Брожение молочнокислое

Молочнокислое брожение — тип брожения, осуществляемый молочнокислыми бактериями. В зависимости от конечных продуктов, образующихся при сбраживании глюкозы, его разделяют на два основных вида:

• Гомоферментативное брожение: в результате образуется практически только молочная кислота (не менее 90% всех продуктов).
• Гетероферментативное брожение: помимо молочной кислоты, образуются также этанол, уксусная кислота (ацетат) и углекислый газ.

Механизмы брожения

• Гомоферментативное брожение. Катаболизм глюкозы идёт по гликолитическому пути (гликолизу). Образующийся в процессе пировиноградная кислота (пируват) восстанавливается до молочной кислоты (лактата) с использованием восстановительных эквивалентов (НАД·Н). Небольшая часть пирувата может декарбоксилироваться, превращаясь в уксусную кислоту, этанол и CO₂.
• Гетероферментативное брожение. Бактерии, осуществляющие этот тип брожения, не имеют ключевых ферментов гликолиза — альдолазы и триозофосфатизомеразы. Начальное превращение глюкозы у них идёт по пентозофосфатному пути с образованием акцепторов водорода — ацетилфосфата и глицеральдегид-3-фосфата. В результате их восстановления и образуется смесь продуктов: ацетат, этанол и молочная кислота.

Основные микроорганизмы

• Гомоферментативные бактерии:

  • Мезофилы (оптимальная температура 25–35 °C): Streptococcus lactis, S. faecalis, S. cremoris и др.
  • Термофилы (оптимальная температура 40–50 °C): Lactobacillus lactis, L. bulgaricus, L. delbrueckii и др.

• Гетероферментативные бактерии: Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus brevis, Bifidobacterium bifidum и др.

Применение

Молочнокислое брожение широко используется:

• В пищевой промышленности (производство йогурта, кефира, сыра, квашеной капусты, солёных огурцов).
• В производстве кормов (силосование).
• Для промышленного получения молочной кислоты.

Современный контекст

С развитием молекулярной биологии и геномики классификация молочнокислых бактерий претерпела значительные изменения. Многие виды, упомянутые в старых источниках, были реклассифицированы. Например:

• Streptococcus lactis теперь чаще относят к роду Lactococcus (Lactococcus lactis).
• Виды рода Bifidobacterium, хотя и производят молочную кислоту, осуществляют особый тип брожения (бифидоброжение) через фруктозо-6-фосфатный шунт и формально не всегда причисляются к классическим молочнокислым бактериям.
• Современные исследования активно изучают штаммы молочнокислых бактерий как пробиотики, способные приносить пользу здоровью человека и животных.