Работа 40. Брожение пектиновых веществ

Пектиновые вещества составляют основу срединных пластинок, склеивающих клетки в ткани. Различают три типа пектиновых веществ: протопектин—водонерастворимый компонент клеточной стенки; пектин и пектиновая кислота—водорастворимые полимеры галактуроновой кислоты.

Процесс разрушения пектиновых веществ начинается с ферментативного гидролиза, который вызывается бактериями, грибами и актиномицетами. Под действием фермента протопектиназы протопектин гидролизуется с образованием пектина. Пектинметилэстераза разрушает пектин до пектиновой кислоты и метилового спирта. Полигалактуронидаза разрушает пектин и пектиновую кислоту с образованием свободных молекул галактуроновой кислоты и других продуктов: ксилозы, арабинозы, галактозы, метилового спирта и уксусной кислоты. Схематично разрушение пектиновой кислоты можно выразить уравнением:

С_4бН₆₈О₄₀ + 10Н₂О > 4СОН(СНОН)₄СООН+С₅Н₁₀O₅ + С₅Н₁₀О₅ + С₆Н₁₂О₆ + 2СН₃ОН + 2СН₃СООН

Образующиеся углеводы в анаэробных условиях сбраживаются по типу маслянокислого брожения. Состав конечных продуктов определяется видом микроорганизма, ведущего процесс разрушения пектиновых веществ.

Пектиновое брожение лежит в основе промышленного получения волокна из технических культур: льна, конопли, джута, кенафа. Наиболее активно сбраживают пектиновые вещества бактерии рода Clostridium.

Сl. pectinovorum представлен крупными палочковидными клетками (4—8 мкм), одиночными или в цепочках. Споры округлые, расположены терминально, спороносцы типичной плектридиальной формы. Оптимальная температура роста 30°С. Первым начинает процесс разрушения пектиновых веществ, но при накоплении органических кислот в среде прекращает активную деятельность.

Далее разрушение пектиновых веществ продолжает более кислотоустойчивый микроб — Сl.felsineum. Он имеет вид более мелких палочковидных клеток (3—5 мкм), одиночных или расположенных парами. Споры овальные, формируются эксцентрично. Клетки - спороносцы клостридиального типа. Оптимальная температура роста 37°С. Культура Сl. felsineum используется как закваска для активизации процесса анаэробной мочки прядильных растений. Закваска ускоряет процесс мочки и улучшает качество волокна.

В естественных условиях процесс росяной мочки прядильных растений идет благодаря деятельности аэробных микроорганизмов: Васillus subtilis, Bacillus mesentericus и плесневых грибов Мисоr, Cladosporium, Alternaria. Разрушаются пектиновые вещества медленно, в течение 3—8 недель.