Общая характеристика уксусно-кислых бактерий
Уксусно-кислые бактерии являются весьма распространенными организмами в природе. Они встречаются на зрелом винограде, чаще на загнивших гроздьях, в вине, пиве, сидре, в почве.
Рис. 11. Уксусно-кислые бактерии.
Клетки уксусно-кислых бактерий — прямые или слегка изогнутые палочки (их диаметр 0,5—1,0 мкм), ипшда эллипсоидальной формы, одиночные или соединены в длинные цепочки — нити, спор не образуют, грамотрицательны (красный цвет фуксина при окрашивании по Граму). Обычно они неподвижны, но в молодой культуре (24—48 ч) многие клетки подвижны, имеют жгутики. Неблагоприятные условия для развития уксусно-кислых бактерий: высокая объемная доля этилового спирта (15—16%), уксусной кислоты и других кислот, высокая температура (в пределах 40°С) задерживают размножение клеток, при этом появляются гипертрофированные клетки-гиганты (инволюционные формы) со вздутиями.
Характерной чертой многих видов уксусно-кислых бактерий является рост клеток на поверхности питательной среды — образование пленки, “всползающей” на стенки стеклянной посуды.
Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность уксусно-кислых бактерий, являются: кислород, т. к. они относятся к облигатным аэробам; углекислый газ — при недостатке в среде углекислоты задержка развития и потеря клетками способности к размножению; температурный минимум 6—10°С, оптимум — 15° и 35°С; степень выносливости к спирту находится в пределах массовой доли спирта 11—12%; сорбиновая кислота не защищает вино от развития уксусно-кислых бактерий; диоксид серы оказывает влияние на выживаемость уксусно-кислых бактерий, главным образом в свободной форме, обладающей антисептическими свойствами. При температуре 15—18°С и массовой концентрации в винах 120—150 мг/дм3 общего SO2 жизнедеятельность приостанавливается только на 10 дней.
Уксусно-кислые бактерии отличаются выраженной способностью к окислению различных органических веществ, характерной для всех видов является реакция окисления этилового спирта в уксусную кислоту. Суммарно выражается следующим уравнением:
Из 1% этанола образуется 1 г уксусной кислоты. Углеводы окисляются уксусно-кислыми бактериями в соответствующие сахарокарбоновые кислоты. Наиболее активная окисляющая деятельность их наблюдается в фазе максимальной скорости размножения.
Уксусно-кислые бактерии в производстве вин.
В настоящее время установлено, что уксусно-кислые бактерии всегда присутствуют в вине, их рост и метаболизм могут протекать при небольшом количестве кислорода.
При развитии уксусно-кислых бактерий на поверхности вин особое значение имеет способность их к биосинтезу летучих кислот, эфиров. Характерный запах скисшему вину придает уксусно-этиловый эфир. Другие бактерии вина, образующие летучие кислоты (молочно-кислые при разложении сахаров, глицерина), не обладают эфирообразующей способностью. Поэтому показатель превращения в эфир уксусной кислоты может служить основанием при определении причин и вида микроорганизмов, вызвавших повышение содержания летучих кислот в вине и его порчу.
Способность уксусно-кислых бактерий расти в полуанаэробных условиях и образовывать уксусную кислоту требует правильного ведения технологических операций при сливе, перекачке и переливках, когда вино может насыщаться кислородом воздуха.
Получение уксуса.
При получении пищевого уксуса наилучший эффект достигается в случае применения чистых культур уксусно-кислых бактерий с высокой окислительной способностью. Основным сырьем для получения уксуса являются естественные субстраты и напитки, содержащие этиловый спирт (сидр, вино, пивное сусло, мед, плодово-ягодные соки после брожения) или водный раствор этилового спирта. В состав уксуса, кроме уксусной кислоты (6—11%), входят ничтожно малые количества высших эфиров, придающих продукту особый вкус и приятный аромат.
Разработана технология производства уксуса с использованием иммобилизованных уксусно-кислых бактерий на клеточных оболочках винных дрожжей.
Мицелиальные грибы.
Рис. 12. Botrytis cinerea на грозди винограда.
К мицелиальным грибам (иногда их называют микромицетами, плесневыми грибами) относят микроскопические грибы-сапрофиты, питающиеся органическими веществами мертвых растительных остатков и образующие на их поверхности налеты разного цвета. На плотных субстратах образуют округлые пушистые, нитевидные, паутинообразные, ватоподобные или порошкообразные колонии серого, зеленого, желтоватого, коричневого, черного или белого цветов. Колонии этих микроорганизмов состоят из большого количества ветвящихся нитей, называемых гифами. Гифы одних грибов не имеют перегородок — это одноклеточные грибы; у других грибов гифы разделены перегородками на клетки — это многоклеточные грибы.
Наиболее часто на винограде встречаются грибы родов Aspergillus, Penicillium, Botrytis, Mucor. В годы с повышенной влажностью воздуха размножение мицелиальных грибов вызывает значительные потери урожая винограда и понижение его качества. Особенно сильно размножаются грибы на ягодах винограда, если после долгой засушливой погоды начинается дождливый период. На ягодах винограда образуется большое количество трещин, через которые проникают споры грибов. Прорастая, споры образуют мицелий и виноград плесневеет.
В некоторых винодельческих районах, где, как правило, осенние дожди выпадают редко, раза два-три в десятилетие бывают благоприятные погодные условия для так называемого “благородного гниения” винограда. В такие годы виноград рано созревает при достаточной, но не чрезмерной влажности, и происходит заизюмливание ягод при умеренном развитии Botrytis cinerea. Мицелий гриба разрыхляет клетки кожицы, облегчает испарение воды. При дождливой погоде из поврежденных грибом ягод вымывается сахар, и качество винограда снижается, а при сухой и солнечной осенней погоде В. cinerea способствует испарению воды из ягод винограда и повышению массовой концентрации сахаров в соке до 30 г/100 см3 и более.
В отличие от грибов других родов Botrytis потребляет в первую очередь органические кислоты, а не сахара. Поэтому при повышении концентрации сахара в ягодах, происходящем от испарения воды, в них не наблюдается увеличения кислоты. Содержание пектиновых и фенольных веществ, а также общего азота уменьшается в зависимости от степени развития В. cinerea.
Таким образом, размножение В. cinerea на винограде бывает полезным только в редкие годы в определенных винодельческих районах для выработки вин особого типа. Во всех остальных случаях размножение на винограде мицелиальных грибов всех родов снижает его качество. Из винограда, частично пораженного серой гнилью, разработана технология получения виноматериалов, предусматривающая введение диоксида серы, обработку препаратом Пектофоетидин П10Х, бентонитом и полиэтиленоксидом.
В вине мицелиальные грибы не размножаются, но вино, налитое в тару с запахом плесени или укупоренное заплесневевшими пробками, имеет неприятный, трудно устранимый плесневый тон. Для предотвращения размножения грибов винодельческую тару и оборудование необходимо своевременно обрабатывать в соответствии с “Технологической инструкцией по санитарной обработке винодельческих емкостей, оборудования, винопроводов и помещений” от 16.06.70.
