БІОЛОГІЯ МОЛОЧНОКИСЛИХ БАКТЕРІЙ - Скринінг штамів

Численними дослідженнями вітчизняних і зарубіжних учених встановлено, що найбільш бажаними збудниками яблучно-молочного бродіння є гетероферментативні коки, представлені родом Leuconostoc. Їм віддали перевагу з двох причин. Серед молочнокислих бактерій це найбільш кислотостійкі, здатні розвиватися у вині при рН 2,8. При підвищеній кислотності гетероферментативні коки з розчину цукру і яблучної кислоти переважно використовують яблучну кислоту. Цим пояснюється той факт, що бактерії роду Leuconostoc зазвичай виділяють з вин на стадії яблучно-молочного бродіння.

Дослідження теорії і практики біологічного відновлення кислоти пов'язані з використанням переважно гетероферментативних коків. У США для цього використовують Leuconostoc oenos ML-34 і Leuconostoc oenos PSU-1. Французькі дослідники при вивченні індукованого яблучно-молочного бродіння встановили можливість використання гомоферментативних молочнокислих бактерій поряд з гетероферментативними коками.
У зв'язку з несприятливими кліматичними умовами в більшості виноробних регіонів СНД проблема біологічного кислотозниження є актуальною, звідси виникає необхідність підбору культур для яблучно-молочного бродіння.
З цією метою досліджували набір штамів молочнокислих бактерій роду Leuconostoc, наявних у колекції мікроорганізмів ІВіВ «Магарач». Культури виділені з виноматеріалів Киргизії, Закарпаття, Краснодарського краю та Криму в 1976-1981 рр. Передбачалося визначити максимальну концентрацію бактеріальних клітин і час їх накопичення; вивчити вплив поживних середовищ на концентрацію бактерій; вивчення впливу етилового спирту на швидкість розмноження бактерій і максимальну концентрацію бактеріальних клітин; визначити час зброджування яблучної кислоти у виноградному суслі різними штамами бактерій при спільному культивуванні з дріжджами. Дослідження проводились на 44 культурах, одна з яких, кодована SLR, складалася із суміші різних штамів бактерій роду Leuconostoc, і була запропонована З.Д. Рабіновичем у 1971 р. для викликаного яблучно-молочного бродіння. Як живильні середовища використовували суміш солодового сусла (7% сухої речовини) з яблучним соком у співвідношенні 1:1, рН 3,15 і титрованою кислотністю 6,4 г/дм3 і пастеризоване виноградне сусло з титрованою кислотністю 14,5 г/дм3. Розведення молочнокислих бактерій культивували на суміші солодового та яблучного сусла протягом 4 діб. Розведення дріжджів виду Saccharomyces cerevisiae сорту Феодосія 1-19 готували на виноградному суслі протягом 2 діб. Концентрацію бактеріальних клітин визначали нефелометрично. Про стійкість бактерій до етанолу судили по їх здатності рости в середовищі в присутності спирту. Глибину утилізації яблучної кислоти визначали методом паперової хроматографії.
Встановлено, що максимальна концентрація бактеріальних клітин на середовищі солодового сусла і яблучного соку досягається протягом 3-4 діб. Чітко виділяються штами, які продукують високі граничні концентрації клітин (2,9-4,8408): (48-11-5; 101-5; 101-11-1.401-1-3; 5-11-4; 5-11-5; 5-11-8; 5-11-10; A-1-2; A-1-10; A-1-11; A-11-4; 39-2). Для деяких штамів максимальні концентрації не перевищували 1,2-2,04-108. Проте висока концентрація бактеріальних клітин не корелювала з періодом їх накопичення. Інші культури виділяють за цим показником: 21-2; 39-1; 39-2; ОК-43-2; ОК-43-3; ОК-43-7; 47-1; 47-2; 47-5; 47-6; 52-1;101-11-2.
Об'ємна частка етилового спирту в кількості 5 і 10% затримує накопичення бактеріальних клітин у часі, але їх максимальна концентрація знаходиться на контрольному рівні. Відзначено малочутливі до алкоголю штами, у яких затримка росту не спостерігалася або не перевищувала 1-2 доби (21-1; ОК-43-5; ОК-43-7; 47-1; 47-5; 48-11-5; 52-2; 101-1-1; 101-11-1; 101-11-3; А-1-2; А-1-11; А-11-4). Цікава особливість виявлена ​​у штамів: 101-1-2; 101- 1-3 5-1-1; 5-11-2; 5-11-4; 5-115; 5-11-6; 5-11-8; 5-11-9; 5-11-10; СЛР. Їх ріст стимулювався в присутності малих доз етанолу; різниця в часі досягнення максимальної концентрації бактерій становила 3 ​​дні для деяких штамів.
На пастеризованому виноградному суслі ріст бактерій був повільним, а концентрація клітин була дуже низькою і не перевищувала 0,4-6,04 О7. Крім того, бактеріальних клітин було значно менше, ніж у суміші солодового сусла та яблучного соку.
Таким чином, вивчення таких властивостей, як максимальна концентрація бактерій, термін їх накопичення, вплив етилового спирту на розмноження бактерій не дозволило ідентифікувати певні культури за цими показниками. У зв’язку з цим особливу увагу було приділено процесу бродіння яблучної кислоти, який проводився на пастеризованому виноградному суслі з одночасним введенням дріжджів і бактерій. Протягом 10 діб з моменту інокуляції розплоду завершилось зброджування яблучної кислоти штамами: 39-1; 39-3; 47-5; 52-2; 52-4; 10.1-1-1; 101-1-2; 101-1-3; 101-11-1; 101-11-2; А-1-2; а-1-10; А-1-10; А-1-11. Зниження масової концентрації титрованих кислот склало 3-4 г/дм3. В 11 посівах цей процес тривав дещо довше (14 днів), але у штамів 101-11-3 та А-11-9 зброджування яблучної кислоти було найглибшим і зниження кислотності становило 5,4 г/дм3 та 4,5 г/дм3 відповідно. Зменшення масової концентрації титрованих кислот різними штамами було в межах 2,2-5,4 г/дм3. Були штами, які завершували процес яблучно-молочного бродіння лише за 43-51 день.
Аналіз отриманих даних показав, що підвищена активність щодо яблучної кислоти не корелювала зі швидкістю накопичення клітин та її максимальною концентрацією. Культура SLR мала середній рівень за максимальною концентрацією клітин, стимулювалася малими дозами етанолу, але була на останньому місці за здатністю утилізувати яблучну кислоту. Очевидно, втрата активності щодо яблучної кислоти пов'язана з тривалим утриманням культури в колекції.
Результати вивчення кислотознижувальної активності культур молочнокислих бактерій роду Leuconostoc, виділених із виноматеріалів Сімферополя та ОПБ «Магарач», представлені в табл. 3.3. Використовували пастеризоване виноградне сусло з масовою концентрацією титрованих кислот 9,2 г/дм3 і цукрів 12,8 г/100 см3.
Показано, що мінімальний період зброджування яблучної кислоти (7-10 діб) спостерігався у штамів ОПБ 7-1-6; ОПБ 7-1-2. Основне зниження кислотності відбулося протягом перших трьох діб, що підтверджує встановлений нами раніше факт зброджування яблучної кислоти під час логарифмічної фази росту БКК роду Leuconostoc. Різниця в об’ємній частці спирту між контрольною та дослідною пробами пояснюється тим, що молочнокислі бактерії використовують цукор як джерело енергії в процесі розмноження та НМБ. Низький вміст спирту в пробах із тривалим процесом кислотовідновлення, очевидно, пояснюється його випаровуванням. Також виявлено відмінності в харчових потребах молочнокислих бактерій, і тому якість використовуваного виноградного сусла має більший вплив на активність одних штамів порівняно з іншими.
Таким чином, в результаті проведеної роботи виділено штами молочнокислих бактерій роду Leuconostoc, які нечутливі до етанолу і найбільш глибоко і швидко ферментують яблучну кислоту. Деякі з цих штамів (А-11-9; 101-11-3; А-1-2) протягом виноробного сезону 1980 р. були випробувані у виробничих умовах для проведення індукованої біологічної кислотозниження на підприємствах Кримського радгоспного комбінату (радгоспи «Золота балка», радгосп ім. С. Перовської, радгосп Коктебель і радгоспне поле «Золотое»). Всі три культури дали хороші результати, рекомендовані. для впровадження у виробництво і відправляються за заявкою на заводи первинного виноробства.

Таблиця 3.3 Характеристика виноматеріалів після яблучно-молочного бродіння з використанням різних штамів молочнокислих бактерій

Складність отримання великої біомаси гетероферментативних коків на підприємствах первинного виноробства не виключає можливості використання гомоферментативних паличок, які забезпечують більшу біомасу порівняно з гетероферментативними коками.
Для відбору активних кислотовідновлювачів ми проаналізували колекцію гомоферментативних паличок, попередньо виділених із виноматеріалів різного походження. Яблучно-молочне бродіння проводили шляхом введення бактеріальної суміші разом з дріжджами в пастеризоване виноградне сусло. Розведення бактерій готували із суміші солодового та яблучного сусла у співвідношенні 1:1 та дводобової культури дріжджів сорту Феодосія 1-19 у кількості 4 %. Для дослідження використовували пастеризоване виноградне сусло, що містить 13 г/100 см3 цукрів і 11 г/дм3 титрованих кислот. Крім 18 штамів гомоферментативних паличок, у дослідження кислотозниження для порівняння були включені 2 штами гетероферментативних коків роду Leuconostoc (А-П-4 та 101-П-3), які ми попередньо відібрали як найбільш активні. Процес проводили при температурі 27°С.
У таблиці 3.4 представлена ​​характеристика виноматеріалів після яблучно-молочного бродіння на різних штамах молочнокислих бактерій родів Lactobacillus і Leuconostoc.
За швидкістю яблучно-молочного бродіння розрізняють переважно гетероферментативні коки А-П-4 і 101-11-3. Використовуючи використане сусло, вони утилізували яблучну кислоту протягом 3 днів і завершили процес кислотозниження задовго до закінчення спиртового бродіння. Основна кількість штамів гомоферментативних паличок здійснювала яблучно-молочне бродіння за 14-16 днів. 4 штами завершували процес лише через 21-35 діб, а в зразках з 4 штамами протягом 40 діб спостереження зниження кислотності не спостерігалося. Тривалість яблучно-молочного бродіння визначали з моменту додавання суміші.
Достовірних відмінностей у ступені зниження кислотності виноматеріалів при використанні різних штамів молочнокислих бактерій не виявлено; становила 2,7-3,1 г/дм3.
Таблиця 3.4
Характеристика виноматеріалів після біологічного відновлення кислоти

Яблучну кислоту утилізували до залишкових кількостей. За рахунок втрати винного каменю вміст винної кислоти дещо зменшився. Різниця в накопиченні летких кислот між гомоферментативними паличками та гетероферментативними коками була незначною [17].
Таким чином, вирішальним фактором при відборі штамів є активність утилізації яблучної кислоти та швидкість яблучно-молочного бродіння. За цією ознакою кращі з гомоферментативних паличок у 4-5 разів поступаються гетероферментативним кокам і навряд чи є перспективними для індукованого кислотозниження.

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\