химии и пейте свой самогон, ведь только в этом случае вы знаете, из чего он сделан.

Ставьте лайки и рекомендуйте статью своим друзьям-винокурам через соцсети.

Еще по теме: Изготовление и применение спиртовых дрожжей

Источник

Коническая колба, соединенная с водяным затвором. В установке осуществляется спиртовое брожение глюкозы дрожжами

Спиртово́е броже́ние – вид брожения, при котором углеводы, преимущественно глюкоза, преобразуются в молекулы этанола и углекислого газа. В подавляющем большинстве случаев спиртовое брожение осуществляют дрожжи. Известны модификации спиртового брожения, при котором вместо этанола или наряду с ним под действием определённых химических веществ дрожжи начинают производить глицерин. Спиртовое брожение имеет огромное промышленное значение, издревле используется человеком для получения разнообразных алкогольных напитков и в хлебопечении.

История изучения[править | править код]

Долгое время химики, в числе которых Антуан Лавуазье, рассматривали брожение как химическую реакцию, к которой живые организмы не имеют никакого отношения. В 1837 году Шарль Каньяр де Ла-Тур, Теодор Шванн и Фридрих Кютцинг независимо друг от друга опубликовали работы, в которых показали, что дрожжи, веками использовавшиеся в пивоварении и виноделии, – это живые организмы, способные размножаться посредством почкования[1]. Шванн вскипятил виноградный сок, убив тем самым дрожжи, и показал, что брожение могло начаться вновь лишь после добавления новых дрожжей. Однако и после этих исследований многие химики продолжали отрицать роль живых организмов в брожении[2]. Ситуация изменилась, когда Луи Пастер в 1850-1860-х годах повторил эксперименты Шванна и показал, что брожение осуществляют живые организмы. Хотя Пастер убедительно доказал, что брожение осуществляют микроорганизмы, что именно в них отвечает за этот процесс, оставалось неизвестным. Многие учёные, включая Пастера, безуспешно пытались выделить из дрожжей компоненты, катализирующие реакции брожения. Наконец, в 1887 году немецкий химик Эдуард Бухнер вырастил дрожжи, получил из них экстракт и обнаружил, что эта «мёртвая» жидкость способна сбраживать сахара, подобно живым дрожжам, с образованием этанола и углекислого газа. Результаты Бухнера положили начало науке биохимии. Благодаря его открытиям стало понятно, что брожение осуществляют особые белки – ферменты, содержащиеся в микроорганизмах[3]. За свои результаты Бухнер в 1907 году получил Нобелевскую премию по химии[4].

Микроорганизмы[править | править код]

Спиртовое брожение в 90 % случаев осуществляют дрожжи родов Saccharomyces и Schizosaccharomyces[en]. Также к спиртовому брожению способны дрожжи рода Kloeckera[en], вызывающие спонтанное брожение виноградного сока, а также представители родов Torula[en] и Eudomyces[5]. Несмотря на то, что этанол, образуемый при спиртовом брожении, влияет на клеточные мембраны, дрожжи выдерживают до 9-12 % этанола по объёму, а дрожжи расы sake, используемые при приготовлении рисовой водки сакэ, выдерживают до 18 % этанола. Кроме того, дрожжи не могут долго существовать в анаэробных условиях, поскольку одна из стадий биосинтеза фосфолипидов в их клетках требует присутствия кислорода, поэтому в анаэробных условиях дрожжевая клетка способна поделиться не более шести раз[6].

В присутствии кислорода дрожжи переключаются со спиртового брожения на существенно более выгодное энергетически аэробное дыхание, при котором они образуют в 20 раз больше биомассы. Этот переход получил название эффект Пастера[7].

Спиртовое брожение обнаружено лишь у единичных прокариот из-за редкой встречаемости у них фермента пируватдекарбоксилазы[en], необходимого для этого вида брожения. Строго анаэробная грамположительная бактерия Sarcina ventriculi способна к спиртовому брожению, подобно дрожжам. Бактерия Zymonomonas mobilis, хотя и имеет пируватдекарбоксилазу, спиртовое брожение не проводит, а сбраживает сахара по пути Энтнера – Дудорова. Эта бактерия используется для сбраживания сока агавы в ходе приготовления текилы[8]. Ещё одна бактерия, имеющая пируватдекарбоксилазу, – Erwinia amylovora – способна к спиртовому брожению, наряду с другими типами брожения[9]. Некоторые клостридии и энтеробактерии, а также гетероферментативная молочнокислая бактерия Leuconostoc mesenteroides[en] проводят брожения, в которых этанол является одним из продуктов[8].

Механизм[править | править код]

Общая схема спиртового брожения

Как отмечалось выше, почти всегда спиртовое брожение осуществляют дрожжи. Они сбраживают моно- и дисахариды с образованием этанола и углекислого газа. Окислительный этап спиртового брожения идёт по пути гликолиза с образованием из одной молекулы глюкозы двух молекул пирувата, двух молекул АТФ и двух молекул NADH + H+. На восстановительном этапе фермент пируватдекарбоксилаза, коферментом которого служит тиаминпирофосфат. В отсутствие кислорода пируватдекарбоксилаза превращает пируват в ацетальдегид с высвобождением молекулы углекислого газа. Далее фермент алкогольдегидрогеназа, используя два NADH + H+, образовавшихся в окислительном этапе, восстанавливает ацетальдегид до этанола. Общее уравнение реакции спиртового брожения: глюкоза + 2 АДФ + Pi → 2 этанол + 2 CO2 + 2 АТФ[10].

Модификации[править | править код]

Карл Нейберг показал, что при добавлении к бродящим дрожжам особых химических веществ состав продуктов брожения меняется. Например, если добавить бисульфит натрия NaHSO3, то он будет связывать ацетальдегид, и основным продуктом брожения станет не этанол, а глицерин. Связанный с бисульфитом ацетальдегид не может служить акцептором водорода, и эту роль принимает на себя дигидроксиацетонфосфат, который восстанавливается, дефосфорилируется[en] и превращается в глицерин. Общее уравнение брожения становится следующим: глюкоза + бисульфит натрия → глицерин + ацетальдегидсульфит + CO2. Эта модификация используется в биотехнологии для получения глицерина и известна как II форма брожения по Нейбергу (нормальное спиртовое брожение Нейберг считал I формой брожения)[11].

Добавление к бродящим дрожжам NaHCO3 или Na2HPO4 изменяет pH среды, из-за чего ацетальдегид в реакции дисмутации превращается в этанол и ацетат, а дигидроксиацетонфосфат акцептирует водород, образуя глицерин. Эта модификация известна как III форма брожения по Нейбергу, её суммарное уравнение: 2 глюкоза + H2O → этанол + ацетат + 2 глицерин + 2CO2[11].

Брожение пива в пивоварне

Использование человеком[править | править код]

Человек стал использовать брожение, в частности, в пивоварении, со времён неолита около 7 тысяч лет до н. э. в Китае[12]. С помощью спиртового брожения и разнообразных субстратов для него получают разнообразные алкогольные напитки: пиво, вино, игристые вина, крепкие напитки[13].

Микроорганизмы-бродильщики используются в пищевой промышленности в хлебопечении, получении некоторых продуктов азиатской кухни[14].

Примечания[править | править код]

↑ Shurtleff William, Aoyagi Akiko. A Brief History of Fermentation, East and West. Soy Center. Soyfoods Center, Lafayette, California. Дата обращения: 30 апреля 2018.
↑ Tobin Allan, Dusheck Jennie. Asking life (неопр.). – 3rd. – Pacific Grove, Calif.: Brooks/Cole (англ.)русск., 2005. – С. 108-109. – ISBN 9780534406530.
↑ Cornish-Bowden, Athel. New beer in an old bottle. Eduard Buchner and the Growth of Biochemical Knowledge. – Universitat de Valencia, 1997. – ISBN 978-84-370-3328-0.
↑ Lagerkvist, Ulf. The enigma of ferment: from the philosopher’s stone to the first biochemical Nobel prize. – World Scientific Publishers, 2005. – P. 7. – ISBN 978-981-256-421-4.
↑ Куранова, Купатадзе, 2017, с. 23.
↑ Нетрусов, Котова, 2012, с. 131-132.
↑ Нетрусов, Котова, 2012, с. 130.
↑ 1 2 Нетрусов, Котова, 2012, с. 132.
↑ Куранова, Купатадзе, 2017, с. 25.
↑ Куранова, Купатадзе, 2017, с. 23-24.
↑ 1 2 Нетрусов, Котова, 2012, с. 130-131.
↑ McGovern P. E., Zhang J., Tang J., Zhang Z., Hall G. R., Moreau R. A., Nuñez A., Butrym E. D., Richards M. P., Wang C. S., Cheng G., Zhao Z., Wang C. Fermented beverages of pre- and proto-historic China. (англ.) // Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United es Of America. – 2004. – 21 December (vol. 101, no. 51). – P. 17593-17598. – doi:10.1073/pnas.0407921102. – PMID 15590771. [исправить]
↑ Шмид, 2015, с. 12-14.
↑ Шмид, 2015, с. 16-18.

Литература[править | править код]

Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 384 с. – ISBN 978-5-7695-7979-0.
Куранова Н. Г., Купатадзе Г. А. Микробиология. Часть 2. Метаболизм прокариот. – М., 2017. – 100 с. – ISBN 978-5-906879-11-0.
Шмид Р. Наглядная биотехнология и генетическая инженерия. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 324 с. – ISBN 978-5-94774-767-6.

Источник

Спиртовое брожение – биохимический процесс ферментации, при котором сахара, такие как глюкоза и фруктоза, разлагаются под действием ферментов с выделением энергии и образованием этилового спирта и углекислого газа. Позволяет получить два моль АТФ на моль глюкозы в анаэробных условиях. Общее уравнение спиртового брожения:

C 6 H 12 O 6 + 2 АДФ + 2 Ф н → 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + 2 АТФ + 2 H 2 O

Этот метаболический путь характерен для многих грибов (дрожжей, дрожжеподобных и некоторых плесневых грибков), водорослей, простейших и некоторых бактерий. Спиртовое брожение издавна используется человеком в процессе хлебопечения (вызывает «восхождение» дрожжевого теста) и изготовление алкогольных напитков. Одной из новых областей применения этого метаболического пути является производство этанола как восстановительного и относительно недорого биотоплива.

Реакции спиртового брожения

Во время спиртового брожения расщепления глюкозы начинается гликолитическую путем (за исключением бактерии Zymomonas mobilis, в которой глюкоза метаболизируется по пути Энтнера-Дудорова). В гликолитических реакциях глюкоза расщепляется и окисляется до двух молекул пирувата, происходит субстратно фосфорилирования двух молекул АДФ с образованием АТФ, а также восстанавливаются до НАДH две молекулы НАД +. При аэробных условиях НАДH снова окисляется отдавая электроны через ряд посредников в молекулярный кислород, и тогда снова может быть использован в процессе гликолиза. В анаэробных условиях регенерация НАД + происходит в конечных этапах брожения, во время которых акцептором электронов является сам пируват или его производные: в случае спиртового брожения – ацетальдегид.

Ацетальдегид образуется из пирувата путем декарбоксилирования (отщепление углекислого газа), которое катализируется пируватдекарбоксилазы. Этот фермент требует присутствия ионов Mg 2+ и содержит ковалентно присоединен кофермент тиаминпирофосфат.

Следующим шагом является восстановление ацетальдегида к этиловому спирту благодаря переносу гидрид иона с НАДH, образованного в гликолизе. Реакция происходит при участии фермента алкогольдегидрогеназы, содержащий в активном центре ион цинка, который поляризует карбонильную группу субстрата облегчая присоединение гидрида.

Итак конечными продуктами спиртового брожения на одну молекулу глюкозы есть две молекулы этилового спирта, две молекулы CO 2, и две молекулы АТФ. В итоге не происходит ни окисления ни восстановления глюкозы (соотношение C: H одинаковое для исходных веществ (глюкоза) и продуктов (этанол + углекислый газ) и составляет 1: 2).

Распространение

Метаболический путь спиртового брожения имеющийся во многих организмов, в том числе грибов (дрожжей, дрожжеподобных и некоторых плесневых грибов), водорослей, простейших, бактерий, некоторых растений. В части анаэробных организмов он является основным путем получения энергии, например в бактерии Zymomonas mobilis, тогда как многие факультативных анаэробов, например пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae, используют как альтернативу дыханию только при отсутствии кислорода.

В отличие от фермента пируватдекарбоксилазы, что является специфическим для спиртового брожения и отсутствует у организмов, для которых характерно молочнокислого брожения (в том числе и человека), алкогольдегидрогеназа имеется у многих видов, которые могут использовать этанол в качестве источника энергии. В печени человека этот фермент катализирует реакцию обратную таковой у спиртовом брожении.

Использование спиртового брожения

Производство алкогольных напитков

Спиртовое брожение издавна используется для производства алкогольных напитков, таких как вино, пиво, эль. Источником углеводов для этих процессов могут служить различные растения. Часть из них содержат готовые к сбраживания моно- и олигосахариды: например сахароза и фруктоза в виноградном соке. В таком случае ферментация может начинаться без предварительной обработки. С другой стороны зерновые, такие как пшеница, овес, рис и т.д. и другие продукты, содержащие крахмал, сначала должны пройти процесс гидролиза полисахаридов. Продуктом гидролиза является сусло, которое уже содержит сахара готовы к сбраживания.

Виноделие

В виноделии для брожения может использоваться природная смесь грибов и бактерий, присутствующих на кожице винограда. Однако при таком подходе трудно предсказать результаты, поэтому чаще муст пастеризуют или обрабатывают серы IV оксидом, веществом с фунгицидными свойствами, после чего добавляют нужную культуру, чаще всего S. cerevisiae или S. ellipsoideus. Брожение длится 3-5 дней при температуре 20-28 ° C. Содержание алкоголя может достигать 10-18% в зависимости от устойчивости микроорганизмов к этанолу. Полученная смесь подлежит процесса созревания, во время которого происходит окончательное формирование вкуса и аромата вина.

Производство пива и эля

Для пива и эля исходным сырьем является зерно: ячмень, пшеница, рис. Эти продукты содержат крахмал, который может быть сусбтратом для сбраживания только после гидролиза. Для активации гидролитических ферментов зерно проращивают, образованный солод измельчают и смешивают с водой, в таких условиях крахмал и белки разлагаются до простых веществ – мальтозы, глюкозы, аминокислот. Образуется сусло, к которому добавляют хмель, который первично использовался для подавления роста микроорганизмов гниения, и нагревают. После этого происходит инокуляция сусла – добавление культуры дрожжей. Для производства пива чаще всего используют дрожжи низового брожения, такие как Saccharomyces carlsbergensis, которые оседают на дно ферментера. Брожение длится 7-12 дней, образовавшийся продукт имеет pH 4,1-4,2. Дрожжи верхового брожения, такие как S. cerevisiae используются для производства эля, он кислее pH 3,8. После брожения пиво еще некоторое время созревает, после чего к нему обычно добавляют углекислого газа и пастеризуют или стерилизуют фильтрацией.

Крепкие алкогольные напитки, такие как виски, водка, джин, получают технологии схожей с пивоварения, дополненной перегонкой.

Хлебопечение

Дрожжи используются людьми для изготовления хлеба уже по крайней мере 4,5 тысячелетий, о чем свидетельствуют древнеегипетские рисунки, на которых подробно изображен этот процесс, а также пекарня 2575 до н. е. найдена в районе некрополя Гизы.

Поскольку при выработке хлеба дрожжи S. cerevisiae выращиваются при аэробных условиях, дыхание преобладает над спиртовым брожением. Из-за этого наблюдается усиленное выделение углекислого газа и незначительное образование этанола. Углекислый газ вызывает «восхождение» теста и отвечает за легкую пористую текстуру хлеба, а продукты брожения придают ему характерный вкус.

Производство биотоплива

Этанол, полученный в процессе спиртового брожения, может быть использован как недорогое и возобновляемые источники энергии. В качестве сырья для производства этанолового биотоплива используется растительный материал, богатый сахарозу, крахмал или целлюлозу: кукурузу, пшеницу, сахарную свеклу и тростник, солому, отходы деревообрабатывающей промышленности, бытовые отходы растительного происхождения и тому подобное. Обычно сырье химически обрабатывают с целью гидролиза полисахаридов до мономеров, после чего к полученной массе добавляют выносливые штаммы дрожжей.

Производство глицерина

Во время Второй мировой войны Германия имела большую потребность в глицерин, для изготовления взрывчатого вещества нитроглицеролу. Импорт глицерина был ограничен британской морской блокадой, поэтому предпринимались попытки наладить собственное производство. К тому времени было известно, что глицерин в небольших количествах образуется при спиртового брожения с участием S. cerevisiae. Немецкий ученый Карл Нойберг нашел способ модифицировать процесс таким образом, чтобы выход этого вещества был значительно выше. Для этого он добавил в среду с дрожжами 3,5% сульфита натрия при pH 7,0. Бисульфит ионы образуют комплекс с ацетальдегидом, в результате чего последний становится недоступным для восстановления в этанол. Поскольку дрожжи одинаково нуждаются акцептора электронов и водорода, они используют с этой целью один из промежуточных продуктов гликолиза – дигидроксиацетонфосфат, что восстанавливается до глицеролфосфату. Последний превращается в глицерин вследствие дефосфорилювання.

Это открытие позволило Германии получать около 1000 тонн глицерина в месяц, благодаря тому, что большинство пивоварен был превращен в фабрики по производству этого вещества. После наступления мира такой путь получения глицерина ни был экономически конкурентоспособным и потому прекратился.

Источник