В высококислотных винах ингибиторами бактерий являются как высокая концентрация ионов водорода, так и недиссоциированные формы винной кислоты при наличии небольших количеств яблочной. С целью определения влияния соотношения винной и яблочной кислот в виноматериале на процесс яблочно-молочного брожения в наших исследованиях разводку молочнокислых бактерий вносили в вино, в которое по расчёту добавляли винную кислоту до 4-6 г/ дм3 (табл. 3.2). Яблочно-молочное брожение прошло при всех сочетаниях винной и яблочной кислоты, при этом чем больше было яблочной кислоты, тем интенсивнее прошёл процесс её утилизации. Содержание винной кислоты до 6 г/дм3 при наличии активной популяции бактерий не тормозит процесс кислотопонижения. Остаточные количества яблочной кислоты в пределах 1-2 г/дм3 остаются неиспользованными. Изменения pH были незначительны и не превышали 0,1.
Таблица 3.2
Влияние соотношения винной и яблочной кислот на процесс яблочно-молочного брожения
Содержание кислот, г/дм3 | Массовая концентрация титруемых кислот, г/дм3 | рн | |||
ВИННОЙ | яблочной | исходная | после ЯМБ | разность от исходной | |
4 | 2 | 7,8 | 6,9 | 0,9 | 3,3/3,3 |
4 | 4 | 9,8 | 8,4 | 1,4 | 3,2/3,3 |
4 | б | 12,3 | 10,3 | 2,0 | 3,2/3,2 |
5 | 2 | 8,8 | 7,8 | 1,0 | 3,2/3,3 |
5 | 4 | 10,7 | 9,3 | 1,4 | 3,1/3,2 |
5 | 6 | 12,9 | 11,0 | 1,9 | 3,1/3,2 |
6 | 2 | 9,9 | 8,9 | 1,о | 3,1/3,3 |
6 | 4 | 11,7 | 10,3 | 1,4 | 3,04/3,3 |
6 | б | 13,7 | 11,7 | 1,9 | 3,1/3,1 |
Особенности потребления яблочной кислоты и углеводов в процессе размножения МКБ рода Leuconostoc.
При анализе метаболизма молочнокислых бактерий, используемых в качестве агентов биологического кислотопонижения, большой интерес представляет вопрос о связи потребления яблочной кислоты и сахаров с накоплением биомассы бактерий.
В литературе существует мнение, что разложение яблочной кислоты начинается только тогда, когда рост бактерий достигает логарифмической фазы: оно продолжается во время стационарной фазы и даже в фазе отмирания [74]. По данным авторов, численность популяции должна превзойти 1 млн клеток на 1 см3, чтобы яблочно-молочное брожение действительно началось.
В наших исследованиях ставилась задача выяснить закономерности потребления сахаров и яблочной кислоты при накоплении биомассы молочнокислыми бактериями рода Leuconostoc.
Объектом исследования служили 2 штамма (101-11-3 и А-11-4). В качестве питательных сред использовали смесь солодового сусла с массовой долей сухих веществ 3% с яблочным суслом в соотношении 1:1 и разбавленное в 2 раза водой виноградное сусло с добавлением дрожжевого экстракта в количестве 0,3 г на 100 см3. Массовая концентрация титруемых кислот в смесях составила 4,1 и 3,0 г/дм3, массовая концентрация сахаров - 6,98 и 9,45 г/100 см3. Культивирование проводили при температуре 26°С.
На рисунке 3.1 показаны кривая роста молочнокислых бактерий (штамм А-П-4 на смеси солодового сусла с яблочным соком) и динамика снижения содержания яблочной кислоты и углеводов. Логарифмическая фаза роста была достигнута через 12-14 часов. Утилизация яблочной кислоты наблюдалась в процессе размножения бактерий и завершилась к 34 часам культивирования. Массовая концентрация сахаров за этот период снизилась незначительно, на 0,15- 0,20 г/100 см3.
За 20 суток культивирования снижение массовой концентрации углеводов составило 1,4-1,6 г/дм3 на смеси солодового сусла с яблочным и несколько выше - 2,7-3,0 г/дм3 на виноградном сусле, что составило в среднем 20 и 30% соответственно. За счёт этого несколько повысилась массовая концентрация титруемых кислот.
Существенных различий между использованными штаммами не обнаружено. Влияние среды культивирования выразилось в более ярком проявлении основных закономерностей роста на смеси солодового сусла с яблочным соком, чем на разбавленном виноградном сусле. Это связано, прежде всего, с низким содержанием яблочной кислоты (2,0 г/дм3). Установлено, что процесс утилизации яблочной кислоты тем интенсивнее, чем выше её концентрация.
Рис. 5.1. Утилизация яблочной кислоты и углеводов в процессе размножения молочнокислых бактерий рода Leuconostoc;
Кроме того, смесь солодового сусла с яблочным в большей степени отвечает потребностям молочнокислых бактерий по сравнению с разбавленным в 2 раза виноградным суслом. Таким образом, результаты исследования закономерностей потребления яблочной кислоты и углеводов молочнокислыми бактериями доказали, что в процессе культивирования молочнокислых бактерий рода Leuconostoc на питательных средах с яблочной кислотой её утилизация наблюдается в самом начале логарифмической фазы и завершается задолго до её окончания. Потребление углеводов при этом было чрезвычайно низким не только в процессе размножения бактерий, но и в дальнейшем до прекращения их жизнедеятельности.
Установленные факты имеют принципиальное значение в плане использования молочнокислых бактерий для индуцирования яблочно-молочного брожения и свидетельствуют об отсутствии опасности его проведения в присутствии сахаров и высокой кислотности. Это не снимает необходимости контроля за процессом яблочно-молочного брожения. Развитие нежелательных изменений после утилизации яблочной кислоты вызваны не деятельностью внесенных бактерий, а развитием других групп молочнокислых бактерий, охотно развивающихся на фоне пониженной кислотности, обычно гетероферментативных палочек рода Lactobacillus, по нашим наблюдениям. Зарубежные исследователи указывают при этом на деятельность гомоферментативных кокков рода Pediococcus [74,103].