Симбиотическая ферментация
Симбиотическая ферментация — это форма ферментации , при которой несколько организмов ( дрожжи , уксуснокислые бактерии , молочнокислые бактерии и другие) взаимодействуют в симбиозе с целью производства желаемого продукта. Например, дрожжи могут производить этанол, который затем потребляется уксуснокислыми бактериями. [1] Ранее описывался как ферментация сахаров после осахаривания в процессе смешанного брожения. [2]
История
[ редактировать ]Самое раннее упоминание этого термина можно найти в лекции, прочитанной доктором Алланом Макфадьеном из Института профилактической медицины Дженнера в 1902 году. Доктор Макфадьен описал симбиотическую ферментацию как упоминание «тесной связи между действующими организмами, действия одного помогая или изменяя действия другого, в то время как оба участника становятся более активными в результате партнерства». [2] Ферментативные микроорганизмы имеют глубокую историю, о чем свидетельствует ферментация молока кефиром и кумысом кочевыми племенами в России, а также ферментация японской коджи (см. Aspergillus oryzae ).
В 1927 году доктор Альдо Кастеллани определил симбиотическую ферментацию как «два микроорганизма, ни один из которых по отдельности не производит ферментацию с газом в определенных углеводах, но не может делать это, живя в симбиозе или при искусственном смешивании». [3] Он основал это определение на наблюдении, что обычные пекарские дрожжи состоят из двух или более микроорганизмов — Saccharomyces и Bacilli. Он провел эксперименты, чтобы показать, что когда два разных вида бацилл выращиваются в культуре вместе с мальтозой в качестве сахара, в результате симбиотической ферментации образуется газ. Доктор Кастеллани также описал симбиотическую ферментацию как метод различения Bacillus disentariae Shiga (ныне Shigella disentariae Shiga) и B.dysentariae Flexner (ныне Shigella flexneri ) путем ферментации каждого из них с помощью Bacillus morgani (ныне Morganella morganii ) в манните . Культура с Флекснером всегда производила газ и кислоту, тогда как культура с Сигой производила только кислоту. Подводя итог, можно сказать, что одна бактерия выполняет кислую ферментацию для производства кислоты из сахара, затем другая бактерия выполняет газовую ферментацию, используя кислые продукты для производства газа. Таким образом создается тип симбиотических отношений, основанный на ферментативном метаболизме.
Совсем недавно симбиотическую ферментацию описали в традиционном смысле для ферментации пищевых продуктов и напитков. Агрегаты биопленок ферментативных микроорганизмов обычно связаны с брожением многих продуктов, включая уксус, сакэ , сётю и кефир. [1] В США чайный гриб стал популярным ферментированным напитком , который также является моделью симбиотического брожения. В чайном грибе бактерии создают сеть биопленок, которая инициирует образование SCOBY , а дрожжи вырабатывают инвертазу , которая делает сахара доступными для бактерий и дрожжей для ферментации. [4]
Примеры симбиотической ферментации
[ редактировать ]
- Кефир
- В кефире лактоза молока ферментируется молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты, дальнейшее расщепление до пропионовой кислоты осуществляется пропионибактериями. Дрожжи в кефире ферментируются с образованием этанола, который потребляется другими бактериями для производства кислот и альдегидов, придающих вкус. [5]
- Ради
- При изготовлении саке плесень кодзи используется для ферментации риса с образованием свободных сахаров, которые затем ферментируются молочнокислыми бактериями (МКБ) и дрожжами, образуя этанол и активные вкусоароматические соединения. [1]
- Ламбик Пиво
- Пшеница ферментируется дрожжами и молочнокислыми бактериями. [1]
- Сёту
- Рис, пшеница и батата ферментируются плесенью, дрожжами и молочнокислыми бактериями. [1]
- Уксус
- Рис ферментируется плесенью, дрожжами, молочнокислыми бактериями и уксуснокислыми бактериями. [1]
- Я Уиллоу
- Соевые бобы и пшеница ферментируются плесенью, дрожжами и молочнокислыми бактериями. [1]
- Виски
- Ячмень, кукуруза и рожь ферментируются дрожжами и молочнокислыми бактериями. [1]
- Вино
- Виноград ферментируется дрожжами и LAB. [1]
- чайный гриб
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Фурукава, Соичи (2013). «Значение микробного симбиотического сосуществования в традиционной ферментации». Журнал бионауки и биоинженерии . 116 (5): 533–539. дои : 10.1016/j.jbiosc.2013.05.017 . ПМИД 23791634 .
- ^ Jump up to: а б Макфадьен, Аллан; Бадингтон, Швейцария (1903). «Симбиотические ферментации» . Журнал Федеральных институтов пивоварения . 9 (1): 2–15. дои : 10.1002/j.2050-0416.1903.tb00197.x . ISSN 2050-0416 .
- ^ Кастеллани, Альдо (июнь 1927 г.). «Дальнейшие наблюдения над «феноменом симбиотической ферментации» и его использованием для дифференциации некоторых микроорганизмов и идентификации некоторых углеродных соединений» . Труды Королевского медицинского общества . 20 (8): 1268–1272. дои : 10.1177/003591572702000826 . ISSN 0035-9157 . ПМК 2100556 . ПМИД 19985916 .
- ^ Jump up to: а б Мэй, Александр; Нарайанан, Шринатх; Алкок, Джо; Варсани, Арвинд; Мали, Карло; Актипис, Афина (3 сентября 2019 г.). «Комбуча: новая модельная система сотрудничества и конфликтов в сложной многовидовой микробной экосистеме» . ПерДж . 7 : е7565. дои : 10.7717/peerj.7565 . ISSN 2167-8359 . ПМК 6730531 . ПМИД 31534844 .
- ^ Ван Вик, Джесси (01.01.2019), Грумесеску, Александру Михай; Холбан, Алина Мария (ред.), «12 - Кефир: шампанское из ферментированных напитков» , ферментированные напитки , Woodhead Publishing, стр. 473–527, doi : 10.1016/b978-0-12-815271-3.00012-9 , ISBN 978-0-12-815271-3 , S2CID 108073995 , получено 7 ноября 2020 г.