Что такое брожение? Виды, признаки

Если оставить в емкости сок, очень скоро можно заметить изменения в его структуре. Жидкость меняет цвет, одновременно с тем выпадает осадок, появляется специфический запах. Так происходит брожение. Это естественный процесс распада компонентов. Его используют для приготовления разных продуктов. Но важно сначала понять, что такое брожение.

Определение термина и немного истории

Когда нужно приготовить спиртной, молочный или другой напиток, а также любой подобный по свойствам продукт, нужно изучить особенности брожения. Так называют процесс, который протекает при условии активизации микроорганизмов – преимущественно анаэробных. Они существуют в бескислородной среде. Другие характеристики процесса:

  • распаду подвергаются органические вещества (чаще всего это углеводы);
  • по мере течения процесса отмечается накопление веществ, являющихся продуктами неполного окисления;
  • образуется аденозинтрифосфорная кислота;
  • высвобождается энергия, она необходима для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов.

Интересно: По представлению современных ученых микроорганизмы первыми появились на планете, они существовали, когда кислород, как компонент воздуха, отсутствовал. Это значит, что процесс брожения появился в те времена. Так называлась простейшая форма окисления, необходимая для существования микроорганизмов.

Процесс брожения используется издавна. Люди заметили, что продукты, которые при этом образуются, обладают полезными свойствами. С давних времен применяется метод спиртового, молочного брожения. Сам термин появился в XVII в. Тогда алхимик Ван Хельмонт использовал такой метод для определения процессов, сопровождающихся выделением газов.

Взаимосвязь микроорганизмов и проявлением специфических свойств продукта обнаружилась позднее. Ее выявил микробиолог Луи Пастер. Он отметил, что существуют разные виды брожения. Это определяется различиями между микроорганизмами, провоцирующими подобные процессы.

Признаки брожения

Отмечают ряд внутренних и внешних свойств, характеризующих брожение. Благодаря им можно безошибочно отличить продукты, полученные в результате таких изменений, от многих прочих. Особенности, которые остаются невидимыми для человека, но имеют прямое отношение к сбраживанию:

  • происходит распад до образования конечных продуктов с одинаковой степенью окисления;
  • брожению подвержены продукты, в структуре которых происходят окислительно-восстановительные процессы;
  • компоненты, которые способствуют сбраживанию: углеводы, пурины, определенные органические кислоты, аминокислоты и др.

Внешние признаки продуктов, подверженных распаду путем сбраживания:

  • набирает интенсивность процесс пенообразования, это результат выделения газов;
  • цвет продукта меняется – становится более или менее выраженным, зависит от первоначального состава и длительности сбраживания;
  • выпадает осадок – это один из продуктов распада;
  • появляется сторонний запах, он разный, может быть жгучим, как у спиртовых продуктов, или кислым, как у молока и его производных;
  • гибкая крышка (полиэтиленовая, резиновая) вздувается вследствие скопления газов.

Признаки при естественном сбраживании проявляются через несколько часов. Но длительность приготовления продуктов, которые целенаправленно получают в результате брожения, более существенная. Меняется от нескольких дней до 2-3 недель.

Виды брожения, обзор способов

Путем сбраживания можно получить различные продукты. Исследования позволили разделить эти процессы на отдельные группы:

  • спиртовое брожение: результатом является процесс преобразования глюкозы и других углеводов в этанол, углекислый газ, часто при сбраживании используют дрожжи, конечный продукт применяется для производства алкоголя, кондитерских и хлебобулочных изделий;
  • пропионовокислое – способ, позволяющий получить компонент (пропионовую кислоту) для производства лекарственных средств и пластмассы:
  • муравьинокислое: брожение такого рода называют также смешанным, реализуется процесс при участии кишечной палочки, результатом является образование большого количества продуктов, они интересны с точки зрения медицинских исследований;
  • маслянокислое: сбраживание таким способом используется в промышленных масштабах – получают растворители, реализуется процесс при непосредственном участии бактерий разных видов, также маслянокислое брожение является результатом порчи сыров, когда появляется специфический кислый запах;
  • уксуснокислое: процесс протекает при участии аэробных бактерий, при этом происходит распад на компоненты, данный способ используется для получения уксусной кислоты;
  • молочно-кислое брожение: результатом является молочная кислота, для ее получения используют органические продукты, этот процесс делится на 2 других вида – гетеро- и гомоферментативное, в первом случае содержание молочной кислоты умеренное (не более 50%), а во втором – предельно высокое (90%).

Основным видом считается спиртовая разновидность, т. к. позволяет получить наибольшее количество продуктов. Кроме приведенных выше видов брожения, отмечают еще и способы реализации этого процесса:

  • периодический – характеризуется одинаковыми условиями, в которых готовится продукт, но при этом постоянно меняется состав, смешивают разные компоненты;
  • ускоренный: специалисты влияют на скорость сбраживания, регулируя количество компонентов или путем изменения условий брожения (температуры, давления), можно одновременно задействовать 2 фактора – повышение температуры и увеличение доли дрожжей.

Стадии брожения

Если рассматривать химический процесс, то отмечают 2 стадии: преобразование глюкозы в пируват, восстановление пировиноградной кислоты. Но приготовление различных продуктов может дополняться или упрощаться. Например, этапы производства виноградной продукции (вина):

  • забраживание или начальный период, когда повышается активность дрожжей;
  • бурное брожение: происходит переход к анаэробному сбраживанию, этап наступает после того, как дрожжи займут весь объем сусла;
  • тихое: количество дрожжей уменьшается, происходит переработка углеводов в спирт.

Подробнее описываются стадии брожения для приготовления пива:

  • забел: начальный этап, сопровождается появлением пены;
  • второй этап: поднимаются завитки – пена, она движется к центру емкости, может приобретать коричневый оттенок, на вкус горькая;
  • третий этап: наступает время высоких завитков, при этом стремительно возрастает интенсивность брожения;
  • четвертый этап: исчезают завитки, дрожжи оседают на дно.

Как ускорить процесс

В этом случае реализуется ускоренный метод сбраживания. Более подробно о способах, обеспечивающих возможность повысить интенсивность процесса:

  1. Регулировка температуры. Для роста интенсивности сбраживания нужно повысить значение этого параметра до +25°…+28°С, но не более. Увеличение температуры до +30°С даст обратный эффект – сбраживание прекратится, т. к. погибнут дрожжи.
  2. Помешивание. Равномерное движение активных частиц по всей емкости ускоряет приготовление продукта.
  3. Увеличение количества дрожжей. Способ эффективный, работает – проверено на практике, но имеет существенный недостаток – появление неприятного запаха, вкуса браги из-за ускоренного распада глюкозы и образования спирта.
  4. Применение добавок. Можно использовать несколько сбраживающих продуктов. Метод используется, когда нужно повысить скорость приготовления браги на сахаре, но не на зерне или фруктах (в этих случаях процесс и без сторонней помощи развивается быстро).
  5. Применение специальных дрожжей. Они отличаются составом, работают стремительно – готовый продукт получают за 2-3 дня. Однако высокая цена иногда останавливает от покупки.
  6. Правильный выбор емкости. Лучше использовать ту, что больше, но продукты для сбраживания (например, сахар) вводят порционно, не все сразу.

Таким образом, чтобы брожение происходило правильно, а готовый продукт приобрел приятный вкус и запах, нужно понимать тонкости. Результат данного процесса – это следствие активности микроорганизмов. Нужно учитывать особенности брожения разных видов. При желании на скорость приготовления можно повлиять, изменив рецепт или условия окружающей среды.

Оцените статью