1:48 م
علوم الاغذية -
كتب الزراعة
كتاب : تصميم و تصنيع مخمر لإنتاج الخل بالطريقة السريعة
الخل هو نتاج تخمير على مرحلتين. في المرحلة الأولى ، تقوم الخميرة بتحويل السكريات إلى إيثانول لا هوائي ، بينما في المرحلة الثانية يتأكسد الإيثانول إلى حمض الخليك (الإيثانويك) بواسطة بكتيريا من جنس Acetobacter و Gluconobacter.
هذه العملية الثانية هي آلية شائعة للتلف في المشروبات الكحولية وكان اكتشاف الخل بلا شك بسبب ملاحظة أن هذا المنتج من التلف يمكن استخدامه بشكل جيد كنكهة وحافظة.
اسم الخل مشتق في الواقع من كلمة vin aigre الفرنسية التي تعني "النبيذ الحامض" وحتى اليوم ، فإن أكثر أنواع الخل شيوعًا في المنطقة عادة ما تعكس المشروبات الكحولية المحلية ؛ على سبيل المثال ، خل الشعير في المملكة المتحدة ، وخل النبيذ في فرنسا ، وخل الأرز في اليابان.
في تخمير الخل ، يتم إنتاج الركيزة الكحولية ، المعروفة باسم مخزون الخل ، باستخدام نفس العمليات أو عمليات مشابهة جدًا لتلك المستخدمة في إنتاج المشروبات الكحولية. عندما تحدث الاختلافات ، فإنها تنبع إلى حد كبير من عدم الاهتمام النسبي لمصنع الجعة في نكهة المادة الوسيطة واهتمامه بتعظيم تحويل السكر إلى إيثانول. في إنتاج خل الشعير على سبيل المثال ، لا يتم استخدام القفزات ولا يتم غلي نقيع الشعير لذلك يستمر نشاط الإنزيمات المهينة للنشا في عملية التخمير. هنا سوف نركز على وصف المرحلة الثانية من العملية ، أسيتات.
يتم إجراء عملية التحلية ، أكسدة الإيثانول إلى حمض الأسيتيك بواسطة أعضاء من أجناس Acetobacter و Gluconobacter. هذه البكتيريا سالبة الجرام ، موجبة الكاتلاز ، سالبة أوكسيديز ، البكتيريا الهوائية بدقة. Acetobacter spp. هم منتجو الأحماض الأفضل وهم أكثر شيوعًا في إنتاج الخل التجاري ، لكن قدرتها على أكسدة حمض الأسيتيك إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وهي خاصية تميزها عن Gluconobacter ، يمكن أن تسبب مشاكل في بعض الحالات عندما يرى صانع الخل مكونه الرئيسي تختفي في الهواء على شكل ثاني أكسيد الكربون.
لحسن الحظ ، يتم كبح الأكسدة الزائدة ، كما هو معروف ، بواسطة الإيثانول ويمكن التحكم فيها عن طريق المراقبة الدقيقة لضمان عدم استنفاد الإيثانول تمامًا أثناء عملية الأسيتات. يتم تشغيل معظم الأسيتات على أساس شبه مستمر ؛ عندما تكتمل عملية الأسيتات تقريبًا وتكون مستويات حمض الأسيتيك حوالي 10-14٪ وزن / حجم ، تتم إزالة نسبة من محتويات المخمر واستبدالها بكمية متساوية من مخزون الخل الكحولي الطازج.
نظرًا لأنه يتم الاحتفاظ بكمية كبيرة من الخل النهائي في المخمر ، فإن هذا يحافظ على المزرعة ويعني أنه يتم الحفاظ على مستوى عالٍ نسبيًا من الحموضة طوال عملية التخمير ، مما يحمي من التلوث. كما أنه يحمي من الأكسدة المفرطة حيث وجد أن Acetobacter europaeus ، وهو نوع شائع في مخمرات الخل التجارية ، لن يتأكسد بشكل مفرط عندما يكون تركيز حمض الأسيتيك أكثر من 6٪.
يصعب استزراع العديد من بكتيريا حمض الأسيتيك المرتبطة بالأسيتات التجارية على وسائط صلبة تقليدية ، على الرغم من تحقيق بعض النجاح باستخدام وسيط مزدوج الطبقة يوفر مستعمرات تنمو على السطح بإمداد ثابت من الإيثانول والرطوبة من مستوى منخفض ، طبقة شبه صلبة. نتيجة لذلك ، عادة ما يتم البدء في تخمير الخل بالبذور أو الخل الأم ، وهي ثقافة غير محددة تم الحصول عليها من عمليات التخمير السابقة. اعتمادًا على نوع الأسيتات ، يمكن أن تكون المزرعة غير متجانسة تمامًا وقد تم عزل كل من A. europaeus و A. hansenii و A. acidophilum و A. polyoxogenes و A. pasteurianus من عمليات التخمر عالية الحموضة.
أكسدة الإيثانول إلى حمض الأسيتيك هو المسار البسيط نسبيًا الذي تستمد به بكتيريا حمض الأسيتيك طاقتها. يحدث في خطوتين بوساطة نازعة هيدروجين الكحول وألدهيد ديهيدروجينيز . يرتبط كلا الإنزيمين بالغشاء السيتوبلازمي ولهما بيرولوكينولين كينون (PQQ) باعتباره أنزيمًا مساعدًا. يعمل PQQ كمستقبل للهيدروجين مما يقلل من السيتوكروم. ينشئ نقل الإلكترون الناتج قوة دافعة بروتون عبر الغشاء والتي يمكن استخدامها لتخليق ATP.
من القياس المتكافئ للمعادلة ، يمكن حساب أن 1 1 من الإيثانول يجب أن ينتج 1.036 كجم من حمض الأسيتيك و 0.313 كجم من الماء. يؤدي هذا إلى العلاقة التقريبية بأن الإيثانول 1٪ حجم / حجم سيعطي 1٪ وزن / حجم حمض أسيتيك ، ويستخدم هذا للتنبؤ بالحموضة النهائية للخل ولحساب كفاءة التخمير.....
---------------------
------------------------------
ليست هناك تعليقات: