Условия развития и активности молочных бактерий вина - Азотистое питание бактерий

Многие авторы изучали влияние аминокислот на рост молочнокислых бактерий (Люти, 1952, 1957; Йерхель и сотрудники, 1956; Флеш и Йерхель 1958; Радлер, 1958; Дю Плесе и, 1963; Пейно и сотрудники, 1965). Потребности в аминокислотах зависят от вида, штамма, условий культуры. Согласно этим работам такие вещества, как аланин, аргинин, цистеин, глутаминовая кислота, гистидин, лейцин, фенилаланин, серин, триптофан, тирозин или валин, необходимы для роста молочнокислых бактерий; в зависимости от штаммов нужны или все эти аминокислоты или только некоторые из них. Аминокислоты, которые требуются меньше всего, являются как раз теми, которые составляют наибольшую пропорцию аминного азота вин: пролин, лизин, гликокол, гистидин, треонин.
Разница между кокками и бациллами в отношении их поведения значительна. Среди 18 исследованных аминокислот четыре оказываются необходимыми для всех бацилл: глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, валин. Потребности в других аминокислотах у каждого штамма свои. Но все они являются необходимыми или стимулирующими в зависимости от обстоятельств. Возможности синтеза очень различны в зависимости от вида или штамма бацилл, и эффект недостаточности более выражен в начале размножения. Так, аланин, аспарагиновая кислота, метионин, фенилаланин оказывают влияние на рост 3/4 штаммов в первые дни, но их недостаток затрудняет молочнокислое брожение только в 25% случаев.
Кокки значительно больше нуждаются в аминокислотах, и к четырем аминокислотам, упомянутым выше, как необходимым для бацилл, нужно добавить семь других, без которых кокки обычно не могут развиваться; это аргинин, гистидин, метионин, фенилаланин, серин, триптофан, тирозин. С другой стороны, на некоторые штаммы кокков изолейцин и лейцин оказывают только стимулирующее действие, и роль аланина и аспарагиновой кислоты в качестве активаторов явно меньше, чем для бацилл.
Эта разница в поведении бацилл и кокков отражает различия в процессах азотистого метаболизма. Гетеротрофия кокков выражена больше, чем гетеротрофия бацилл. Более значительные потребности кокков в этой области объясняют большие трудности их культуры.
Аминокислоты, необходимые бактериям, обеспечивают пептоны, пептиды и аминокислоты вина. Автолизат или дрожжевой экстракт, мясной пептон, гидролизат казеина способствуют росту молочнокислых бактерий. В противоположность этому аммиачный азот не используется.

Пуриновые и пиримидиновые основания и их производные, вещества, которые могут происходить из дрожжей, играют важную роль (табл. 12.7); если приготовить питательную среду без аденина, гуанина, ксантина и урацила, рост снижается на 20—25%.

Таблица 12,7 Потребности молочнокислых бактерий в пуриновых и пиримидиновых основаниях

Примечание. Штаммы, для которых азотное основание является безразличным (—), симулирующим (S) или обязательным (+). Достаточно большое количество наблюдений показывает, что яблочно-молочное брожение легче возбуждается в молодых винах, сохраняемых на их дрожжевом осадке после брожения. Дрожжевой осадок может оказывать благоприятное влияние потому, что он богат бактериями, но можно думать, что здесь также выступают явления выделения из дрожжей в среду азотистых и ростовых веществ.
С. Лафон-Лафуркад определила состав азотистых веществ в клетках бактерий, принадлежащих к видам Leuconostoc и Lactobacillus, выделенных из вин и развившихся на обогащенном дрожжевым экстрактом виноградном соке (рН 4,2, общий азот 756 мг/л). Ниже приведено среднее содержание аминокислот в протеидах этих бактерий, выраженное в % от массы протеидов.

Изменения в составе азотистых веществ во время молочнокислого сбраживания сахаров (питательная среда: разбавленное виноградное сусло, обогащенное дрожжевым экстрактом и приведенное к рН 4,2

Можно считать, что такой состав близок к составу протеидов дрожжей. Молочнокислые бактерии намного богаче аргинином и лизином, чем дрожжи, и несколько беднее аланином, аспарагиновой кислотой и пролином; различия в других аминокислотах незначительны.
В табл. 12.8 показаны изменения в составе азотистых веществ в подслащенной питательной среде, вызываемые развитием молочнокислых бактерий, принадлежащих к двум различным видам. За исключением аланина, процентное содержание которого заметно возрастает, все аминокислоты расходуются и используются в процессе бактериального синтеза. Был собран приблизительно 1 г бактерий в сухой массе на 1 л.
В табл. 12.9 даны два примера эволюции аминокислот во время яблочно-молочного брожения. Некоторые из них, такие, как аргинин, всегда расходуются, содержание же других возрастает в результате протеолиза полипептидов или протеинов.

Таблица 12.9 Изменение состава азотистых веществ (в мг/л) в винах в процессе яблочно-молочного брожения

Авторы давно наблюдали, что во время такого брожения содержание гидрата окиси аммония в винах повышается вследствие дезаминирования (Ж. Риберо-Гайон и Пейно, 1938); по мнению Аршинара и Будо (1955), только одни молочнокислые бактерии вина действуют таким образом.

Было также отмечено, что вина, подвергшиеся яблочно-молочному брожению, имеют большее содержание гистамина, чем другие (Майер и сотрудники, 1971, Плюма, 1970). Радлер (1973) выделил один штамм Реdiocoocus cerevisiae, способный декарбоксилировать гистидин в гистамин.